专利名称：遥控式移动水质快速监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境保护和水利行业中水质移动监测领域，尤其涉及一种�？� 式移动水质快速监测系统。
背景技术：
随着我国社会经济的快速发展，有机物、重金属等有毒有害的污染物不断进入河 流湖泊，水体污染问题的日渐严重，许多饮用水源会遭到突发性或渐变性的水质污染。通过 现场水质检测设备，及时发现污染程度，发出预警信息，让自来水厂及时启用应急预案，就 会减轻或消除污染物对饮用水的影响，保障人民大众的身体健康。目前采用水质监测主要有实验室监测、自动站监测和移动监测这三种形式。实验 室监测是工作人员到现场提取水样，送到实验室进行仪器分析的方法，分析精度高，能过反 映渐变性的水质污染情况，但监测周期长，劳动强度大，数据采集和传输的速度慢，难以发 现突发性污染情况；自动站监测是在水源检测点附近建立分析小屋，小屋内安装在线水质 分析仪器，借助于远程数据通信网络，能动态反映水质情况，具有测量及时等优点，但受在 线水质分析仪器昂贵、建站成本和维护成本高等因素的制约，目前在同一水源中所建的自 动站数量少，监测点位置固定，监测范围�。荒苋娣从乘首纯觯灰贫嗖庵饕糜诜� 生污染后的应急移动监测和平时的周期性水质安全巡检，通常三种方式一是工作人员带 便携式仪器到现场取样分析；二是工作人员驾驶装载水质分析仪器的专用车辆到现场取样 分析；三是工作人员驾驶专用船舶到现场水域完成水质测试。移动监测的具有灵活性好、测 量及时等优点。迄今为止，移动水质监测的主要成果如下
1.发明专利“车载化学耗氧量自动分析仪”(申请号0213M82.0)，提出了一种在汽车上 装载和使用的化学耗氧量自动分析仪，以及相关的直流逆变装置和等比例水样采集方法。2.发明专利“一种车载移动式水质有机物污染监测分析装置”(申请号 200810219947. 6)，提出了一种车载有机物污染监测分析装置，由分析主机和配件组成，主 机包含分光光度计、显示仪表等。3.发明专利“移动式水质自动应急检测系统”(申请号2009103044763. 4)，提出了 一种用于移动载体(车或船)的应急检测系统，由自动取水、留样�？�、水样预处理、监控、显 示屏、GPRS�？楹投嗖问远觳饽？榈纫瞧魃璞缸槌桑渲卸嗖问觳饽？榘ㄐ�、镉、 铅、铜、CODmn、六价铬、总磷、总砷、硫化物、氨氮、氰化物、总氰、挥发酚和生物毒性的检测模 块。4.发明专利“移动式快速水质自动监测系统”(申请号200610165582. 4)，指出监 测船体装载吸水泵、分析仪器、GPRS接收器、数据采集卡和工控机；仪器包括多参数水质检 测仪、氨氮、磷酸盐、叶绿素等多种在线分析仪器。5.实用新型专利“水质检测船”(申请号20092(^61183. 7)，描述了监测船的特征
为船下有动力装置、尾部有机械臂、甲板上有实验室，实验室包含实验台、生化培养箱、冷冻 设备等。
6.文献“基于GPRS和GPS的移动水质检测系统设计”(蒋建虎，张振江.仪器仪 表与检测技术[J]，2006. 8)，设计了一种用基于GPRS远程无线通信网络、由数据采集终端、 无线移动数据查询终端和数据监控中心等组成的移动水质检测系统。其中数据采集系统包 含GPS定位功能，通过RS232连接美国YSI公司的YSI-6系列多参数(检测参数包括温度、 电导率、盐度、比电导率、电阻率、溶解氧、酸碱度等)检测仪，微处理器采用美国Microchip 公司的PIC18F6680芯片。无线移动数据查询终端通过GPRS网络与数据采集终端通信。在上述移动水质监测的成果1、2、3中，移动载体为汽车；成果3、4、5中，移动载体 为船舶，由于监测设备和辅助装置的体积较大，需要采用体积大、有人驾驶的移动载体；成 果3、4、6中采用GPRS广域网进行监测数据的无线远传；成果6中采用GPS定位技术，确定 监测点的位置；成果1、3、4中某些项目的检测中需要辅助的化学试剂，有可能会造成二次 污染。目前水质监测船的功能强大，如我国于2000年11月启用的“长江水环监2000”7jc 质监测船，配备有雷达和卫星定位仪等导航设备，设有两间水质实验室，能迅速采集100米 水深范围内水样进行分析。但是这些载人的大型船只，由船员操作船载仪器进行水质监测， 体积较大，成本较高，多适用大型河流或湖泊等。对于偏远地区及小型水域，由于大型船只 成本较高，运输困难，不适合推广应用。水质监测车相对于水质监测船而言，体积较�。� 灵活机动，但水质监测车无法像监测船一样在水中随意采样，它一般采用人工采样到车内 实验室分析的形式。水质监测车和水质监测船都存在着设备成本、使用和维护成本高，能耗 大等缺点。
发明内容
本发明的目的是弥补现有移动水质监测船(车)的不足，提出一种�？厥揭贫� 快速监测系统。�？厥揭贫士焖偌嗖庀低嘲ㄊ殖质揭？刂斩耍奕思菔坏奈⑿鸵？卮� 及4个用于无线定位的锚节点，无人驾驶的微型�？卮直鹩胧殖质揭？刂斩耍约�4个 用于无线定位的锚节点相连接，无人驾驶的微型遥控船包括船体控制�？�、24V蓄电池、无 线�？�、水质检测�？�、运动模块，船体控制�？榉直鹩�24V蓄电池、无线�？�、水质检测模 块、运动�？橄嗔殖质揭？刂斩税ㄎ⒋砥�、大容量存储�？�、无线模块、带触摸屏的 显示�？�、与PC的通信接口和电源�？椋⒋砥鞣直鹩氪笕萘看娲⒛？�、无线�？�、带触 摸屏的显示�？�、与PC的通信接口和电源�？橄嗔糜谖尴叨ㄎ坏拿诘惆ǖ缭茨� 块、微处理器、无线�？椋⒋砥鞣直鹩氲缭茨？�、无线�？橄嗔凰鑫奕思菔坏奈⑿鸵� 控船为无人驾驶、可�？�、蓄电池驱动的小型船体，负责完成接收�？刂斩说闹噶睿瓿纱� 体运动控制、水体参数监测、小船与锚节点之间的测距等功能。船体控制�？槲？卮诵� 控制模块，用于控制无线�？橛胍？刂斩撕兔诘憬型ㄐ牛刂扑始觳饽？榻兴� 采样，控制运动�？榻写逶硕刂疲晃尴吣？槲本弑肝尴咄ㄐ�、长距离精确测距功 能的无线�？椋糜谟胍？刂斩私型ㄐ牛朊诘憬形尴卟饩啵始觳饽？橛糜谕瓿� 水体参数检测，运动�？橛糜谕瓿纱逶硕刂疲�24V蓄电池负责提供电源，各�？樾藕帕� 向为24V蓄电池提供电源，电流流向船体控制�？椋蹇刂颇？橥ü齈WM控制运动�？椋� 信号从船体控制�？榱飨蛟硕？椋蹇刂颇？橥ü咚俨⑿薪涌谟胨始觳饽？橥ㄐ牛藕帕飨蛭颍蹇刂颇？橥ü齋PI接口控制无线模块，信号流向为双向；所述手 持式�？刂斩宋殖质降闹悄苤斩耍纱ッ恋囊壕磷魑允旧璞福ッ僮鳎涸� 发出指令，�？匚⑿鸵？卮性硕八宀问嗖猓⑼瓿啥ㄎ患扑�、运动轨迹显示，水 体参数分析、查询和保存等功能；微处理器为核心控制�？椋笕萘看娲⒛？橛糜诖娲⒉僮� 系统映像及检测的水质参数，无线�？橛糜谟胛⑿鸵？卮型ㄐ牛ッ恋南允灸？� 用于人机交互，与PC的通信接口用于系统调试，电源�？橛糜谔峁┑缭矗桓髂？樾藕帕飨� 为电源�？樘峁┑缭矗缌髁飨蛭⒋砥鳎⒋砥魍ü咚俨⑿薪涌谟氪笕萘看娲⒛？� 通信，信号流向为双向，微处理器通过USB与无线�？橥ㄐ牛藕帕飨蛭颍⒋砥魍� 过并行接口与带触摸屏的显示�？橥ㄐ牛藕帕飨蛭颍⒋砥魍ü谟胪ㄐ沤涌� 通信，信号流向为双向；所述用于无线定位的锚节点用于跟微型�？卮浜贤瓿刹饩喙δ埽� 微处理器通过SPI接口连接无线�？椋尴吣？槲本弑肝尴咄ㄐ�、长距离精确测距功 能的无线�？椋糜诮邮瘴⑿痛宓奈尴吣？榉⒊龅牟饩嗝睿⒓笆毕煊Γ锹加胛⑿痛� 体的无线模块之间的无线电波的传输时间，电源模块负责提供电源；各�？樾藕帕飨虻� 源�？樘峁┑缭矗缌髁飨蛭⒋砥鳎⒋砥魍ü齋PI控制无线�？椋藕帕飨蛭�。所述的手持式�？刂斩酥械奈尴吣？榈牡缏肺尴呱淦的？镹an0PAN5375的1端、 3端、4端、14端、15端、16端、17端、18端、19端、20端、22端、23端、25端、27端、28端、29 端接地；无线射频�？镹an0PAN5375的M端与天线接口 JO的1端连接；天线接口 JO的2 端、3端、4端、5端接地；无线射频�？镹anoPAN5375的2端与电容COl、电容C02、电容C05、 电容C06的一端、无线射频�？镹an0PAN5375的21端、与电源芯片ASl 117-2. 5的2端连接； 电容COl、电容C02、电容C05、电容C06的另一端接地；无线射频�？镹anoPAN5375的5端 与USB转串口芯片FT2232C的M端连接；无线射频模块NanoPAN5375的8端与USB转串口 芯片FT2232C的23端连接；无线射频�？镹an0PAN5375的7端与FT2232C的22端连接；无 线射频�？镹an0PAN5375的32端与USB转串口芯片FT2232C的21端连接；无线射频模块 NanoPAN5375的13端与USB转串口芯片FT2232C的15端连接；USB转串口芯片FT2232C的 13端与电容C03、电容C04、电容C07、电容C08的一端、电源芯片ASl 117-3. 3的2端、USB转 串口芯片FT2232C的31端连接；电容C03、电容C04、电容C07、电容C08的另一端接地；USB 转串口芯片FT2232C的3端与电容C09、电容ClO的一端、USB接口 USBOl的1端，USB转串 口芯片FT2232C的4端、42端、电源芯片ASl 117-2. 5的3端、电源芯片ASl 117-2. 5的3端 连接；USB转串口芯片FT2232C的8端与电阻ROl的一端连接，电阻ROl的另一端与USB接 口 USBOl的2端连接；FT2232C的7端与电阻R02、电阻R03的一端连接，电阻R02的另一端 与USB接口 USBOl的3端连接，R03的另一端与USB转串口芯片FT2232C的5端连接；USB 转串口芯片FT2232C的43端与晶振YO的一端、电容Cll的一端连接，电容Cll的另一端接 地；USB转串口芯片FT2232C的44端与晶振YO的另一端、电容C12的一端连接，电容C12的 另一端接地；USB转串口芯片FT2232C的25端、45端、18端、47端、9端，USB接口 USBOl的 4端，电源芯片ASl 117-3. 3的1端，电源芯片ASl 117-2. 5的1端接地。所述的微型�？卮械乃始觳饽？榈牡缏稟D芯片ADS8364的8端与AD芯片 ADS8364的13端、3端、电容Cl、电容C2、电容C3的一端连接，并连接5V电源正极；电容Cl、 电容C2、电容C3的另一端与AD芯片ADS8364的4端、9端、14端、31端连接，并接地；AD芯 片ADS8364的1端与电阻Rl的一端、电气隔离�？镋MOl的7端连接；AD芯片ADS8364的2
7端与电阻Rl的另一端、电气隔离�？镋MOl的12端连接；AD芯片ADS8364的12端与电阻 R2的一端、电气隔离�？镋M02的7端连接；AD芯片ADS8364的11端与电阻R2的另一端、 电气隔离模块EM02的12端连接；AD芯片ADS8364的6端与电阻R3的一端、电气隔离模块 EM03的7端连接；AD芯片ADS8364的7端与电阻R3的另一端、电气隔离�？镋M03的12端 连接；AD芯片ADS8364的16端与电阻R4的一端、电气隔离�？镋M04的7端连接；AD芯片 ADS8364的17端与电阻R4的另一端、电气隔离�？镋M04的12端连接；AD芯片ADS8364的 19端与电阻R5的一端、电气隔离�？镋M05的7端连接；AD芯片ADS8364的18端与电阻 R5的另一端、电气隔离�？镋M05的12端连接；电气隔离�？镋MOl的5端、电气隔离�？� EM02的5端、电气隔离模块EM03的5端、电气隔离�？镋M04的5端、电气隔离�？镋M05的 5端接地；电气隔离�？镋MOl的1端与传感器接口 Sensorl的1端、电气隔离模块EMOl的 4端、电气隔离�？镋M02的4端、电气隔离模块EM03的4端、电气隔离�？镋M04的4端 、电气隔离�？镋M05的4端连接，并接MV电源正极；电气隔离模块EM02的1端与传感器 接口 Sensorf的2端连接，电气隔离�？镋M03的1端与传感器接口 Sensorf的2端连接， 电气隔离�？镋M04的1端与传感器接口 Sensorf的2端连接，电气隔离�？镋M05的1端 与传感器接口 Sens0r5的2端连接；电气隔离�？镋MOl的2端与传感器接口 Sensorl的2 端连接，并接地；电气隔离�？镋M02的2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电 气隔离�？镋M03的2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔离模块EM04的 2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔离�？镋M05的2端与传感器接口 Sensor5的2端连接，并接地。本发明与背景技术相比，具有的有益效果是
1)系统采用无线遥控的方式，通过手持式�？刂斩丝刂拼始觳饽？榈奈⑿鸵？� 船，快速完成定位控制、水质检测等功能；具有体积小、成本低、功耗低、便于携带、操作方 便、实用价值高等优点，适用于各种地表水水源的水质监测；
2)微型�？卮哂形奕思菔弧⒛芎牡�、操作安全等特点；
3)手持式遥控终端可现场完成数据分析、查询、存储等功能，功能强大，使用方便；
4)�？叵低尘哂芯返牟饩嗪投ㄎ还δ埽墒迪治⑿鸵？卮木范ㄎ豢刂疲玫� 控制水体采样点分布；
5)在线测量�？榈募觳馑俣瓤欤饬渴蔽扌韪ㄖ幕约粒换岵挝廴�。
图1是�？厥揭贫士焖偌嗖庀低车淖槌墒疽馔�2是�？厥揭贫士焖偌嗖庀低持形⑿鸵？卮械乃始觳饽？榈缏吠迹� 图3是�？厥揭贫士焖偌嗖庀低持形⑿鸵？卮械氖殖质揭？刂斩酥械奈尴吣� 块电路图。
具体实施例方式如图1所示，�？厥揭贫士焖偌嗖庀低嘲ㄊ殖质揭？刂斩�100，无人驾驶的 微型遥控船117，以及4个用于无线定位的锚节点107，无人驾驶的微型�？卮�117分别与 手持式�？刂斩�100，以及4个用于无线定位的锚节点107相连接，无人驾驶的微型�？卮�117包括船体控制�？�113、24V蓄电池115、无线�？�112、水质检测�？�114、运动�？� 116，船体控制�？�113分别与24V蓄电池115、无线�？�112、水质检测�？�114、运动�？� 116相连，手持式�？刂斩�100包括微处理器101、大容量存储�？�102、无线�？�103、带触 摸屏的显示�？�104、与PC的通信接口 105和电源�？�106，微处理器101分别与大容量存 储模块102、无线�？�103、带触摸屏的显示�？�104、与PC的通信接口 105和电源�？�106 相连，用于无线定位的锚节点107包括电源�？�108、微处理器109、无线�？�110，微处理器 109分别与电源�？�108、无线�？�110相连；所述无人驾驶的微型�？卮�117为无人驾驶、 可�？�、蓄电池驱动的小型船体，负责完成接收�？刂斩�100的指令，完成船体运动控制、 水体参数监测、小船与锚节点之间的测距等功能。船体控制�？�113为遥控船核心控制模 块，用于控制无线�？�112与�？刂斩�100和锚节点107进行通信，控制水质检测�？�114 进行水体采样，控制运动�？�116进行船体运动控制；无线�？�112为同时具备无线通信、 长距离精确测距功能的无线�？椋糜谟胍？刂斩�100进行通信，与锚节点107进行无线测 距，水质检测�？�114用于完成水体参数检测，运动�？�116用于完成船体运动控制，24V蓄 电池115负责提供电源，各�？樾藕帕飨蛭�24V蓄电池115提供电源，电流流向船体控制 �？�113，船体控制模块113通过PWM控制运动�？�116，信号从船体控制�？�113流向运动 �？�116，船体控制�？�113通过高速并行接口与水质检测�？�114通信，信号流向为双向， 船体控制�？�113通过SPI接口控制无线模块112，信号流向为双向；所述手持式�？刂斩� 100为手持式的智能终端，由带触摸屏的液晶屏作为显示设备，全触摸操作，负责发出指令， �？匚⑿鸵？卮�117进行运动及水体参数监测，并完成定位计算、运动轨迹显示，水体参数 分析、查询和保存等功能；微处理器101为核心控制�？椋笕萘看娲⒛？�102用于存储操 作系统映像及检测的水质参数，无线�？�103用于与微型�？卮�117进行通信，带触摸屏的 显示�？�104用于人机交互，与PC的通信接口 105用于系统调试，电源模块106用于提供 电源；各�？樾藕帕飨蛭缭茨？�106提供电源，电流流向微处理器101，微处理器101通 过高速并行接口与大容量存储�？�102通信，信号流向为双向，微处理器101通过USB与无 线�？�103通信，信号流向为双向，微处理器101通过并行接口与带触摸屏的显示�？�104 通信，信号流向为双向，微处理器101通过串口与通信接口 105通信，信号流向为双向；所述 用于无线定位的锚节点107用于跟微型�？卮浜贤瓿刹饩喙δ埽⒋砥�109通过SPI 接口连接无线�？�110，无线�？�110为同时具备无线通信、长距离精确测距功能的无线模 块，用于接收微型船体的无线�？�112发出的测距命令，并及时响应，记录与微型船体的无 线�？�112之间的无线电波的传输时间，电源�？�108负责提供电源；各�？樾藕帕飨颍坏� 源�？�108提供电源，电流流向微处理器109，微处理器109通过SPI控制无线模块110，信 号流向为双向。 微处理器101选用0MAP3530，它具有主频为600MHz的Contex_A8嵌入式微处理 器及主频为430MHz的DSP C6000双核结构，数据处理能力很强；存储器102选用TI公司 的MD9C1G24芯片，它集成了 256MB的DDR RAM和512MB的NAND FLASH，用于系统运行 及程序的存储；同时选用容量为2GB的SD卡作为外部数据存储器，用于存放测量数据；电 源部分106选用0MAP3530配套的TPS65930芯片，它除集成3 MHz DC/DC转换器与低噪 声LDO外，还集成了众多组件，如双通道音频编解码器与驱动器、振动与键区功能性、带集 成5 V电源的高速USB收发器以及I2C通信接口等；RS232通信105选用MAX3321与上位机进行通信；用于跟船体通信的无线�？�103选用Nan0PAN5375无线�？椋且豢罨� 2. 4GHz ISM频带上并整合了放大滤波等组件的RF�？椋捎昧� Nanotron公司的宽带线性 调频扩频(CSS)全球专利技术，可灵活提供31. 25kbps-2Mbps范围的数据传输率，抗干扰性 强，动态特性好，同时具有长距离高精度的测距功能。船体控制�？�113采用TMS320F28035 (作为主控制器，采用24V蓄电池作为电源 115。运动�？�116采用两个直流电机作为船体推动力，通过调整两个电机转速的快慢调整 小船转向。运动�？�116采用L298N(作为电机驱动芯片，船体控制�？�116采用PWM进行 调速。无线�？�112选用Nan0PAN5375无线�？�。水质监测�？�114由多个水体传感器及信号调理�？樽槌�。水质监测�？�114完 成溶解氧、PH值、电导率、浊度和温度这五种水质参数的在线监测功能。为满足水下环境的 检测，选用美国GLOBAL WATER公司的WQ系列专用水质参数检测传感器，WQ401型溶解氧传 感器，测量范围0 —100%，精度为士0.5% ；WQ201型PH值传感器，测量范围为0 14PH， 精度可达士0. 1PH，具有温度补偿功能；WQ301型电导率传感器，其测量范围是0 500S/ M，精度为士 ；WQ700型浊度传感器，测量范围0 200NTU，精度为士 ；WQlOl型温度 传感器，其测量范围是-50 50°C，精度为士 0. 1°C。以上传感器均具有4 20mA输出，方 便进行集中采样。船体控制�？�113中的TMS320F28035自带14通道ADC12�？椋陕� 系统采样要求。如图2所示，微型遥控船中的水质检测�？�114的电路AD芯片ADS8364的8端 与AD芯片ADS8364的13端、3端、电容Cl、电容C2、电容C3的一端连接，并连接5V电源正 极；电容Cl、电容C2、电容C3的另一端与AD芯片ADS8364的4端、9端、14端、31端连接， 并接地；AD芯片ADS8364的1端与电阻Rl的一端、电气隔离�？镋MOl的7端连接；AD芯片 ADS8364的2端与电阻Rl的另一端、电气隔离�？镋MOl的12端连接；AD芯片ADS8364的 12端与电阻R2的一端、电气隔离�？镋M02的7端连接；AD芯片ADS8364的11端与电阻R2 的另一端、电气隔离�？镋M02的12端连接；AD芯片ADS8364的6端与电阻R3的一端、电 气隔离�？镋M03的7端连接；AD芯片ADS8364的7端与电阻R3的另一端、电气隔离�？� EM03的12端连接；AD芯片ADS8364的16端与电阻R4的一端、电气隔离模块EM04的7端 连接；AD芯片ADS8364的17端与电阻R4的另一端、电气隔离模块EM04的12端连接；AD芯 片ADS8364的19端与电阻R5的一端、电气隔离�？镋M05的7端连接；AD芯片ADS8364的 18端与电阻R5的另一端、电气隔离�？镋M05的12端连接；电气隔离�？镋MOl的5端、电 气隔离模块EM02的5端、电气隔离模块EM03的5端、电气隔离�？镋M04的5端、电气隔离 �？镋M05的5端接地；电气隔离�？镋MOl的1端与传感器接口 Sensorl的1端、电气隔离 �？镋MOl的4端、电气隔离�？镋M02的4端、电气隔离模块EM03的4端、电气隔离模块 EM04的4端、电气隔离�？镋M05的4端连接，并接MV电源正极；电气隔离�？镋M02的 1端与传感器接口 Sensorf的2端连接，电气隔离�？镋M03的1端与传感器接口 Sensorf 的2端连接，电气隔离�？镋M04的1端与传感器接口 Sensorf的2端连接，电气隔离�？� EM05的1端与传感器接口 Sens0r5的2端连接；电气隔离�？镋MOl的2端与传感器接口 Sensorl的2端连接，并接地；电气隔离�？镋M02的2端与传感器接口 Sensorf的2端连 接，并接地；电气隔离�？镋M03的2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔 离模块EM04的2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔离�？镋M05的2端与传感器接口 Sensor5 的 2 端连接，并接地。Sensorl、knsor2，knsor3，knsor4，Sensor5 分别为 WQ201, WQ201, WQ101, WQ301, WQ700 传感器输出接口。EM01、EM02、EM03、EM04、 EM05为具体型号为EM-A4-P1-01的电器隔离�？椤� 如图3所示，所述的手持式�？刂斩酥械奈尴吣？�103的电路无线射频�？� NanoPAN5375 的 1 端、3 端、4 端、14 端、15 端、16 端、17 端、18 端、19 端、20 端、22 端、23 端、 25端、27端、观端、四端接地；无线射频�？镹an0PAN5375的M端与天线接口 JO的1端 连接；天线接口 JO的2端、3端、4端、5端接地；无线射频�？镹an0PAN5375的2端与电容 C01、电容C02、电容C05、电容C06的一端、无线射频�？镹anoPAN5375的21端、与电源芯片 ASl 117-2. 5的2端连接；电容COl、电容C02、电容C05、电容C06的另一端接地；无线射频模 块NanoPAN5375的5端与USB转串口芯片FT2232C的M端连接；无线射频�？镹anoPAN5375 的8端与USB转串口芯片FT2232C的23端连接；无线射频�？镹an0PAN5375的7端与 FT2232C的22端连接；无线射频�？镹anoPAN5375的32端与USB转串口芯片FT2232C的 21端连接；无线射频模块Nan0PAN5375的13端与USB转串口芯片FT2232C的15端连接； USB转串口芯片FT2232C的13端与电容C03、电容C04、电容C07、电容C08的一端、电源芯片 ASl 117-3. 3的2端、USB转串口芯片FT2232C的31端连接；电容C03、电容C04、电容C07、 电容C08的另一端接地；USB转串口芯片FT2232C的3端与电容C09、电容ClO的一端、USB 接口 USBOl的1端，USB转串口芯片FT2232C的4端、42端、电源芯片AS1117-2. 5的3端、 电源芯片AS1117-2. 5的3端连接；USB转串口芯片FT2232C的8端与电阻ROl的一端连接， 电阻ROl的另一端与USB接口 USBOl的2端连接；FT2232C的7端与电阻R02、电阻R03的 一端连接，电阻R02的另一端与USB接口 USBOl的3端连接，R03的另一端与USB转串口芯 片FT2232C的5端连接；USB转串口芯片FT2232C的43端与晶振YO的一端、电容Cll的一 端连接，电容Cll的另一端接地；USB转串口芯片FT2232C的44端与晶振YO的另一端、电 容C12的一端连接，电容C12的另一端接地；USB转串口芯片FT2232C的25端、45端、18端、 47端、9端，USB接口 USBOl的4端，电源芯片ASl 117-3. 3的1端，电源芯片ASl 117-2. 5的 1端接地。
权利要求
1.一种遥控式移动水质快速监测系统，其特征在于包括手持式�？刂斩�(100)，无人 驾驶的微型�？卮�(117)，以及4个用于无线定位的锚节点(107)，无人驾驶的微型�？卮� (117)分别与手持式�？刂斩�(100)，以及4个用于无线定位的锚节点(107)相连接，无人 驾驶的微型遥控船(117)包括船体控制�？�(113)、24V蓄电池(115)、无线�？�(112)、水 质检测�？�(114)、运动模块(116)，船体控制�？�(113)分别与24V蓄电池(115)、无线模 块(112)、水质检测�？�(114)、运动�？�(116)相连，手持式�？刂斩�(100)包括微处理 器(101)、大容量存储�？�(102)、无线�？�(103)、带触摸屏的显示�？�(104)、与PC的通 信接口(10 和电源�？�(106)，微处理器(101)分别与大容量存储�？�(102)、无线�？� (103)、带触摸屏的显示�？�(104)、与PC的通信接口(105)和电源�？�(106)相连，用于 无线定位的锚节点(107)包括电源�？�(108)、微处理器(109)、无线�？�(110)，微处理器 (109)分别与电源模块(108)、无线�？�(110)相连；所述无人驾驶的微型遥控船(117)为 无人驾驶、可�？�、蓄电池驱动的小型船体，负责完成接收�？刂斩�(100)的指令，完成船 体运动控制、水体参数监测、小船与锚节点之间的测距等功能，船体控制�？�(11 为�？� 船核心控制�？椋糜诳刂莆尴吣？�(11 与�？刂斩�(100)和锚节点(107)进行通信，控 制水质检测�？�(114)进行水体采样，控制运动�？�(116)进行船体运动控制；无线�？� (112)为同时具备无线通信、长距离精确测距功能的无线�？椋糜谟胍？刂斩�(100)进行 通信，与锚节点(107)进行无线测距，水质检测�？�(114)用于完成水体参数检测，运动模 块(116)用于完成船体运动控制，24V蓄电池(115)负责提供电源，各模块信号流向为24V 蓄电池(11 提供电源，电流流向船体控制�？�(113)，船体控制�？�(11 通过PWM控制 运动�？�(116)，信号从船体控制模块(11 流向运动�？�(116)，船体控制�？�(113)通 过高速并行接口与水质检测�？�(114)通信，信号流向为双向，船体控制�？�(11 通过 SPI接口控制无线�？�(112)，信号流向为双向；所述手持式�？刂斩�(100)为手持式的智 能终端，由带触摸屏的液晶屏作为显示设备，全触摸操作，负责发出指令，遥控微型�？卮� (117)进行运动及水体参数监测，并完成定位计算、运动轨迹显示，水体参数分析、查询和保 存等功能；微处理器(101)为核心控制�？椋笕萘看娲⒛？�(102)用于存储操作系统映 像及检测的水质参数，无线�？�(10 用于与微型�？卮�(117)进行通信，带触摸屏的显示 模块(104)用于人机交互，与PC的通信接口(105)用于系统调试，电源�？�(106)用于提 供电源；各�？樾藕帕飨蛭缭茨？�(106)提供电源，电流流向微处理器(101)，微处理器 (101)通过高速并行接口与大容量存储�？�(10 通信，信号流向为双向，微处理器(101) 通过USB与无线�？�(10 通信，信号流向为双向，微处理器(101)通过并行接口与带触 摸屏的显示模块(104)通信，信号流向为双向，微处理器(101)通过串口与通信接口(105) 通信，信号流向为双向；所述用于无线定位的锚节点(107)用于跟微型�？卮浜贤瓿刹� 距功能，微处理器(109)通过SPI接口连接无线�？�(110)，无线�？�(110)为同时具备无 线通信、长距离精确测距功能的无线�？椋糜诮邮瘴⑿痛宓奈尴吣？�(112)发出的测 距命令，并及时响应，记录与微型船体的无线�？�(112)之间的无线电波的传输时间，电源 �？�(10 负责提供电源；各�？樾藕帕飨虻缭茨？�(10 提供电源，电流流向微处理器 (109)，微处理器(109)通过SPI控制无线�？�(110)，信号流向为双向。
2.根据权利要求1所述的一种�？厥揭贫士焖偌嗖庀低常涮卣髟谟谒龅氖殖� 式遥控终端中的无线�？�(103)的电路无线射频�？镹an0PAN5375的1端、3端、4端、14端、15端、16端、17端、18端、19端、20端、22端、23端、25端、27端、28端、29端接地；无线 射频�？镹an0PAN5375的M端与天线接口 JO的1端连接；天线接口 JO的2端、3端、4端、 5端接地；无线射频�？镹anoPAN5375的2端与电容COl、电容C02、电容C05、电容C06的一 端、无线射频�？镹an0PAN5375的21端、与电源芯片ASl 117-2. 5的2端连接；电容COl、电 容C02、电容C05、电容C06的另一端接地；无线射频�？镹anoPAN5375的5端与USB转串口 芯片FT2232C的M端连接；无线射频�？镹anoPAN5375的8端与USB转串口芯片FT2232C 的23端连接；无线射频�？镹an0PAN5375的7端与FT2232C的22端连接；无线射频�？� NanoPAN5375的32端与USB转串口芯片FT2232C的21端连接；无线射频�？镹anoPAN5375 的13端与USB转串口芯片FT2232C的15端连接；USB转串口芯片FT2232C的13端与电 容C03、电容C04、电容C07、电容C08的一端、电源芯片ASl 117-3. 3的2端、USB转串口芯 片FT2232C的31端连接；电容C03、电容C04、电容C07、电容C08的另一端接地；USB转串 口芯片FT2232C的3端与电容C09、电容ClO的一端、USB接口 USBOl的1端，USB转串口 芯片FT2232C的4端、42端、电源芯片ASl 117-2. 5的3端、电源芯片ASl 117-2. 5的3端连 接；USB转串口芯片FT2232C的8端与电阻ROl的一端连接，电阻ROl的另一端与USB接口 USBOl的2端连接；FT2232C的7端与电阻R02、电阻R03的一端连接，电阻R02的另一端与 USB接口 USBOl的3端连接，R03的另一端与USB转串口芯片FT2232C的5端连接；USB转串 口芯片FT2232C的43端与晶振YO的一端、电容Cll的一端连接，电容Cll的另一端接地； USB转串口芯片FT2232C的44端与晶振YO的另一端、电容C12的一端连接，电容C12的另 一端接地；USB转串口芯片FT2232C的25端、45端、18端、47端、9端，USB接口 USBOl的4 端，电源芯片ASl 117-3. 3的1端，电源芯片ASl 117-2. 5的1端接地。
3.根据权利要求1所述的一种遥控式移动水质快速监测系统，其特征在于所述的微型 �？卮械乃始觳饽？�(114)的电路AD芯片ADS8364的8端与AD芯片ADS8364的13 端、3端、电容Cl、电容C2、电容C3的一端连接，并连接5V电源正极；电容Cl、电容C2、电容 C3的另一端与AD芯片ADS8364的4端、9端、14端、31端连接，并接地；AD芯片ADS8364的 1端与电阻Rl的一端、电气隔离模块EMOl的7端连接；AD芯片ADS8364的2端与电阻Rl 的另一端、电气隔离�？镋MOl的12端连接；AD芯片ADS8364的12端与电阻R2的一端、电 气隔离�？镋M02的7端连接；AD芯片ADS8364的11端与电阻R2的另一端、电气隔离�？� EM02的12端连接；AD芯片ADS8364的6端与电阻R3的一端、电气隔离�？镋M03的7端连 接；AD芯片ADS8364的7端与电阻R3的另一端、电气隔离�？镋M03的12端连接；AD芯片 ADS8364的16端与电阻R4的一端、电气隔离�？镋M04的7端连接；AD芯片ADS8364的17 端与电阻R4的另一端、电气隔离�？镋M04的12端连接；AD芯片ADS8364的19端与电阻R5 的一端、电气隔离�？镋M05的7端连接；AD芯片ADS8364的18端与电阻R5的另一端、电气 隔离�？镋M05的12端连接；电气隔离�？镋MOl的5端、电气隔离�？镋M02的5端、电气 隔离�？镋M03的5端、电气隔离�？镋M04的5端、电气隔离�？镋M05的5端接地；电气隔 离模块EMOl的1端与传感器接口 Sensorl的1端、电气隔离�？镋MOl的4端、电气隔离 �？镋M02的4端、电气隔离�？镋M03的4端、电气隔离�？镋M04的4端、电气隔离模 块EM05的4端连接，并接MV电源正极；电气隔离模块EM02的1端与传感器接口 Sensorf 的2端连接，电气隔离�？镋M03的1端与传感器接口 Sensorf的2端连接，电气隔离�？� EM04的1端与传感器接口 Sensorf的2端连接，电气隔离模块EM05的1端与传感器接口Sensor5的2端连接；电气隔离�？镋MOl的2端与传感器接口 Sensorl的2端连接，并接 地；电气隔离�？镋M02的2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔离�？� EM03的2端与传感器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔离�？镋M04的2端与传感 器接口 Sensorf的2端连接，并接地；电气隔离�？镋M05的2端与传感器接口 Sensorf的 2端连接，并接地。
全文摘要
本发明公开了一种�？厥揭贫士焖偌觳庀低�。它包括手持式�？刂斩�、搭载水质检测�？榈奈⑿鸵？卮�、以及4个用于无线定位的锚节点。手持式遥控终端通过人机接口(带触摸屏的液晶屏和按键)接收操作员的指令，并将指令通过无线�？榇椭廖⑿鸵？卮目刂颇？椤Ｒ？卮目刂颇？楦萁邮盏降拿羁刂拼宓脑硕旒�、或水质数据采样操作并将采样结果传回到手持式�？刂斩恕Ｓ梢？刂斩送瓿伤什问南殖》治黾笆荽娲⒌裙δ�。本发明具有体积小、运输移动方便，操作安全，监测速度快、无化学试剂的二次污染，成本低、适用范围广等优点，特别适于偏远地区及小型水域水质的应急监测。
文档编号G01N33/18GK102087261SQ201010598240
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者李飞飞, 杨江 申请人:浙江大学
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