随着我国科技和工业的发展和社会经济的繁荣，我国对于环境保护越来越重视。国家对于环境保护投入了大力的人力物力，作为生命之源的水则是重中之中。一方面水质检测涉及到普通老百姓生活的方方面面，一方面偷排偷放的现象时有发生。如何多快好省的完成水质的检测与监控，成为了我国水资源保护的重要问题。工业废水和生活废水排入湖泊和水流，导致水污染越发严重，我国水质质量不断下降，水环境持续恶化，因为污染所导致的缺水和事故频频发生，直接导致工厂停产、农业减产甚至绝收，并且造成了不良的社会影响和严重的经济损失，对社会的发展和人类的生存构成了严重地威胁。当前我国内水质状况处于局部好转、整体恶化的形式，污染主要来源于城镇生活污水排放、工业污水排放、农业面污染。

  目前市场上已有的检测机器人一方面水质检测信息处理及时性差，并不具备高精度的定位寻源作用、而且针对多种检测指标难以下手。针对这些问题，我小组研发多位一体巡检机器人来改良现在的水质问题。

本团队通过建设“实时检测+向阳充能+精准定污”的多位一体化模式来实现高效率的水质检测与监控功能，其总体设计框架如图所示。

产品通过串口通讯将esp32-CAM模块、5G模组、北斗模组、基站形成广范围、高精度的通信网络群连接。实时数据上传云端，后台服务器进行算法计算通过迭代求得下一步迁移的最优解。通过步步寻优便可找到污染源，极大的提升了寻找的效率节省了人力与物力。物联网接入用户可以在网站与微信小程序上看到实时检测值，并且可以人为远程操控。通过将控制数据返回云端，再传达相关指令给检测机器人。

产品的机械结构主要采用齿轮传动结构，在主板下方安装一电机，通过齿轮带动船体两侧明轮，明轮旋转带动船体前行。在船体的上方设有一个机械臂，带动太阳能板完成向阳，其中通过轴承完成转动动作，并通过一杆件同轴连接上方托举，完成太阳能板的径向转动在船体的底部设有两块船舵，用于对小船的方向进行操控，当水流划过时，通过摆动两个板块产生舵阻力，此时舵升力方向垂直于舵阻力，舵升力相对于船体产生的转舵力矩使得小船可以在水上自由转向。利用PID对于太阳能板的向光做一个闭环控制，当光敏电阻产生的冲击电流会产生一个冲击电压。其中会产生一个偏移电压，偏移电压等于现在的电压值减去平衡值。当偏移电压过大是就会产生剧烈的震荡，会让太阳能板的偏移角增大，其直接影响太阳能板方位角收敛到正确位置的速度。