[发明专利]基于GPS的自学习导航游弋式水质监测系统

说明书

本发明涉及一种基于GPS的自学习导航游弋式水质监测系统，以双体式模型船作为载体，由运动控制模块、CC2530协调器、ZigBee网络、CC2530终端节点、电子罗盘、遥控器、荧光法溶解氧传感器、PH传感器、GPS定位模块、PH变送器、RS485总线、GPRS‑DTU模块、远程服务器、客户端组成。本发明将ZigBee通信技术、GPS卫星定位技术和GPRS通信技术相结合，实现对测量船的手动遥控、自学习、自动导航以及对多个水质参数的在线监测，以单点移动式测量代替多点分布式测量，通过无线传输将采集的水质信息以及采集点的地理位置信息传送至远程服务器。

技术领域

本发明专利属于水质监测领域，尤其是一种基于GPS的自学习导航游弋式水质监测系统。

背景技术

自从改革开放以来三十年,中国社会在每个方面都取得了长足的发展。但是同时,水资源危机并同环境危机马上接踵而至。中国作为一个水资源相对来说缺乏的国家,人均的水资源占有量仅仅是世界平均水平的1/5左右。当今，大部分大中城市已经或正在陷入较严重的水资源危机之中,比如我国西部的西安等一线城市,缺水的问题已经逐渐影响到了城市的工农业生产，甚至影响到居民的日常生活。因为工农业急速的发展,我国的许多大江、大河中水资源已经严重不足,像黄河自从20世纪90年代起经常断流,而且断流的天数不断的增加，在1997年长达二百多天,已经严重影响到了黄河中下游各省市人民的工农业用水。同时，工农业的需水量与日俱增,使得地表水的水量严重不足,人们只能开始大量开发并利用水质相对来说比较好的地下水，因为地下水的超量超采,全国各地方特别是北方的干旱缺水地区，那里地下水不断的形成区域性的降落漏斗,而且漏斗的规模呈逐年增大的态势,由此就引起了地面沉 降，环境污染，水质恶化这些严重的后遗症。同时，由于工农业发展,水质的污染也日趋严重。因为工农业的污染每况愈下,地表水的水质随之不断恶化，很多的地表水已经不可以再作为城市供水的水源了。因为城市大量污水、农业生产用化肥的污染,地下的水资源，特别是地球浅层的地下水资源被严重的污染。若再不采取有效的，合理的措施来进行水质检测,那么我国水资源的危机将更加严重,这会严重地影响我国经济，民生的可持续发展。所以,对水质建立合理可靠的检测信息系统十分必要。

水质检测管理信息系统是从地理信息系统中发展出来的的管理信息系统,它与传统管理信息系统有着巨大的区别。传统的管理信息系统是以属性和数据为基础的,它们不能处理分析空间里的数据,同时亦不能和大部分专业模型同时进行深层次的分析和比较。在国外，一些国家通过先进的传感器技术，数据融合技术和互联网技术建立了信息平台，实现农业生态环境的自动监测，确保农业生态环境的可持续发展。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提出了一种基于GPS的自学习导航游弋式水质监测系统，实现了多点移动测量的功能，大大提高了测量范围，增强了水质监测的机动性。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

以双体式模型船作为载体，由运动控制模块、CC2530协调器、ZigBee网络、CC2530终端节点、电子罗盘、遥控器、荧光法溶解氧传感器、PH传感器、GPS定位模块、PH变送器、RS485总线、GPRS-DTU模块、远程服务器、客户端组成；首先，采用CC2530协调器作为模型船的运动主控制器和遥控控制器，其中模型船的CC2530协调器作为ZigBee网络的汇聚节点，CC2530终端节点通过遥控器实现测量船的现场手动路线示范遥控；其次，将模型船运动控制模块、荧光法溶解氧传感器、PH传感器和GPS定位模块通过RS485总线连接到GPRS-DTU模块，再通过GPRS网络将信息上传到远程服务器，远程服务器对水质参数信息进行解码还原存入数据库，对各测量点GPS地理信息进行存储，自学习出合理的自动导航测量路径；最后，自动方式下，根据自动导航测量路径，模型船自动运行，远程服务器与客户端进行数据交互，实现对水质信息的多点移动监测。