[实用新型]一种LoRaWAN多参数水质在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水质多参数测量及通讯技术领域，特别是一种LoRaWAN多参数水质在线监测系统。

背景技术

传统的单参数或者多参数水质在线监测系统一般有两种方式，比较常见的一种是水体监测设备配备GPRS模块（或其他GSM模块），结合水体监测传感器使用，传感器采集原始水体信号，在经过硬件处理和软件运算后，通过GPRS将最终工程值上传至平台，实现水质参数的在线监测。这种方式在水产养殖的水质监测领域更为普遍，由于水体参数通常受到各种因素的影响，单纯通过水质传感器采集的数据并不能当作有效的最终工程值，基本上都需要进行其他参数的补偿。这就导致了每个水体监测设备除了配备相应的水体监测传感器外，还需要配备用来检测其他参数的传感器，造成硬件成本上的浪费，也增加维护难度和运维成本。比较突出的一个参数就是大气压力值，比如水体溶解氧值，必须进行压力补偿，否则检测的溶解氧值没有实际意义。

而且这种方式由于功耗大，一般要求通过市电再经电源适配器后供电，必然造成电源及电源线等成本的增加。更为重要的是，由于是市电供电，为了安全起见，监测设备通常安装在远离水面监测点地域，而传感器是放置在监测点，进一步拉长了传感器与监测设备之间的距离，从而导致需要很长的传感器数据线，这也增加了不少的成本开支，整个系统整体的造价很高。

还有另一种常见的方式，每个水体监测设备也是一个相对完整的设备，可能采集单个水体参数或者多个水体参数，和上述第一种方式一样，进行运算处理后，再通过短距离无线组网的方式传输至数据集中器，最后由数据集中器统一以GPRS等方式远程传输至平台。这种短距离无线组网方式有用ZigBee、WiFi、或者自定义协议的其它RF射频模块，除了通讯距离偏短外，同样存在需要在每个监测设备上配备测量其他参数传感器的问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于LoRaWAN协议的、检测节点采用电池供电且只传输原始AD参数的、统一在网关节点上算法运算的多参数水质在线监测系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种LoRaWAN多参数水质在线监测系统，包括一个或多个LoRa在线检测节点、一个或多个LoRa网关节点、远程平台及手机APP应用，用于水体环境中的多种水质参数的在线检测及远程传输，所述LoRa在线检测节点包括有第一LoRa通讯模组，与所述LoRa网关节点上的第二LoRa通讯模组通讯连接，所述LoRa网关节点上的远传通讯模组与所述远程平台通讯连接，所述手机APP应用与所述远程平台网络连接。

进一步地，所述远程平台还安装有数据管理系统。

进一步地，所述第一LoRa通讯模组与第二LoRa通讯模组的通讯基于LoRaWAN Class B模式。

进一步地，所述多种水质参数的温度及压力补偿在所述LoRa网关节点上完成。

进一步地，所述多种水质参数的现场校准通过按键操作或者通过所述手机APP应用完成。

进一步地，所述LoRa在线检测节点包括还包括DO传感器、EC传感器、pH传感器、ORP探头、第一中央处理单元，及与所述第一中央处理单元连接的温度传感器、A/D转换模块、人机互动单元、供电单元。

进一步地，所述DO传感器、所述EC传感器、所述pH传感器、所述ORP探头与一信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述A/D转换模块连接。

进一步地，所述供电单元分别为所述第一LoRa通讯模组、所述第一中央处理单元、所述人机互动单元、所述A/D转换模块、所述温度传感器、所述DO传感器、所述EC传感器、所述pH传感器、所述ORP探头、所述信号调理电路供电。

进一步地，所述供电单元包括一次性锂电池及相关电源管理电路，所述电源管理电路输出3.3VDC直流电压，所述一次性锂电池优选3.6V的大容量电池。

进一步地，所述LoRa在线检测节点采用周期唤醒或指令唤醒的工作模式，在非采集与通讯期间，处理休眠待机状态。

进一步地，所述DO传感器是一种溶解氧传感器，优选原电池原理的电化学溶解氧传感器，所述原电池原理的电化学溶解氧传感器还内置有温度补偿电阻，采用负温度系数的NTC热敏电阻。

进一步地，所述电化学溶解氧传感器的工作原理是：水体的溶解氧在所述电化学溶解氧传感器内置的阴极、阳极及电解液体的共同作用下，产生化学反应，从而产生微弱电流，所述微弱电流与水体的溶解氧含量成正比。