[发明专利]一种基于GPRS和SMS的远程水质监测系统

说明书

本发明公开了一种基于GPRS和SMS的远程水质监测系统，涉及水质监测装置领域，主要包括下位机和上位机，在被检测水域设置有若干个下位机，对水质数据信息进行采集；上位机，对所有下位机进行统一管理，控制下位机的工作状态和接收下位机传输来的数据，并对数据进行汇总/分析及预警操作以及人机交互界面等功能；下位机利用SMS和GPRS网络与上位机进行无线数据传输，以实现对水域内各点水质实时监测的功能，上下位机之间通信是以SMS(短信)和GPRS网络为载体按照自定义的通信协议来传输数据，进而实现上位机对下位机采集的数据进行分析处理并对下位机进行统一管理，实时获取最新的水质数据。

技术领域

本发明涉及一种基于GPRS和SMS的远程水质监测系统，主要涉及水质监测装置领域。

背景技术

当今的水质污染现象严重，工业化社会带来的环境水质污染事故层出不穷，单纯地采集样品回实验室分析已不能适应人们对环境监测的要求。现有的水质在线监测一般包括以下步骤：采集水样→水样预处理→抽取样品→分析仪器测试→保存结果，并按上述的流程以设定的周期采集新的水样进行循环检测。

通常需要监测的水域及其宽广，传统的人工监测无法费时费力。并且水质的好坏关系人们的生命健康，一旦某个地方的水质出现异常情况，需要快速及时相应，并且是网点式快速监测收集各点的数据，以便做出相应对策。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提出了一种基于GPRS和SMS的远程水质监测系统，实现上位机对下位机采集的数据进行分析处理并对下位机进行统一管理，实时获取最新的水质数据。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

包括下位机和上位机，下位机，在被检测水域设置有若干个下位机，对水质数据信息进行采集；上位机，对所有下位机进行统一管理，控制下位机的工作状态和接收下位机传输来的数据，并对数据进行汇总、分析及预警操作以及人机交互界面等功能；下位机利用SMS和GPRS网络与上位机进行无线数据传输。

进一步，下位机的控制核心是单片机，其余功能模块包括了太阳能充电电路、锂电池充放电保护电路、电池升压和稳压电路、时钟电路、存储电路、SMS和GPRS模块电路和水质参数检测电路，所述水质参数检测电路包括PH测量电路、浊度传感器检测电路和温度传感器检测电路，采用锂电池给下位机供电并用太阳能电池对锂电池进行充电。下位机设计的工作环境是户外长期无人照看的工作环境。由于其户外性，供电采用锂电池给下位机供电并用太阳能电池对锂电池进行充电以保持长期工作。

进一步，下位机工作系统主要包括上电初始化、接收上位机信息、信息分析处理和定时数据采集。

进一步，下位机上电初始化流程如下叙述，上电后，下位机开始初始化片内、片外资源，再打开SMS和GPRS模块电路的电源，SMS和GPRS模块电路开始网络连接，正常打开SMS和GPRS模块电路后，会给上位机发送短信，报告下位机的工作状态并申请网络连接(准备上电数据采集准备)，发送成功后下位机进入待命状态。

进一步，所述接收上位机信息及分析处理过程：当数据到达下位机的时候，下位机判断收到的数据是短信还是GPRS网络数据，因为所有的数据均是由串口方式过来的，根据数据的特征和传输协议分析，可以得到到达的数据是什么类型，如果是短信则将短信中有用信息提取出来，根据收到的信息再来协调下位机的工作；如果是网络数据，则解码GPRS数据，根据提取出来的内容来操作下位机的工作状态。

进一步，所述上位机可以分为如下五大的功能模块：电脑对数据处理模块、硬/软件控制模块、网络管理模块、数据库管理模块和人机交互界面。

进一步，上位机对数据处理模块的程序是将SMS和GPRS发送到电脑的串行数据和Internet发来的网络数据进行分类采集，并对采集来的数据进行解码。将解码出来的命令或数据送至上位机控制模块程序。上位机控制模块的程序收到发来的数据了，分别控制相应的机构进行协同工作。