[发明专利]一种生物浮岛智能监测控制系统及其方法

说明书

本发明公开一种生物浮岛智能监测控制系统及其方法。该系统能够使用户获取水质状态实时监测数据以及地理信息数据，并且采用了先进的智能监测控制技术，解决了生物浮岛的智能监测以及分散布局问题，使用户及时获取水质状态信息以及浮岛地理信息，让浮岛处于水面的最优地理位置，降低水质净化时间，提高水质净化效率。本发明通过数据采集单元采集生物浮岛的水质监测数据和地理信息数据，并发送给微处理模块处理后，通过ZigBee模块发送到中央控制单元，中央控制单元将数据通过GPRS模块将系统数据发送到服务器，服务器能够对现场数据进行处理，Web/移动终端可以浏览现场数据信息。

技术领域

本发明属于智能监测及控制技术，具体涉及一种生物浮岛智能监测控制系统及其方法。

背景技术

生物浮岛技术是以可漂浮材料为基质或载体，将高等水生植物或陆生植物栽植到富营养化水域中，通过植物的根系吸收或吸附作用，削减水体中的氮、磷及有机污染物质，从而净化水质的生物防治法，同时通过收获植物的方法将水体中的富营养物质搬离水体，改善水质，创造良好的水环境。

现有的生物浮岛大多漂浮在水面上，日常的管理均在水面上完成，目前其管理操作大多采用人工完成，在小面积的试验示范中尚可，若大面积推广，需要经常、及时采收，人工操作就不能满足需要，限制其发展。并且国内外使用的生物浮岛单体面积较小，大多数是在小面积的河湖中使用，难以对较大的河湖进行生态修复，现需要有超大面积的生物浮岛。另一方面，现有的生物浮岛在水面上处于自由漂浮状态，并没有采用先进的智能监测控制技术，导致浮岛并没有处于最优的分散布局状态，进而水质净化并没有在最短时间完成，效率低下，同时用户无法实时获取水质状态监测数据以及浮岛地理信息数据。

发明内容

本发明的一个目的在于为了克服上述现有技术的不足，提供一种生物浮岛智能监测控制系统，该系统能够使用户获取水质状态实时监测数据以及地理信息数据，并且采用了先进的智能监测控制技术，解决了生物浮岛的智能监测以及分散布局问题，使用户及时获取水质状态信息以及浮岛地理信息，让浮岛处于水面的最优地理位置，降低水质净化时间，提高水质净化效率。

为了实现上述目的，本发明系统采用的技术方案是：

一种生物浮岛智能监测控制系统，包括若干智能终端、中央控制单元以及Web/移动终端，其中若干智能终端、中央控制单元分别安装于不同的生物浮岛上；中央控制单元至少包含有ZigBee模块、GPRS模块、第二微处理模块、第一电源模块，智能终端包括数据采集单元、超声波传感器、第一微处理器模块、存储模块、ZigBee模块、驱动模块、第二电源模块、至少三个电机，其中数据采集单元包括GPS模块、温度传感器、颜色传感器、PH传感器，数据采集单元将采集到的水质监测数据以及地理信息数据发送给第一微处理器模块，第一微处理器模块对采集到的数据进行处理，通过ZigBee模块可以发送给中央控制单元的ZigBee模块，当距离超过ZigBee的有效传输距离时，可以采用ZigBee的跳变技术传输给其他智能终端，进而发送到中央控制单元的ZigBee模块，中央控制单元将接收来自不同智能终端的监测数据以及地理信息数据处理，并通过GPRS模块对数据进行封包，发送到互联网，用户可以通过Web端或移动终端查看水质监测数据以及地理信息数据；同时中央处理单元的第二微处理模块利用先进的分散布局优化算法通过控制至少三个电机对智能终端进行合理的分散与布局，其中第一个电机通过与浮岛上的转向板连接，控制浮岛的转向，第二个电机通过与螺旋桨进行连接，用来驱动浮岛前进，第三个电机通过连接锚链，用于固定浮岛，当浮岛到达目标地点时，该电机启动并松下锚链；整个智能监测控制系统的供电由电源模块提供。

所述的数据采集单元采集的数据包括水质监测数据以及地理信息数据，其中水质监测数据包括水温、颜色、以及PH值，它们分别通过温度传感器、颜色传感器、PH传感器完成；地理信息数据指的是当前浮岛所处的经度与纬度，其数据通过GPS模块完成。

所述的超声波传感器主要用于防止浮岛与浮岛之间以及浮岛与障碍物之间发生碰撞。