专利名称：一种城市地下污水监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污水监测装置，特别是涉及一种城市地下污水监测装置。
背景技术：
水是人类维系生命的基本物质，是工农业生产和城市发展不可缺少的重要资源， 是人类环境的重要组成部分。当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，就会导 致水体的物理、化学及生物特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健 康，这种现象称为水体污染。城市地下污水是我国水体污染的重要污染源之一，实现对城市地下污水水体的实 时稳定监测对于研究污水排放源、污水排放成分，以及防止、控制和治理水体污染都有非常 重要的意义。现有技术中对城市地下污水监测的主要方法是通过监测人员到监测采样点进行 样品采集，然后带回检测中心进行检测，这种监测方式人工成本高、效率低，而且样品的运 输和保存也增加了整体检测的成本，而且污水检测缺乏时效性，污染源往往由于缺乏时效 的检测难以进行确定，这对污水治理、污染控制等工作造成极大的困扰。为解决上述问题，人们尝试使用卫星遥感、飞机遥感等方式进行监测，但是由于城 市地下污水是由地下排水管道排放，所以难以使用卫星遥感，飞机遥感等方式进行监测。随之，随着传感器技术，计算机技术和通信技术的发展，人们将传感器技术，计算 机技术和通信技术结合起来，利用传感器网络进行水质的监测。例如公开号为CN101266254的中国发明专利申请于2008年9月17日公开了一种 “水质自动在线监测系统”，其技术方案为“主要由数据采集模块、数据传输模块和数据处理 模块三个部分组成的连续自动监测系统，其中，数据采集部分为多参数智能数据采集仪，数 据传输部分为移动通信的GPRS通用分组业务网，利用无线数传终端DTU对数据进行传输， 数据处理部分的在线自动分析仪器将数据分析打包以UDP包的形式经空中接口传送到移 动的服务器后经公用hternet网送到监控中心数据服务器，GPRS数据中心与系统的应用 软件接口以动态连接库以UDP/IP链路进行数据转发。”本发明专利申请以在线自动分析仪 器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关 的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。虽然，可尽早发现 水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源，从而为管理决 策服务。但是，这种水质自动监测仪自动采集数据和信息传递系统的成本较高，而且所采用 的水体监测装置的网络化程度低，组网技术单一，不能实现分布式多点同时长时间长距离 的高速数据的采集和监测，不适用于城市地下污水的监测。因此，针对现有技术中的不足，亟需提供一种能够对城市地下污水水质进行长期、 稳定、实时、高效的监测，而且投资小、易于建设、稳定性强，并易于推广的城市地下污水监 测装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够对城市地下 污水水质进行长期、稳定、实时、高效的监测，而且投资小、易于建设、稳定性强，并易于推广 的城市地下污水监测装置。本实用新型的目的通过以下技术方案实现提供一种城市地下污水监测装置，包括有无线传感信息采集模块、微处理器和电 源供给与管理模块，所述无线传感信息采集模块和所述电源供给与管理模块分别与所述微 处理器相连接，所述无线传感信息采集模块包括有无线传感器节点、由所述无线传感器节 点组成的无线传感器网络、无线网关和射频收发模块，所述射频收发模块包括有无线传感 器节点射频收发模块、无线传感器网络射频收发模块和无线网关射频收发模块，其中，每一 个所述无线传感器网络对应一个所述无线网关。其中，所述无线传感器节点的电路包括有数据采集电路和无线传感器节点射频收 发电路，所述数据采集电路和所述无线传感器节点射频收发电路分别与所述微处理器相连 接，所述数据采集电路包括有集成传感器组芯片和水质监测传感器组，所述无线传感器节 点射频收发电路包括有所述无线传感器节点射频收发模块。其中，所述水质监测传感器组包括有温度传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、 PH值传感器和余氯传感器。其中，所述无线网关的电路由所述无线传感器网络射频收发模块和所述无线网关 射频收发模块组成，所述无线传感器网络射频收发模块和所述无线网关射频收发模块分别 与所述微处理器相连接。其中，所述无线网关为3G无线网关或者4G无线网关。其中，所述3G无线网关为WCDMA 3G无线网关或者CDMA2000 3G无线网关或者 TDSCDMA 3G无线网关。其中，所述微处理器由型号为ATMEGA128L的单片机及其外围电路组成。其中，所述射频收发模块由型号为CC1000的射频芯片及其外围电路组成。其中，所述电源供给与管理模块为太阳能供给的电源供给与管理模块。本实用新型的有益效果由于本实用新型的城市地下污水监测装置包括有无线传 感信息采集模块、微处理器和电源供给与管理模块，无线传感信息采集模块和电源供给与 管理模块分别与微处理器相连接，无线传感信息采集模块包括有无线传感器节点、由无线 传感器节点组成的无线传感器网络、无线网关和射频收发模块，射频收发模块包括有无线 传感器节点射频收发模块、无线传感器网络射频收发模块和无线网关射频收发模块，其中， 每一个无线传感器网络对应一个无线网关。由此使得，本实用新型与现有技术相比，通过无 线传感器网络以及无线网关实现了城市地下污水水质的远程监控，具有自动化程度高，效 率高，数据采集和传输精确等优点，能提高城市地下污水监测的效率，精确性和可靠性，同 时还具有投资小、易于建设、稳定性强，并易于推广的特点。
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的 任何限制。[0022]图1是本实用新型的一种城市地下污水监测装置的流程结构示意图；图2是本实用新型的一种城市地下污水监测装置的流程结构示意图；图3是本实用新型的一种城市地下污水监测装置的传感器节点的电路原理图；图4是本实用新型的一种城市地下污水监测装置的无线网关的电路原理图；图5是本实用新型的一种城市地下污水监测装置的电源供给与管理模块的电路 原理图。在图1、图2、图3、图4和图5中包括有1——无线传感信息采集模块、11——无线传感器节点、111——数据采集电路、 112——无线传感器节点射频收发电路、12——无线传感器网络、13——无线网关、14—— 射频收发模块、2——微处理器、3——电源供给与管理模块。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。本实用新型的一种城市地下污水监测装置的具体实施方式
，如图1和图2所示，包 括有无线传感信息采集模块1、微处理器2和电源供给与管理模块3，所述无线传感信息采 集模块1和所述电源供给与管理模块3分别与所述微处理器2相连接，所述无线传感信息 采集模块1包括有无线传感器节点11、由所述无线传感器节点11组成的无线传感器网络 12、无线网关13和射频收发模块14，所述射频收发模块14包括有无线传感器节点射频收发 模块、无线传感器网络射频收发模块和无线网关射频收发模块，其中，每一个所述无线传感 器网络12对应一个所述无线网关13。具体的，如图3所示，无线传感器节点11的电路包括有数据采集电路111和无线 传感器节点射频收发电路112，所述数据采集电路111和所述无线传感器节点射频收发电 路112分别与所述微处理器2相连接，所述数据采集电路111包括有集成传感器组芯片和 水质监测传感器组，所述无线传感器节点射频收发电路112包括有所述无线传感器节点射 频收发模块。具体的，水质监测传感器组包括有温度传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、PH 值传感器和余氯传感器。具体的，如图4所示，无线网关13的电路由所述无线传感器网络射频收发模块和 所述无线网关射频收发模块组成，所述无线传感器网络射频收发模块和所述无线网关射频 收发模块分别与所述微处理器2相连接。具体的，无线网关13为3G无线网关或者4G无线网关。具体的，3G无线网关为WCDMA 3G无线网关或者CDMA2000 3G无线网关或者 TDSCDMA 3G无线网关。本实施例中采用WCDMA 3G无线网关，该WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access-宽带码分多址)是一种第三代无线通讯技术，它基于GSM MAP 核心网，UTRAN(UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。WCDMA可支持 384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率，在高速移动的状态，可提供384Kbps的传输速率，在 低速或是室内环境下，则可提供高达2Mbps的传输速率。而GSM系统目前只能传送9. 6Kbps, 固定线路Modem也只是56Kbps的速率，WCDMA是无线的宽带通讯。通过WCDMA技术可实现 数据的高速传输。[0036]具体的，微处理器2由型号为ATMEGA128L的单片机及其外围电路组成。具体的，射频收发模块14由型号为CC1000的射频芯片及其外围电路组成。具体的，如图5所示，电源供给与管理模块3为太阳能供给的电源供给与管理模块 3。电源供给与管理模块3采用太阳能供电模式，实现对无线传感器节点11的持续稳定供 H1^ ο本实用新型的城市地下污水监测装置的工作原理通过在城市中各个污水排水管 道口布设无线传感器节点11来进行污水水质各个参数数据的收集，并利用无线传感器网 络12的联网多跳能力实现数据在各个无线传感器节点11之间的转发，最后汇集到无线网 关13，通过该无线网关13将从无线传感器网络12汇集的数据发至水质监测中心计算机，由 数据接收与管理上位机软件对数据进行接收和处理；同时，水质监测中心计算机亦能通过 无线网关13向无线传感器发送指令，实现无线传感器网络12的休眠和唤醒。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实 用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普 通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本 实用新型技术方案的实质和范围。
权利要求1.一种城市地下污水监测装置，其特征在于包括有无线传感信息采集模块、微处理 器和电源供给与管理模块，所述无线传感信息采集模块和所述电源供给与管理模块分别与 所述微处理器相连接，所述无线传感信息采集模块包括有无线传感器节点、由所述无线传 感器节点组成的无线传感器网络、无线网关和射频收发模块，所述射频收发模块包括有无 线传感器节点射频收发模块、无线传感器网络射频收发模块和无线网关射频收发模块，其 中，每一个所述无线传感器网络对应一个所述无线网关。
2.根据权利要求1所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述无线传感器节点 的电路包括有数据采集电路和无线传感器节点射频收发电路，所述数据采集电路和所述无 线传感器节点射频收发电路分别与所述微处理器相连接，所述数据采集电路包括有集成传 感器组芯片和水质监测传感器组，所述无线传感器节点射频收发电路包括有所述无线传感 器节点射频收发模块。
3.根据权利要求2所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述水质监测传感器 组包括有温度传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、PH值传感器和余氯传感器。
4.根据权利要求1所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述无线网关的电路 由所述无线传感器网络射频收发模块和所述无线网关射频收发模块组成，所述无线传感器 网络射频收发模块和所述无线网关射频收发模块分别与所述微处理器相连接。
5.根据权利要求1所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述无线网关为3G无 线网关或者4G无线网关。
6.根据权利要求5所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述3G无线网关为 WCDMA 3G无线网关或者CDMA20003G无线网关或者TDSCDMA 3G无线网关。
7.根据权利要求2所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述微处理器由型号 为ATMEGA128L的单片机及其外围电路组成。
8.根据权利要求1所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述射频收发模块由 型号为CC1000的射频芯片及其外围电路组成。
9.根据权利要求1所述的城市地下污水监测装置，其特征在于所述电源供给与管理 模块为太阳能供给的电源供给与管理模块。
专利摘要一种城市地下污水监测装置，包括有无线传感信息采集模块、微处理器和电源供给与管理模块，所述无线传感信息采集模块和所述电源供给与管理模块分别与所述微处理器相连接，所述无线传感信息采集模块包括有无线传感器节点、由所述无线传感器节点组成的无线传感器网络、无线网关和射频收发模块，所述射频收发模块包括有无线传感器节点射频收发模块、无线传感器网络射频收发模块和无线网关射频收发模块，其中，每一个所述无线传感器网络对应一个所述无线网关。本实用新型与现有技术相比，能够对城市地下污水水质进行长期、稳定、实时、高效的监测，而且投资小、易于建设、稳定性强，并易于推广的特点。
文档编号G01N33/18GK201935909SQ20112000114
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者卢启福, 杨敬锋, 陈强 申请人:卢启福