[发明专利]一种基于物联网的水环境监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于水资源监测领域，具体涉及一种基于物联网的水环境监测装置及方法。

背景技术

水是关系人类生存和社会发展的基本物质，是一种有限的、不可替代的宝贵资源，是实现经济社会可持续发展的重要保证。目前，随着湖泊、河流和沿海流域经济的快速发展、人口的迅速增长，水库、湖泊、河流和海洋等水质污染和富营养化问题日益严重，在国家可持续发展战略思想思路的引导下，人们也越来越重视水资源的保护及水质的监测。

现有的水文水资源监测主要还停留在人工取样的方式进行，通过人工检测设备对水质进行采样，进行人工分析后得出结论并记录，这种方式不仅工作量大、费时费力，而且检测的数据较为有限、不够全面，准确度较低，在记录过程中不可避免的会出现人为操作导致的错误，不方便监管部门的管理和统计。

传统的水环境监测工作主要以人工现场采样、传感器有线通信、实验室仪器分析为主。其主要的缺点表现在1)监测点少、时间周期长和建站成本高；2)研究对象限于关注某些水域部分区域，不能大规模组网，对水域环境缺乏综合了解；3)只是对被监测水域某段时间和空间内的数据了解，不能多维度，连续动态的全面了解水环境随时空的动态变化；4)监测数据的保存和处理一般存在于中心机房，初期的投入费用和之后的维护费用较大。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种基于物联网的水环境监测装置及方法，能够对水文水资源方便的进行远程控制监测，能够全面掌握水资源是否受污染以及受污染的程度，并能够通过物联网将检测数据发送给远端web终端设备，以便于研究人员更好的掌握水文水资源状况。

本发明的技术方案是：一种基于物联网的水环境监测装置，包括透明的球状壳体1，所述球状壳体1内固定有水样品容纳腔3，所述水样品容纳腔3内设有抽吸泵4以及与抽吸泵4相连接的第一三通换向阀20、第二三通换向阀22，所述第一三通换向阀20包括一个出口端和两个进口端，第二三通换向阀22包括一个进口端和两个出口端；其中抽吸泵4的进水口与第一三通换向阀20的出口端连接，第一三通换向阀20的一个进口端与水样品容纳腔排水管21连接，第一三通换向阀20的另一个进口端与进水管15的一端连接，进水管15的另一端穿出水样品容纳腔3与球状壳体1上的进水口24连通；所述抽吸泵4的出水口与第二三通换向阀22的进口端连接，第二三通换向阀22的一个出口端与水样品容纳腔注水管23连接，第二三通换向阀22的另一个出口端与排水管16的一端连接，排水管16的另一端穿出水样品容纳腔3与球状壳体1上的出水口11连通；所述水样品容纳腔3内还设有水质检测单元以及水位传感器25，位于水样品容纳腔3外的球状壳体1内还分别设有无线通信模块17、GPS模块18、微处理器12以及蓄电池13，所述球状壳体1上端的内表面还设有太阳能电池板2，位于球状壳体1内部的水样品容纳腔3下方还设有在配重14重力作用下使球状壳体1的上端能够在水中保持向上的配重14；所述水质检测单元、水位传感器25、无线通信模块17、GPS模块18、第一三通换向阀2、第二三通换向阀22分别与微处理器12信号连接，所述抽吸泵4通过控制开关与微处理器12信号连接，所述微处理器12、抽吸泵4分别与蓄电池13电连接，蓄电池13与太阳能电池板2电连接；所述GPS模块将地理位置信号发送给微处理器，微处理器将所述地理位置信号发送给所述无线通信模块，无线通信模块通过云端服务平台将所述地理位置信号发送给web终端设备，以便用户进行接收查看；所述无线通信模块17与云端服务平台无线通信连接，云端服务平台与web终端设备无线通信连接。

较佳地，所述球状壳体1上端的内表面还设有摄像装置19，所述摄像装置19与微处理器12信号连接；所述摄像装置19用于实时采集监测点的视频图像，并将视频图像信号实时发送给所述微处理器12，微处理器12实时接收所述摄像装置19实时采集的监测点处的视频图像信号，并实时发送给无线通信模块17，无线通信模块17再通过云端服务平台将所述视频图像信号发送给web终端设备。

较佳地，所述水样品容纳腔3内还设有用于测量水样品温度的温度传感器10，所述温度传感器10与微处理器12信号连接。所述温度传感器将所检测到温度值信号发送给微处理器12；微处理器12将该温度值信号发送给无线通信模块17，无线通信模块17再通过云端服务平台将所述温度值信号发送给web终端设备。