水質(zhì)的綜合型選手漂浮式全自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測站

一．項(xiàng)目背景

　　目前，我國常用的水質(zhì)監(jiān)測方式有三種，一是現(xiàn)場人工取樣，實(shí)驗(yàn)室分析，但其監(jiān)測系統(tǒng)龐大，檢測時(shí)間較長；二是建立自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測站，不過監(jiān)測站的位置固定，難以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)和跟蹤污染；三是以常規(guī)船舶監(jiān)測為載體的用的移動(dòng)的水質(zhì)監(jiān)測車、船等，不僅成本高，而且存在二次污染。因此設(shè)計(jì)一套低成本的便攜式移動(dòng)在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備是一個(gè)急待解決完善的問題。

　　湖南圣凱安在分析國內(nèi)外移動(dòng)在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和*技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了小型漂浮式（浮標(biāo)）水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于水質(zhì)污染事件的應(yīng)急監(jiān)測和跟蹤，以及湖泊水質(zhì)的日常巡檢，具有體積小、成本低、檢測速度快、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

　　二．方案建設(shè)

　　1. 設(shè)計(jì)原理

　　2. 建設(shè)目標(biāo)

　　用戶可通過手機(jī)或電腦終端實(shí)時(shí)監(jiān)控水質(zhì)情況，及時(shí)獲取異常情況的提醒及警報(bào)，幫助現(xiàn)場工作人員快速有效地采取應(yīng)對措施。

　　該系統(tǒng)通過水質(zhì)信息智能感知、信息智能處理和控制以及可靠的信息傳輸系統(tǒng)等成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使水質(zhì)監(jiān)測行業(yè)以及其他水息息相關(guān)的行業(yè)更加科學(xué)、*、穩(wěn)定、可靠。

　　此外，其運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)性、使用操作的方便性可以促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)有效擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，增加產(chǎn)品產(chǎn)量，降低養(yǎng)殖成本，減少養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、增產(chǎn)增 收、節(jié)能減排的現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖模式。

　　3. 系統(tǒng)優(yōu)勢

　　◆ 檢測速度快：水質(zhì)傳感器響應(yīng)時(shí)間短，能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的檢測。

　　◆ 支持多路傳感器輸入：單個(gè)采樣模塊可接入6路具有標(biāo)準(zhǔn)輸出信號的水質(zhì)傳感器，而監(jiān)測終端也支持接入多個(gè)采樣模塊，方便用戶根據(jù)實(shí)際情況接入相應(yīng)的傳感器。

　　◆ 水質(zhì)采樣標(biāo)準(zhǔn)：在采樣垂線的深度上嚴(yán)格按照《水質(zhì)采樣方案技術(shù)規(guī)定》（HJ495-2009）的要求進(jìn)行水樣采集。

　　◆ 安全可靠：浮標(biāo)監(jiān)測站無需專人駕駛，即可自動(dòng)采樣，避免了人體接觸可能的毒害性污染。高性能太陽能電池和蓄電池，欠壓、過壓、過流保護(hù)

　　◆ 易攜帶：相比較于移動(dòng)船、移動(dòng)車等，浮標(biāo)的重量較輕，體積較小，單人即可把持運(yùn)輸。

　　4. 系統(tǒng)架構(gòu)

　　浮標(biāo)式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)是采用太陽能供電，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器、自動(dòng)控制、自動(dòng)測量、無線傳輸?shù)?及相關(guān)分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的一套綜合性的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要分為水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、云平臺(tái)監(jiān)控層三個(gè)部分組成。

　　數(shù)據(jù)采集層：該模塊由前端采集系統(tǒng)（水質(zhì)傳感器）和采集控制系統(tǒng)（浮標(biāo)）兩部分構(gòu)成，主要采集河流的PH、ORP、濁度、總磷、總氮等參數(shù)。

　　數(shù)據(jù)傳輸層：數(shù)據(jù)采樣模塊除了將檢測的水質(zhì)輸出之外，還需要將檢測的水質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)層。

　　云平臺(tái)監(jiān)控層：該部分由計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備和控制軟件組成，移動(dòng)設(shè)備具有IP地址，可接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)測終端的GPRS通信?？刂栖浖t用來顯示通過GPRS收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

　　三．相關(guān)產(chǎn)品

　　1. 水質(zhì)傳感器

　　湖南圣凱安智能型傳感器能夠全天候、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測水質(zhì)環(huán)境中PH、ORP、COD、氨氮、濁度等的實(shí)時(shí)變化情況，迅速、準(zhǔn)確的采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)區(qū)域水質(zhì)的在線自動(dòng)監(jiān)測，為相關(guān)行業(yè)的水質(zhì)改善措施及管理方法的調(diào)整提供詳實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料及決策參考。

　　這款傳感器具有精度高，壽命長，漂移小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)配套有數(shù)據(jù)分析軟件（51云聯(lián)），具有監(jiān)測、上報(bào)、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)等功能，用戶可通過電腦端、手機(jī)APP或微信小程序?qū)崟r(shí)查看現(xiàn)場情況及監(jiān)測數(shù)據(jù)。

　　2. 浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測站

　　浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測站由浮標(biāo)體、維護(hù)平臺(tái)、傳感器組、通訊設(shè)備、供電系統(tǒng)、錨系等組成。具體監(jiān)測項(xiàng)目包括水溫、pH 值、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、鹽氮、葉綠素、藍(lán)綠藻等，

　　浮標(biāo)主體為不銹鋼浮體，表層噴涂高耐磨防銹防污保護(hù)層，外側(cè)搭載維護(hù)平臺(tái)，在便于用戶維護(hù)的同時(shí)，也降低了浮標(biāo)的重心，增強(qiáng)了它抗惡劣環(huán)境的能力。

　　手機(jī)端展示：

　　物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

　　一、背景概述

　　“水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。"水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理與保護(hù)的重要基礎(chǔ)，也是保護(hù)水環(huán)境的重要手段。在新的發(fā)展階段，我們面對洪水、水資源緊缺、水污染等問題，水質(zhì)監(jiān)測工作方式也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。

　　我國目前的水質(zhì)污染監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備雖然發(fā)展較為成熟，但遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)技術(shù)仍較為落后。大多數(shù)企業(yè)及部門依然采用的是斥巨資找所謂的行業(yè)大拿定制開發(fā)一整套完整的系統(tǒng)，這樣不僅成本高昂，且開發(fā)周期長，后期運(yùn)維難度大。

　　基于此，深圳市圣凱安技術(shù)有限公司推出了一套針對水源污染等無組織污染源的在線監(jiān)控系統(tǒng)，它通過現(xiàn)場檢測和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，配合信息化系統(tǒng)和應(yīng)用終端，幫助環(huán)保系統(tǒng)集成商或有關(guān)部門及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握水質(zhì)信息，為預(yù)警預(yù)報(bào)重大流域性水質(zhì)污染事故，監(jiān)管污染物排放，以及監(jiān)督總量控制制度落實(shí)等提供幫助。

　　二、系統(tǒng)架構(gòu)

　　湖南圣凱安水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是以信息采集為基礎(chǔ)，環(huán)境大數(shù)據(jù)為支撐、水資源水環(huán)境評估預(yù)警方法為核心的物理網(wǎng)在線監(jiān)測與評價(jià)預(yù)警系統(tǒng)。

　　它可以實(shí)現(xiàn)地表水體基礎(chǔ)信息的收集和管理、水資源和水質(zhì)的實(shí)時(shí)在線評價(jià)、水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析預(yù)測、水體污染的及時(shí)預(yù)警報(bào)警，為地表水環(huán)境的管理和決策提供技術(shù)支持，我們的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)主要分為三層：水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層、水質(zhì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層、水質(zhì)在線云平臺(tái)層。如下圖所示：

　　1：水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層

　　系統(tǒng)主要通過溫度傳感器、PH值傳感器、濁度傳感器、含氧量傳感器等模塊以及浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)來采集溫度、PH值、濁度、含氧量等信息。

　　2：水質(zhì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層

　　通信網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、wifi、寬帶、電信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，負(fù)責(zé)傳遞和處理采集層獲取的信息。

　　湖南圣凱安DTU無線遠(yuǎn)程終端設(shè)備支持串口RS485接口、USB接口等，設(shè)備可以直接與客戶的上述接口設(shè)備直接相連，把客戶的PLC設(shè)備、工控設(shè)備的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對客戶端末設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等功能。

　　利用GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，費(fèi)用低，穩(wěn)定性好?？梢灾苯咏尤敫鞣N水質(zhì)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對pH、DO、水溫、水量等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測。