专利名称：基于嵌入式系统的水质在线监测系统的制作方法
技术领域：
本技术属于环境保护中对水体水质的在线监测
背景技术：
近年来，随着信息技术的发展，学科间联系日益密切，同时人们对水体水质的自动 在线监测的需求日益提高。现有技术中，已有利用GSM/GPRS进行监测数据传输的实例，但 在某些欠发达地区并无GSM/GPRS信号覆盖，因此，现有技术存在一定的局限性。现有技术 中，有利用单片机进行控制系统的实例，但单片机扩展、数据处理的性能较弱，限制了技术 的应用与升级。
发明内容本发明要解决的技术问题现有的水质在线监测系统，多基于GSM/GPRS无线通讯设计，没有考虑到无GSM/ GPRS信号覆盖时的情况。现有的水质监测系统，多基于单片机或PC机进行数据处理，单片 机的体积�。牡缟伲荽砟芰θ酰环奖憷┱梗籔C机数据处理能力强、扩展能力强， 但体积大，耗电多，成本高。本发明为基于嵌入式系统的水质在线监测系统，图1中2为处 理�？椋谇度胧较低常荽砟芰η浚┱鼓芰η浚寤。牡缟伲煌�1中4为通讯模 块，负责系统与外界通信，采用多种通讯模式混合，保证了系统最大的适用范围。本发明采用的技术方案本发明为基于嵌入式系统的水质在线监测系统，是由处理�？�、存储模块、通讯模 块、供能模块、监测�？榧捌渌┱鼓？樽槌伞Ｕ鱿低巢捎媚？榛�、分体式设计，亦可根据 不同需要进行组合。各�？榧涞耐夭菇峁谷缤�1所示，2为处理�？椋谇度胧较低晨ⅲ� 通过标准通信协议与1储存�？�、3监测�？�、4通讯�？榧�6其它扩展模块互相通信，1储 存�？�、2处理�？�、3监测模块、4通讯�？�、6其它扩展�？橛�5供能�？橄嗔�5供能模 块为整个系统运行提供能量。系统运行时，由3监测�？槎运逅觳猓觳饨峁渲� 2处理模块，由2处理�？榕斜鹚逅适欠穹⑸斐＃⒖杉侨攵Ｐ投运迩榭鼋� 动态分析。原始检测数据附加时间戳后，一并存入1存储�？椋�1存储�？榈闹饕糠治� 移动的存储介质，方便工作人员取走进行分析。所有数据在存入1存储�？槭保�2处理模块 同时将其发送至4通讯�？椋凑找焉瓒ê玫某绦蚪杏邢吆�/或无线传输。4通讯�？� 亦可接受远程指令，对监测系统进行控制。5供能�？槲鱿低彻┠埽�5供能�？榭刹捎� 多种供能方式，包括并不限于太阳能、电网供电、电池等。5供能�？槟诮ù⒛艿ピ梢源� 存电能，不间断供电，以防止因意外停止供电而造成系统数据无法正确保存及传输。系统具 有良好的扩展能力，针对不同的任务需求，可以选配不同的扩展�？�。系统的2处理模块基于ARM或飞思卡尔平台开发，采用嵌入式Linux系统，利用C 语言进行程序开发。3监测�？榭刹捎酶髦肿远裳璞福嬖诹街滞夭鼓Ｐ停岣呷� 余度可采用如图2所示的连接方案，每个采样、监测设备各自连接一个模/数转换器(如果
3必要)与连接适配器，然后与处理�？橄嗔晃档统杀究刹捎萌缤�3所示的连接方式，所 有采样、监测设备共用一个模/数转换器(如果必要)与连接适配器，然后与处理�？橄� 连。4通讯模块可同时或分别使用有线以太网络、光纤、GSM/GPRS/EDGE、3G、卫星通讯的一 种或几种，完成系统与外界通信。5供能�？榭赏被蚍直鹗褂锰裟�、电网供电、电池等供 能方式的一种或几种，并内建储能单元(或称UPS电源)，具有不间断工作的能力。1存储 �？槭褂蒙链娴冉橹蚀⒋嫘畔�。执行某些任务时，可选择安装其它扩展�？椋鏕PS�？椋� 防盗�？椋硕？榈取１鞠低晨梢远喔鲎橥褂茫贕IS地理信息系统进行统一监控与管理，每个系 统拥有唯一的识别代码，相互传递数据并保存。网络采用分布式结构，每一个系统既是主控 端也是被控节点，可以自动替换问题节点，保障多系统正常运行。采用本发明的有益效果本系统采用�？榛�、分体式的设计，针对不同的任务情况可采用不同配置，配置灵 活，适用面广。系统内、外通信采用标准工业协议，可扩展能力强；系统大量采用标准、通用 零件，可复用能力强。嵌入式系统的功耗低，数据处理能力强，低碳环保。系统采用分体式 设计，方便维护。
图1是基于嵌入式系统的水质在线监测系统的原理图，标号1为存储�？椋�2为处 理�？椋�3为监测�？椋�4为通讯模块，5为供能�？椋�6为其它扩展�？椤Ｍ�2、图3均为监测模块的拓补原理图，标号1为各种检测仪器，2为模/数转换器， 3为连接适配器。
具体实施方式
处理�？榛贏RM系统开发，运行嵌入式Linux系统，使用C语言编程。监测时， 由处理�？榉⒊鲋噶睿嗖饽？榛袢⌒畔⒑蟊ǜ娲砟？椋砟？槭凳苯萃ü� 通讯�？橄蛲獯停⑼奔侨氪娲⒛？�。同时，处理�？榘阉市畔⒓侨攵Ｐ椭薪� 动态分析，发现水质异常时通过通讯�？橄蛲饨绫ň⒔嫘畔⑿慈氪娲⒛？�。处理模 块每天汇总一次系统状态信息，通过通讯�？橄蛲夥⑺筒⒓侨氪娲⒛？�。供能�？槲� 系统的整个过程提供能量。多系统组网时，各个系统接收其它系统的数据和系统情况，对其它系统的监测数 据进行保存，并分析其它系统的状态信息，若发现及时向外界报警，并自动替换故障节点。
权利要求一种基于嵌入式系统的水质在线监测系统，由处理�？�、监测模块、通讯�？�、供能�？�、存储�？榧捌渌？楣钩桑涮卣魇且源砟？槲行模┠苣？橥猓捎眉惺浇峁梗嗖饽？�、通讯�？�、存储�？榈雀骼┱鼓？橛氪砟？橹渌蛲ㄐ�。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的水质在线监测系统，其特征是监测模块 内部采用模块化设计，通过标准接口与处理�？橄嗔�。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的水质在线监测系统，其特征是通讯�？� 可采用有线和/或无线方式与外界通信。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的水质在线监测系统，其特征是供能�？� 可同时采用多种方式供电，并附带储能单元。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的水质在线监测系统，其特征是存储�？� 采用可移动介质进行数据存储。
专利摘要一种基于嵌入式系统的水质在线监测系统，整体采用�？榛�、分体式设计，由处理�？椤⒋娲⒛？�、监测�？椤⑼ㄑ赌？�、供能�？楹推渌┱鼓？楣钩桑哂辛己玫睦┱鼓芰τ肟筛从媚芰�。采用高效能的嵌入式解决方案和多种通讯技术，使系统的适用范围广。可以组网运行，采用分布式结构，基于GIS地理信息系统进行统一监控与管理。
文档编号G01N33/18GK201716308SQ20102017496
公开日2011年1月19日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者王靖鑫 申请人:王靖鑫
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