文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.191286
中文引用格式: 馬來賓,馬偉鋒,樓姣,等. 面向水質(zhì)監(jiān)測的無人巡檢器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2021,47(1):78-81.
英文引用格式: Ma Laibin,Ma Weifeng,Lou Jiao,et al. Remote monitoring mobile water quality monitor and its control system development based on 4G[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(1):78-81.
0 引言
目前我國地表水資源環(huán)境所處的形勢不容樂觀,一方面,人口對水資源的需求呈上升趨勢[1];另一方面,我國地表水資源污染問題較為嚴(yán)峻[2]。因此,建立健全的水資源保護(hù)機(jī)制愈來愈成為社會(huì)發(fā)展亟須解決的問題,其中科學(xué)有效的水資源監(jiān)測與調(diào)查手段是對水質(zhì)污染治理的前提和基礎(chǔ)。
在眾多水質(zhì)監(jiān)測手段中,較為傳統(tǒng)的是實(shí)驗(yàn)室檢測法,該方法通過人工對預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行水樣采集,然后在實(shí)驗(yàn)室通過化學(xué)分析法[3]、生物分析法[4]等方法進(jìn)行詳細(xì)的水質(zhì)分析,最終生成水質(zhì)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)室檢測法優(yōu)點(diǎn)在于測定方法多樣,分析結(jié)果精準(zhǔn)且水質(zhì)指標(biāo)較為豐富,但是其具有測定周期較長、成本高、采集到的水樣相對于水域不具備代表性等缺點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感器應(yīng)用等方面的發(fā)展,在線水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用[5-6]。如張秀再[7]等人設(shè)計(jì)的河流水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),以MSP430F149單片機(jī)為核心,采用漂浮圈為載體搭載水質(zhì)傳感器,最終利用無線通信模塊傳輸采集信息;郭鵬飛[8]等人設(shè)計(jì)的基于樹莓派的遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)以樹莓派作為系統(tǒng)核心監(jiān)聽水質(zhì)監(jiān)測儀檢測到的水質(zhì)數(shù)據(jù)信息,再將水質(zhì)數(shù)據(jù)信息通過GPRS模塊發(fā)送到云端數(shù)據(jù)庫。這些系統(tǒng)都極大地縮短了水質(zhì)數(shù)據(jù)采集周期,達(dá)到了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控的要求,但是可測定水域范圍有限,擴(kuò)展性較差。劉星橋[9]等人設(shè)計(jì)的基于GPS的自學(xué)習(xí)導(dǎo)航游弋式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)以小型船體作為水質(zhì)數(shù)據(jù)采集載體并搭配遙控器,設(shè)計(jì)了船體運(yùn)動(dòng)主控制器和遙控控制器,使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其中ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制指令的傳輸,速度快、成本低,但是傳輸范圍有限,通信穩(wěn)定性受環(huán)境制約;GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)以及地理信息數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、多點(diǎn)檢測以及水質(zhì)數(shù)據(jù)的在線訪問等功能,但是其航行控制范圍較小,只能在人工視野范圍內(nèi)工作?;诖?,本文提出了一種基于4G的無人巡檢器及控制系統(tǒng),開發(fā)了手機(jī)移動(dòng)應(yīng)用,可利用遠(yuǎn)程視頻觀察當(dāng)前水域作業(yè)場景,實(shí)時(shí)控制無人巡檢器航行路線、水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)等。該系統(tǒng)能完成一定水域面積下的多點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)及地理位置的實(shí)時(shí)采集、傳送、存儲、查詢,并且具有高擴(kuò)展性,支持多臺無人巡檢器的在線作業(yè)。
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作者信息:
馬來賓,馬偉鋒,樓 姣,季曹婷
(浙江科技學(xué)院 信息與電子工程學(xué)院,浙江 杭州310023)