[发明专利]基于物联网的水质监测系统与监测方法

权利要求书

1.一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：包括浮动监测设备（1）、固定监测站（6）和后端主处理设备（13）；其中，

浮动监测设备（1）中的水质传感器（2）和定位服务模块（3）分别依次连接从CPU处理模块（4）与从Zigbee通讯模块（5），从CUP处理模块通过水质传感器（2）采集水质信息，定位服务模块（3）采集位置信息，再通过从Zigbee通讯模块（5）将水质信息和位置信息发送至固定监测站（6）；

固定监测站（6）包括依次串联的主Zigbee通讯模块（7）、主CUP处理模块（8），单片机（9）及单片机GSM模块（10），单片机（9）连接在线多参数监测器（11），在线多参数监测器（11）采集水质信息，并将水质信息传输至单片机（9），主CUP处理模块（8）实时接收信息、进行数据精度校正和解析处理，再将位置信息和水质信息发送至单片机（9）；单片机（9）将水质信息与预设的水质阈值进行比较，并将水质比较结果、水质信息与对应位置信息通过GSM网络（12）发送至后端主处理设备（13）；

后端主处理设备（13）包括工控机GSM模块（14）和后端在线处理设备（15）。

2.按照权利要求1所述的基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述浮动监测设备（1）还包括密封的塑料或硅胶外壳，水质传感器（2）的探针裸露在浮动监测设备（1）的外壳外部并没于水中，定位服务模块（3）、从CPU处理模块（4）与从Zigbee通讯模块（5）均设置在外壳内。

3.按照权利要求1所述的基于物联网的水质监测系统，其特征在于：定位服务模块（3）采用北斗定位模块和/或GPS定位模块获取浮动监测设备（1）当前所处的位置信息；浮动监测设备（1）通过锂电池或太阳能板提供电源。

4.一种使用权利要求1所述的基于物联网的水质监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

a）、在待监测的水域布设多个浮动监测设备（1）；

b）、在待监测水域设置固定监测站（6）；

c）、浮动监测设备（1）的从CPU处理模块（4）实时通过定位服务模块（3）采集位置信息，并通过水质传感器（2）采集水质信息，再通过从Zigbee通讯模块（5）进行上传；

d）、固定监测站（6）的在线多参数监测器（11）采集固定监测站（6）所处的固定点的水质信息，主CPU处理模块（8）接收监测范围内的已绑定的多个浮动监测设备（1）发送的水质信息和位置信息，再将水质信息和位置信息进行数据精度校正和解析处理，并通过格式转换后通过发送至单片机（9），单片机（9）将水质信息与预设的水质阈值进行比较，并将水质比较结果、水质信息与对应位置信息通过GSM网络（12）发送至后端主处理设备（13）；

e）、后端主处理设备（13）接收水质比较结果、水质信息和对应的位置信息，分析每个浮动监测设备（1）的移动轨迹以及当前位置的水质情况，并将水质比较结果超标的浮动监测设备（1）或者固定监测站（6）的位置在电子地图上定位显示。

5.按照权利要求4所述的监测方法，其特征在于：在步骤c）中，浮动监测设备（1）自动发送绑定请求，固定监测站（6）收到请求之后会作出响应，并进行绑定操作；若附近未能找固定监测站（6），那么浮动监测设备（1）会继续搜索，且搜索会呈现出周期性，直到成功绑定之后，水质信息和位置信息会周期性地传输至固定监测站（6）；一旦固定监测站（6）未能给出应答，或是浮动监测设备（1）未能收到应答，那么浮动监测设备（1）的绑定就会自行解除，同时重复上述找寻及绑定操作。

6.按照权利要求4所述的监测方法，其特征在于：在步骤d）中，每个浮动监测设备（1）上传水质信息和位置信息的时间t&lt；200ms，水质信息和位置信息的数据长度为40字节，每分钟可以上传水质信息和位置信息总数为300个；同一个固定监测站（6）范围内包含的浮动监测设备（1）的个数为n（n&lt；1000），每个浮动监测设备（1）的采集设置周期T&gt；n/300分钟，所有浮动监测设备（1）通过北斗或GPS统一校时，每个小时的60分钟分成若干个周期T，在每个周期T内按照间隔200ms分配对应的浮动监测设备（1）进行数据上传。