[实用新型]一种面向大范围水质监测的仿生移动节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水质监测系统的组成节点，具体涉及一种面向大范围水质监测的仿生移动节点，属于水质检测技术领域。

背景技术

目前，我国的水质监测方法有实验室监测、自动监测和移动监测。实验室监测是通过设置某些断面定时定点瞬时取样，然后将样品带回实验室进行仪器分析，分析精度高但储存的水样水质会因为悬浮物的凝聚沉降以及生物的代谢过程、死亡分解过程等的影响而发生改变。自动监测是设定在流域内的现场水质自动监测站，建设一个自动监测站需要建造专门的厂房，同时在线水质分析仪器价格也十分昂贵。移动监测多为人工驾驶的水质监测船，不仅成本高而且存在二次污染。

随着物联网技术的兴起，水下监测结合无线传感网越来越受到人们的重视。国内外的众多研究机构都在积极的对可移动的水质监测节点进行研究。体积较小，探测范围广、精度高的移动水质监测节点具有较大的社会价值和经济效益。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的面向大范围水质监测的仿生移动节点，以克服现有技术中的所述缺陷。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于一种体积小，成本低且能在线检测不同水域的水质参数的面向大范围水质监测的仿生移动节点。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种面向大范围水质监测的仿生移动节点，其包括水质传感器、电荷放大模块、模数转换模块、单片机、发射换能器、接收换能器、GPS定位模块、电机驱动模块、直流电机、舵机以及微型水泵；其中，所述水质传感器、电荷放大模块和模数转换模块依次连接；所述模数转换模块、发射换能器、接收换能器、GPS定位模块、电机驱动模块、舵机分别连接至单片机；所述电机驱动模块分别连接直流电机和微型水泵。

本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点进一步设置为：所述水质传感器、电荷放大模块、模数转换模块、单片机、发射换能器、接收换能器、GPS定位模块、电机驱动模块、直流电机、舵机和微型水泵均安装于一仿金枪鱼外壳内。

本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点进一步设置为：所述舵机连接并驱动仿金枪鱼外壳的尾部；所述直流电机连接并驱动一螺旋桨。

本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点进一步设置为：所述单片机采用ARM Cortex-M3 内核的32位单片机STM32F103。

本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点进一步设置为：所述GPS定位模块为ALIENTEK生产的 ATK-NEO-6M-V23 模块。

本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点进一步设置为：所述电机驱动模块采用ST公司生产的L298N芯片。

本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点还设置为：其包括一电源模块，该电源模块中采用德州仪器生产的LM2596芯片。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.利用发射换能器与接收换能器组成的水声通信系统，实现远水下远距离通信。

2.仿生移动节点模仿金枪鱼的外观设计，具有移动速度快，环境适应性强等特点。

3.实现水下远程控制，测试范围大，单个节点可检测多个水域的水质参数，大大降低了成本。

4.有效地在线实时监测水质，一旦发现部分水域出现水质恶化，将及时通知上位机。

5.仿生移动节点采用标准化的传感器接口，可方便更换水质传感器，满足监测不同水质参数的需求。

附图说明

图1是本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点的原理框图。

图2是本实用新型的面向大范围水质监测的仿生移动节点的结构示意图。

图3是图1中的水质传感器、模数转换模块与单片机的连接线路图。

图4是图1中的GPS定位模块的连接线路图。

图5是图1中的电机驱动模块的连接线路图。

图6是图1中的电源模块的连接线路图。

具体实施方式

请参阅说明书附图1至附图6所示，本实用新型为一种面向大范围水质监测的仿生移动节点，其由水质传感器1、电荷放大模块2、模数转换模块3、单片机4、发射换能器5、接收换能器6、GPS定位模块11、电机驱动模块7、直流电机8、舵机9以及微型水泵10等几部分组成。