雪窦科普|物联网如何实现与无人船水质采样系统的连接

【文章简述】针对上述情况，设计一种可以进行多次采样的无人船采样系统。采水装置有多个漏斗口，步进电机控制抽水泵转动，抽水泵的出水口正好对接漏斗口，从而只要控制步进电机转动角度便能够实现多次水体样本采样。通过树莓派控制步进电机转动和抽水泵的启停，辅助以电源模块、稳压模块、步进电机驱动器。树莓派、工控机之间通过无线基站建立局域网，扩大控制距离。漏斗口下方用橡胶软管连接收集皿，并标记序号。

为了实现可持续发展的国家战略规划，定期对河流湖泊等水域进行水质监测和采样有助于保护我国水资源。传统的水质监测和采样需要消耗大量时间和人力，效率也比较低下。
 
相比之下，近几年兴起的无人船技术能够节省很多资源并提高效率。基于物联网的无人船系统采用现代无线通信技术，可以实现水域的全面覆盖，通过远程终端控制实现大面积水域的监测。
 
当前已经有许多无人船可以实现远程监测水域环境，通过安装在船体底部的传感器采集水体的相关指标信息，将数据传送给上位机，远程传输数据给地面监测站。
 
然而，通过传感器采集到的水样数据种类少，只能根据传感器的种类识别水样的部分参数。想要详细地检测水域中水体的具体状况，必须对水体进行采样。为此，雪窦提出了一种基于物联网的无人船水质采样系统，可以实现多地点的水体样本采样。
 
一、无人船水质采样系统设计
 
无人船对水域的保护包括水环境监测和水体采样。水环境监测利用安装在无人船底部的检测装置采集水体的参数，包括溶氧量、浊度、含氮量等等；水体采样则是用安装在船体上的采样装置来完成，并装入收集器皿内。
 
现有的一些采样装置采集的水体样本容积大，大量采水容易引起船身的倾斜，影响航行。此外，由于采样装置简单，采集到的水体样本数量少，想要获得多处水样需要进行多次航行，会造成不必要的时间和精力的浪费。
 
⒈采样系统结构
针对上述情况，设计一种可以进行多次采样的无人船采样系统。采水装置有多个漏斗口，步进电机控制抽水泵转动，抽水泵的出水口正好对接漏斗口，从而只要控制步进电机转动角度便能够实现多次水体样本采样。
 
通过树莓派控制步进电机转动和抽水泵的启停，辅助以电源模块、稳压模块、步进电机驱动器。树莓派、工控机之间通过无线基站建立局域网，扩大控制距离。漏斗口下方用橡胶软管连接收集皿，并标记序号。
 
⒉采样程序
采样控制由树莓派发送信号实现，步进电机和抽水泵开关信号分别连接对应的I/O口，并通过程序初始化。