[发明专利]一种基于物联网的水质监测系统及水质监测方法

摘要

本发明适用于软件领域，提供了一种基于物联网的水质监测系统及水质监测方法，系统包括多个水质监测仪和基站，水质监测仪向基站上报能量包；基站在能量包中，提取水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，采用水质监测仪剩余使用时长生成模型、所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，生成水质监测仪当前的剩余使用时长，如果当前的剩余使用时长小于预设阈值，就识别所述水质监测仪为没电水质监测仪，向没电水质监测仪发送位置坐标获取请求，接收返回的位置坐标，向预设终端发送通知消息，通知消息包括位置坐标以及水质监测仪编号，以使预设终端接收并显示通知消息。本发明有利于提高没电水质监测仪的充电效率。

主权项

1.一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于，包括基站和多个用于水质监测的水质监测仪；所述水质监测仪包括浮于水面的主机和在水中的多个探头，所述多个探头包括氧化还原电位ORP探头、氨氮探头、电导率探头、氧浓度探头、pH探头以及溶解氧探头，所述主机通过浮球浮于水面，所述主机包括连接所述多个探头的AD转换模块、连于所述AD转换模块的微控制器、连于所述微控制器的定位器和窄带物联网NB‑IoT模块、为所述水质监测仪供电的电源模块，所述电源模块包括锂电池和用于为所述锂电池充电的充电电路，所述水质监测仪的下端固定有铅块；所述基站包括物联网芯片、射频天线、射频信号处理电路、4G天线、4G基带电路、CPU、存储器、电源管理电路和电源，所述4G天线与所述4G基带电路相连接，所述射频天线与所述射频信号处理电路相连接，所述物联网芯片、所述射频信号处理电路、所述4G基带电路、所述存储器与CPU相连接，所述电源与电源管理电路相连接；所述基站给所述水质监测仪发送能量包获取请求，所述能量包获取请求通过单跳或多跳的路由方式到达所述水质监测仪；所述水质监测仪通过NB‑IoT模块接收所述能量包获取请求后，向所述基站上报能量包，所述能量包包含自身的水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，所述时间戳表示产生所述能量包的时间；所述基站接收所述水质监测仪上报的所述能量包，在所述能量包中，提取所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，获取接收所述能量包的时间，获取所述时间戳和接收所述能量包的时间之间的时间差值，判断所述时间差值是否处于预设范围内，倘若所述时间差值处于预设范围内，则采用预设的水质监测仪剩余使用时长生成模型、所述接收所述能量包的时间、所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，生成所述水质监测仪当前的剩余使用时长，判断当前的剩余使用时长是否小于预设阈值，如果当前的剩余使用时长小于预设阈值，就识别所述水质监测仪为没电水质监测仪，向所述没电水质监测仪发送位置坐标获取请求，接收所述没电水质监测仪返回的位置坐标，向预设终端发送通知消息，所述通知消息包括所述位置坐标以及所述没电水质监测仪自身的水质监测仪编号，以使所述预设终端接收并显示所述通知消息，如果当前的剩余使用时长不小于预设阈值，就识别所述水质监测仪为有电水质监测仪，向所述有电水质监测仪发送水质监测数据获取请求；所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，将采集到的水质监测数据以及自身的水质监测仪编号打包，生成物联网数据包，将所述物联网数据包发送至所述基站；所述基站接收所述有电水质监测仪发送的物联网数据包，在物联网数据包中提取所述水质监测数据；其中，所述水质监测仪剩余使用时长生成模型，具体为：其中，i表示水质监测仪编号，L(i)表示水质监测仪i当前的剩余使用时长，E(i)表示水质监测仪i的剩余能量，U(i)表示水质监测仪i的能量使用率，T1表示接收所述能量包的时间，T2表示产生所述能量包的时间。