本技术涉及水质监测，具体涉及一种基于arduino的环境监测装置。
背景技术：
1、随着现代社会的不断发展进步、生活水平的不断提高，人们对于环境的保护意识逐日递增，同时国内人工湖，河流水域的数量也在迅速增长，但是相对的水域出现的局部污染也频频发生，不过现有的水质检测系统，只是在固定区域安装一定数量的监测点，且这种监测点成本大，覆盖率低，检测范围有限，无法探测到真正污染区域，也无法对该片水域做出一定处理手段，而且面对这种局部污染的水域时，环境工作人员在处理该区域时会出现水样采集困难，采集成本高，投放处理试剂困难，人工安全隐患等一系列问题。
技术实现思路
1、本实用新型提供了一种基于arduino的环境监测装置，解决了以上所述的技术问题。
2、本实用新型解决上述技术问题的方案如下：
3、一种基于arduino的环境监测装置，包括船上壳、船身、sg90舵机和水质实时监测装置，所述船身内安装有第一水样容器和第二水样容器，所述船身的内部铺设有中央搭载平台，所述中央搭载平台上安装有水质实时监测装置，所述水质实时监测装置由水温传感器、浊度传感器模块、tds传感器模块和ph传感器模块组成，所述水质实时监测装置通过中央控制器与无线遥控装置信号连接，所述中央搭载平台上安装有中央控制器、抽水泵、无线遥控装置、实时定位装置、自动避障装置、水处理试剂容器和sg90舵机，所述中央搭载平台的上方盖设有船上壳，所述船身的尾部设有电机驱动模块、左螺旋桨和右螺旋桨。
4、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
5、进一步，所述浊度传感器模块上设有浊度传感器，所述tds传感器模块上设有tds传感器，所述ph传感器模块上设有ph传感器。
6、采用上述进一步方案的有益效果是：
7、多参数监测：浊度传感器用于测量水中的悬浮颗粒物的数量和大小，tds传感器用于测量水中的总溶解固体含量，而ph传感器用于测量水的酸碱性。通过同时监测这些参数，可以全面了解水体的污染程度和水质情况，有助于及时发现水质问题并采取相应的措施。
8、实时监测：这些传感器模块可以实时地监测水质参数，将监测到的数据传输给中央控制器，实现对水质的实时监测和反馈。这种实时监测能力可以帮助及时发现水质异常，预警并采取相应的处理措施，保障水体的安全和清洁。
9、准确性：浊度传感器、tds传感器和ph传感器采用先进的传感技术，具有较高的测量精度和准确性。通过这些传感器模块获取的数据具有较高的可信度，可以为环境监测和水质评估提供可靠的数据支持。
10、便捷性：这些传感器模块通常设计为模块化结构，便于安装和维护。传感器模块与中央控制器之间采用标准的通信接口，如数字信号或模拟信号，易于接口连接和数据传输。这种便捷性使得传感器的部署和使用更加简便和高效。
11、适用性：浊度传感器、tds传感器和ph传感器模块广泛应用于环境监测、水质评估、水处理等领域，具有较强的通用性和适用性。它们可以应用于不同类型和规模的水体环境中，满足不同场景下的监测需求，具有较好的普适性和适用性。
12、进一步，所述船身的底部设有浮力装置，所述浮力装置由一对充气轮胎组成。
13、采用上述进一步方案的有益效果是：
14、耐用性：充气轮胎通常由高耐磨、耐用的橡胶材料制成，具有较强的耐用性和抗损坏能力。相比于其他类型的浮力装置，如气囊或塑料浮筒，充气轮胎更能承受水中环境的长期浸泡和外部压力，不易被磨损或划破。
15、稳定性：充气轮胎具有较大的浮力和稳定性，能够有效支撑船体并保持平衡。船体底部的充气轮胎可以提供均匀的浮力分布，使得船体在水中保持稳定，不易倾覆或失衡，有利于装置的安全运行和数据采集。
16、适应性：充气轮胎的充气量可以根据装置的载重量和航行需求进行调节，具有较好的适应性和灵活性。通过调整充气轮胎的充气量，可以实现对装置的浮力控制，使其适应不同深度和水质的环境，并且可以根据需要在浅水区或深水区进行工作。
17、续航能力：充气轮胎的设计使得装置具有较强的续航能力。充气轮胎能够有效降低船体的阻力，减少能源消耗，延长装置在水中的工作时间，提高了装置的使用效率和经济性。
18、易于维护：充气轮胎具有简单的结构和易于维护的特点。一旦发生损坏或需要维护，可以方便地进行充气或更换，而且维修成本相对较低。这种易于维护的特性使得充气轮胎成为一种经济实用的浮力装置选择，适用于长期运行和维护的环境监测装置。
19、进一步，所述浊度传感器模块为arduino mega 2560的芯片组成。
20、采用上述进一步方案的有益效果是：
21、集成性：将浊度传感器模块集成在arduino mega 2560芯片中，使得整个系统的结构更加简洁和紧凑。传感器模块和主控芯片在同一块板子上，减少了组件之间的连接线和接口，提高了系统的可靠性和稳定性。
22、兼容性：arduino mega 2560是一款广泛应用的开源硬件平台，拥有丰富的社区资源和开发工具。将浊度传感器模块设计为arduino mega 2560的芯片组成，使得传感器模块具有良好的兼容性和可扩展性，可以与各种arduino开发板和周边设备无缝配合，方便用户进行二次开发和定制。
23、丰富的接口：arduino mega 2560芯片具有多个数字输入/输出引脚、模拟输入引脚和串口通信接口，以及足够的处理能力和存储空间。这为浊度传感器模块提供了丰富的接口和资源，可以方便地连接其他传感器和执行器，并实现复杂的控制逻辑和数据处理，满足不同应用场景的需求。
24、易于编程：arduino平台采用简单易学的编程语言和开发环境，使得用户可以轻松地编写和调试控制程序。通过arduino mega 2560的编程接口，用户可以快速开发出适用于浊度传感器的控制程序，实现数据采集、处理和传输等功能，提高了开发效率和灵活性。
25、稳定性：arduino mega 2560芯片具有较强的稳定性和可靠性，在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。将浊度传感器模块设计为arduino mega 2560的芯片组成，可以有效地提高系统的稳定性和可靠性，保证数据采集和处理的准确性和可靠性。
26、进一步，所述无线遥控装置为esp32模块组成。
27、采用上述进一步方案的有益效果是：
28、强大的处理能力：esp32是一款集成了wifi和蓝牙功能的低功耗系统级芯片，具有双核处理器和丰富的外设接口，能够提供强大的处理能力和计算性能。这使得esp32模块能够处理复杂的通信协议和数据处理任务，满足无线遥控装置对于实时响应和高性能的要求。
29、多种通信方式：esp32支持wifi和蓝牙通信，具有较高的通信速率和稳定性。通过wifi通信，可以实现远程控制装置，并实现与互联网的连接，从而实现远程监控和数据传输。而通过蓝牙通信，可以实现近距离的无线控制，适用于局域网内的控制场景。这种多种通信方式的灵活性使得esp32模块适用于不同的应用场景，满足不同的通信需求。
30、低功耗设计：esp32芯片采用先进的低功耗设计和管理技术，具有较低的功耗和较长的电池续航时间。这使得无线遥控装置能够在长时间工作的情况下保持稳定的性能，适用于长时间的远程监控和控制应用。
31、丰富的外设接口：esp32芯片具有丰富的外设接口，包括通用输入输出引脚(gpio)、模拟输入引脚(adc)、串口通信接口(uart)、spi、i2c等，能够方便地与其他硬件设备进行连接和通信。这使得esp32模块可以与各种传感器、执行器和显示设备等外部设备无缝集成，实现更丰富的功能和应用。
32、开源社区支持：esp32是一款开源硬件平台，拥有庞大的开发者社区和丰富的开发资源。用户可以通过开源社区获取到大量的代码示例、开发工具和技术支持，能够快速地进行开发和定制，降低开发成本和风险，提高开发效率和质量。
33、进一步，所述实时定位装置由模块neo-6m的gps芯片组成。
34、采用上述进一步方案的有益效果是：
35、高精度定位：neo-6m是一款高性能的gps芯片，具有优秀的定位精度和稳定性。通过与全球卫星定位系统(gps)、俄罗斯的格洛纳斯(glonass)卫星系统以及欧洲的伽利略(galileo)卫星系统等多个卫星系统的协同定位，能够实现对装置位置的准确定位，提供精确的位置信息。
36、快速定位速度：neo-6m芯片具有快速的冷启动时间和快速的定位响应速度。即使在冷启动的情况下，芯片也能够快速获取卫星信号并进行定位，能够在较短的时间内获取到准确的位置信息。这种快速定位速度有助于提高装置的响应性和实时性，满足实时定位需求。
37、低功耗设计：neo-6m芯片采用了先进的低功耗设计和管理技术，具有较低的功耗和较长的电池续航时间。这使得实时定位装置能够在长时间工作的情况下保持稳定的性能，适用于长时间的远程监控和定位应用。
38、稳定可靠：neo-6m芯片具有较高的稳定性和可靠性，在各种环境条件下都能够提供稳定的定位性能。不受天气、地形和其他外部因素的影响，能够持续提供准确的位置信息，保障装置的定位准确性和可靠性。
39、简单易用：neo-6m芯片具有简单易用的特点，提供了简单易懂的接口和配置方式，使得用户可以快速上手并进行定位功能的开发和应用。同时，neo-6m芯片的价格相对较低，成本较为合理，适用于各种类型的定位装置的应用场景。
40、进一步，所述自动避障装置为超声波传感器，且所述自动避障装置位于船身的前端、左端和右端。
41、采用上述进一步方案的有益效果是：
42、高效性：超声波传感器能够快速准确地探测前方、左右方向的障碍物，从而及时发出信号并触发避障措施。这种高效性能使得装置能够迅速作出反应，避免与障碍物碰撞，保护了装置和周围环境的安全。
43、全方位保护：将自动避障装置分别安装在船身的前端、左端和右端，可以实现对船体周围360度范围内的障碍物进行检测和避让。无论是前方、左侧还是右侧出现的障碍物，装置都能及时发现并采取相应的措施，有效保护了装置的安全运行。
44、精准性：超声波传感器具有较高的探测精度，能够精确测量到障碍物与装置之间的距离，并提供准确的数据反馈。这种精准性能够确保装置能够在距离障碍物一定距离时及时做出反应，避免发生碰撞事故，保障了装置和周围环境的安全。
45、实时性：超声波传感器能够实时监测周围环境的情况，并及时向控制系统提供反馈信息。这种实时性使得装置能够及时发现障碍物的出现并采取避障措施，避免了意外碰撞和损坏，保障了装置的安全性和稳定性。
46、简单可靠：超声波传感器具有结构简单、使用可靠的特点，安装和维护都比较简单方便。这使得装置的自动避障系统具有较高的可靠性和稳定性，能够长时间稳定运行，减少了故障和维修的风险。
47、本实用新型的有益效果是：
48、低成本：arduino是一种开源硬件平台，其开发板价格相对较低，而且其相关的开发工具和资源都是免费提供的。此外，传感器和执行器的价格也相对较低，因为它们通常是大规模生产的商品，这使得整个环境监测装置的成本相对较低。低成本的设计使得这种装置在预算有限的情况下也能够实现环境监测的需求，从而降低了监测成本，提高了监测的可行性。
49、强大功能：arduino mega 2560具有多个数字输入/输出引脚、模拟输入引脚和串口通信接口，以及足够的处理能力和存储空间，使得它可以连接多种类型的传感器和执行器，并通过编程实现复杂的控制逻辑和数据处理。这种灵活性和功能强大的特点使得装置可以应对各种环境监测需求，例如实时监测、数据记录、报警等功能。
50、续航能力强：使用充气轮胎作为浮力装置，相比传统的气囊具有更高的耐用性和抗损坏能力。充气轮胎通常由耐磨的橡胶材料制成，具有较好的密封性和耐压性，因此不容易被划破或损坏，可以在水体中长时间稳定浮行。这种设计有效延长了装置的工作时间，提高了监测效率和可靠性。
51、远程控制和定位功能：配备了无线遥控装置和实时定位装置，使得操作人员可以通过移动端远程监控和控制装置的运行状态，并随时了解装置的位置信息。无线遥控装置采用esp32模块，支持wi-fi或蓝牙通信，可以实现稳定的远程控制连接。实时定位装置采用gps芯片，能够准确地获取装置的位置信息，并通过通信模块传输到监控中心，这对于远程监测、调度和应急响应具有重要意义。
52、自动避障功能：装置配备了超声波传感器作为自动避障装置，能够实时监测周围环境的距离和障碍物情况，并根据监测结果自动调整航行方向，避免与障碍物发生碰撞。这种自动避障功能提高了装置的操作安全性和稳定性，减少了意外事故的发生，并保护了装置和周围环境的安全。
53、高效的动力装置：装置的动力装置采用电机驱动模块和螺旋桨设计，通过控制pwm信号实现加速、减速和转向功能，从而使装置能够灵活地适应不同的环境条件和任务需求。此外，电机内嵌在船身尾部，与水面接触的部分较少，减少了被水草缠绕或损坏的可能性，延长了动力装置的使用寿命，提高了装置的可靠性和稳定性。
54、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
1.一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：包括船上壳(1)、船身(18)、sg90舵机(22)和水质实时监测装置(24)，所述船身(18)内安装有第一水样容器(2)和第二水样容器(3)，所述船身(18)的内部铺设有中央搭载平台(13)，所述中央搭载平台(13)上安装有水质实时监测装置(24)，所述水质实时监测装置(24)由水温传感器(15)、浊度传感器模块(5)、tds传感器模块(10)和ph传感器模块(12)组成，所述水质实时监测装置(24)通过中央控制器(4)与无线遥控装置(7)信号连接，所述中央搭载平台(13)上安装有中央控制器(4)、抽水泵(6)、无线遥控装置(7)、实时定位装置(8)、自动避障装置(11)、水处理试剂容器(21)和sg90舵机(22)，所述中央搭载平台(13)的上方盖设有船上壳(1)，所述船身(18)的尾部设有电机驱动模块(9)、左螺旋桨(19)和右螺旋桨(20)。
2.根据权利要求1所述一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：所述浊度传感器模块(5)上设有浊度传感器(14)，所述tds传感器模块(10)上设有tds传感器(17)，所述ph传感器模块(12)上设有ph传感器(16)。
3.根据权利要求1所述一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：所述船身(18)的底部设有浮力装置(23)，所述浮力装置(23)由一对充气轮胎组成。
4.根据权利要求1所述一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：所述浊度传感器模块(5)为arduino mega 2560的芯片组成。
5.根据权利要求1所述一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：所述无线遥控装置(7)为esp32模块组成。
6.根据权利要求1所述一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：所述实时定位装置(8)由模块neo-6m的gps芯片组成。
7.根据权利要求1所述一种基于arduino的环境监测装置，其特征在于：所述自动避障装置(11)为超声波传感器，且所述自动避障装置(11)位于船身(18)的前端、左端和右端。
