一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，包括上蓋，艙體外殼，內部電路板，水質傳感器，所述艙體外殼下部安裝有所述水質傳感器，所述水質傳感器的探頭露出在所述艙體外殼外；所述上蓋和艙體外殼構成防水的密封空間，所述上蓋內安裝有內部電路板，所述內部電路板分別與水質傳感器和天線相連；所述小型漂流式浮標在自由狀態下漂浮在水面上并且保持上蓋向上，水質傳感器的探頭浸沒在水中的狀態。本實用新型可通過在河流中順流漂浮的過程中自動采集水質數據，可節省數據采集過程中的人力成本。
【專利說明】一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水質監測領域，特別是涉及一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標。
【背景技術】
[0002]內河湖泊的水質監測是水域監管的重要內容，目前內河水質監測主要方式是通過設置觀測點站進行定點測量或者利用測量船定期測量，這種測量方法投入較大，需要有專門的人員進行測量，特別是比較偏遠的內河水域，由于成本原因，監管不是很到位。
[0003]對于大面積水域例如湖面或者海面，一般采用錨系浮標進行連續觀測，目前市上所售水質檢測浮標一般為大型浮標，如YSI公司的EMM700型浮標，特點直徑為122公分，水中浮力318公斤。其他各公司的浮標情況也大抵如此，直徑一般為I?3米，這類浮標測量數據種類多，價格不菲，一般價格在幾萬至上百萬不等，采用錨系的方式固定在某一區域，用于大型水域的水質水文監測。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，用于浮標放入河流后可以在漂流的過程中根據設置的時間間隔自動采集水質數據，并將采集到的水質數據與采集時間、采集地理位置存儲，待無線通訊鏈路暢通時發送到服務器。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，包括上蓋,艙體外殼，內部電路板,水質傳感器,所述艙體外殼下部安裝有所述水質傳感器，所述水質傳感器的探頭露出在所述艙體外殼外；所述上蓋和艙體外殼構成防水的密封空間，所述上蓋內安裝有內部電路板，所述內部電路板分別與水質傳感器和天線相連；所述小型漂流式浮標在自由狀態下漂浮在水面上并且保持上蓋向上，水質傳感器的探頭浸沒在水中的狀態。
[0006]所述內部電路板上包括單片機控制電路、無線通訊電路、水質數據采集電路、數據存儲電路、定位電路；所述單片機控制電路分別與無線通訊電路、水質數據采集電路、數據存儲電路、定位電路相連；所述無線通訊電路和定位電路與各自的天線相連。
[0007]所述艙體外殼內設有蓄電池,所述蓄電池與所述供電電路相連。
[0008]所述上蓋采用透明材質制成，所述上蓋內還設有太陽能電池；所述太陽能電池與所述供電電路相連。
[0009]所述無線通訊電路為衛星通訊電路、GSM通訊電路、GPRS通訊電路或3G通訊電路。
[0010]所述定位電路為GPS定位模塊電路、北斗衛星定位模塊電路、或通訊基站定位模塊電路。
[0011]有益效果
[0012]由于采用了上述的技術方案，本實用新型與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果:本實用新型利用無線定位和數據傳輸技術，制作一種可沿河流順流漂浮而下，沿途采集水質數據的小型漂流浮標，采集的數據有地理位置信息可精確指示采集點，該標志具有體積小，重量輕，造價低的特點，可用于較淺的河流水域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的外部結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型的內部電路示意圖；
[0015]圖3是本實用新型的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0017]本實用新型的實施方式涉及一種用于內河湖泊水質測量的小型漂流式浮標，其外形俯視為圓形，剖面圖如圖1所示，外部結構包括上蓋1，艙體外殼2。所述上蓋I為透明材料制成，以便于陽光入射，所述艙體外殼2與上蓋I結合，構成一個密封的空間。密封空間內由上向下分別安裝有天線5、太陽能電池3、內部電路板4、蓄電池6和水質傳感器7。艙體外殼的底部還有向下伸出的保護圈8，用于保護伸出底面的水質傳感器7。其中，電路板4上包括單片機控制電路、無線通訊電路、水質數據采集電路、數據存儲電路、定位電路、供電電路。天線5、太陽能電池3、蓄電池6和水質傳感器7與電路板4內相應的電路部分相連，所述浮標內設有配重，使得浮標在水中能夠自由浮起且保持上蓋I向上的漂浮狀態。為使浮標能順利通過較淺的水域，浮標的直徑控制在40cm，高度30cm以內。
[0018]本實用新型的浮標采用透明的上蓋和艙體外殼結合封裝成一個密閉的整體。內部的密閉空間與外界隔絕，防止水汽進入內部，在這個空間內安裝有浮標的電路部分。浮標采用太陽能電池加蓄電池供電，浮標投放前先將蓄電池充滿電，在使用過程中，可以通過透明上蓋的陽光照射太陽能電池補充充電。浮標電路部分采用低功耗措施，通過關閉暫時不用的模塊節約電能，在使用過程中可以做到電能的自給，不至于因斷電而停止工作。艙體外殼的底部有水質傳感器，水質傳感器露出殼體與外部水體接觸，用于測量水質參數。整個浮標通過合理設計重量分布，保證在自由狀態下可以漂浮在水面上并且保持透明的上蓋向上，水質傳感器浸沒在水中。
[0019]浮標的電路部分原理如圖2所示，主要包括單片機控制電路、無線通訊電路、水質數據采集電路、數據存儲電路、定位電路、供電電路等幾部分組成。單片機為其控制中心，各電路在單片機的控制下協同工作。其中無線通訊電路，根據需要和使用范圍的不同，可為衛星傳輸、GSM、GPRS、3G或者其他無線傳輸方式。水質數據采集電路上有可根據不同需要安裝不同種類的傳感器如溫度、鹽度、PH值、氧化還原電位等。數據存儲電路用于存儲采集到的數據。定位電路可根據不同使用環境和需求選擇不同的定位方式，可如衛星定位、GPS定位、基站定位等能確定其地理位置的任意定位方式，在某些定位方式中如衛星本身有定位功能或者基站定位則可省略此模塊。供電電路用于給電路板各部分供電和管理太陽能電池和蓄電池，完成對蓄電池的充電管理。電路部分還包括一個時鐘電路，為整個系統提供當前時間。
[0020]在浮標工作時，設定好數據采集時間間隔，然后將其放入監測河流的上游，浮標會隨著水流漂浮順流而下，并根據設定的時間間隔采集水質數據和位置信息及當前時間，然后存入數據存儲電路。在通訊鏈路暢通時將上述數據及時上傳到服務器。
[0021]基于無線通訊的單點定位式放流標志內部工作的具體流程如圖3所示，具體描述如下:
[0022]a.上電，系統初始化:設置單片機為定時器A喚醒的休眠狀態，設置定時器A的初值η工作方式為自動重裝初值。定時器A的定時時間為單片機喚醒查詢的時間間隔。校準時鐘系統的當前時間。
[0023]b.設定水質數據采集間隔時間。
[0024]c.關閉水質采集電路、通訊電路和定位電路，單片機進入休眠狀態，僅留有時鐘電路正常工作，以節約電能。
[0025]d.定時器A計滿中止，單片機被喚醒
[0026]e.單片機查詢比較是否到達設定水質數據采集時間。如果沒有，則轉到步驟c單片機繼續休眠；如果到達設定浮起時間，則轉到步驟f。
[0027]f.喚醒定位模塊，進行定位。
[0028]g.喚醒通訊模塊，發送通訊信號，建立通訊鏈路。
[0029]h.喚醒水質數據采集模塊采集水質數據。
[0030]1.將當前時間和采集到的位置和水質數據存儲到數據存儲模塊。
[0031]j.判斷通訊鏈路是否通暢，如不通暢則轉到步驟C，系統再次進入休眠狀態；如通訊鏈路暢通則轉到步驟k。
[0032]k.上傳存儲電路中存儲的數據到服務器。
[0033]1.轉到步驟C，系統再次進入休眠狀態。
[0034]不難發現，本實用新型的浮標，與普通的錨系浮標相比具有價格低、體積小、重量輕等特點，可通過在河流中順流漂浮的過程中自動采集水質數據，可節省數據采集過程中的人力成本，特別適用于偏遠人力不宜到達水域的數據采集。
【權利要求】
1.一種用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，包括上蓋(1)，艙體外殼(2)，內部電路板(4)，水質傳感器(7)，其特征在于，所述艙體外殼(2)下部安裝有所述水質傳感器(7),所述水質傳感器(7)的探頭露出在所述艙體外殼(2)外；所述上蓋(I)和艙體外殼(2)構成防水的密封空間，所述上蓋(2)內安裝有內部電路板(4)，所述內部電路板(4)分別與水質傳感器(7)和天線(5)相連；所述小型漂流式浮標在自由狀態下漂浮在水面上并且保持上蓋向上，水質傳感器(7)的探頭浸沒在水中的狀態。
2.根據權利要求1所述的用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，其特征在于，所述內部電路板上包括單片機控制電路、無線通訊電路、水質數據采集電路、數據存儲電路、定位電路和供電電路；所述單片機控制電路分別與無線通訊電路、水質數據采集電路、數據存儲電路、定位電路和供電電路相連；所述無線通訊電路和定位電路與各自的天線相連。
3.根據權利要求2所述的用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，其特征在于，所述艙體外殼(2)內設有蓄電池(6)，所述蓄電池(6)與所述供電電路相連。
4.根據權利要求2所述的用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，其特征在于，所述上蓋(I)采用透明材質制成，所述上蓋(I)內還設有太陽能電池(3);所述太陽能電池(3)與所述供電電路相連。
5.根據權利要求2所述的用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，其特征在于，所述無線通訊電路為衛星通訊電路、GSM通訊電路、GPRS通訊電路或3G通訊電路。
6.根據權利要求2所述的用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，其特征在于，所述定位電路為GPS定位模塊電路、北斗衛星定位模塊電路、或通訊基站定位模塊電路。
7.根據權利要求1所述的用于內河湖泊水質檢測的小型漂流式浮標，其特征在于，所述艙體外殼(2)的底部還有向下伸出的保護圈(8)。
【文檔編號】B63B22/00GK203623921SQ201320811510
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】戴陽, 么宗利, 楊勝龍, 劉健, 張天風 申請人:中國水產科學研究院東海水產研究所