河流水質浮標監(jiān)測系統(tǒng)水質在線監(jiān)測儀

一．項目背景

目前，我國常用的水質監(jiān)測方式有三種，一是現場人工取樣，實驗室分析，但其監(jiān)測系統(tǒng)龐大，檢測時間較長；二是建立自動水質監(jiān)測站，不過監(jiān)測站的位置固定，難以實時發(fā)現和跟蹤污染；三是以常規(guī)船舶監(jiān)測為載體的用的移動的水質監(jiān)測車、船等，不僅成本高，而且存在二次污染。因此設計一套低成本的便攜式移動在線水質監(jiān)測設備是一個急待解決*的問題。

云傳物聯在分析國內外移動在線水質監(jiān)測系統(tǒng)應用現狀和技術的基礎上，設計了小型漂浮式（浮標）水質在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于水質污染事件的應急監(jiān)測和跟蹤，以及湖泊水質的日常巡檢，具有體積小、成本低、檢測速度快、遠程數據傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點。

二．方案建設

1. 設計原理

• 建設目標

用戶可通過手機或電腦終端實時監(jiān)控水質情況，及時獲取異常情況的提醒及警報，幫助現場工作人員快速有效地采取應對措施。

該系統(tǒng)通過水質信息智能感知、信息智能處理和控制以及可靠的信息傳輸系統(tǒng)等成熟的物聯網技術使水質監(jiān)測行業(yè)以及其他水息息相關的行業(yè)更加科學、穩(wěn)定、可靠。

此外，其運行成本的經濟性、使用操作的方便性可以促進水產養(yǎng)殖行業(yè)有效擴大養(yǎng)殖規(guī)模，增加產品產量，降低養(yǎng)殖成本，減少養(yǎng)殖風險，減輕勞動強度，實現綠色環(huán)保、增產增 收、節(jié)能減排的現代化水產養(yǎng)殖模式。

• 系統(tǒng)優(yōu)勢

◆ 檢測速度快：水質傳感器響應時間短，能夠在短時間內實現對水質的檢測。

◆ 支持多路傳感器輸入：單個采樣模塊可接入6路具有標準輸出信號的水質傳感器，而監(jiān)測終端也支持接入多個采樣模塊，方便用戶根據實際情況接入相應的傳感器。

◆ 水質采樣標準：在采樣垂線的深度上嚴格按照《水質采樣方案技術規(guī)定》（HJ495-2009）的要求進行水樣采集。

◆  安全可靠：浮標監(jiān)測站無需專人駕駛，即可自動采樣，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

◆  易攜帶：相比較于移動船、移動車等，浮標的重量較輕，體積較小，單人即可把持運輸。

• 系統(tǒng)架構

浮標式水質監(jiān)測系統(tǒng)是采用太陽能供電，運用現代傳感器、自動控制、自動測量、無線傳輸等*及相關分析軟件和通訊網絡構成的一套綜合性的水質在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要分為水質數據采集層、數據傳輸層、云平臺監(jiān)控層三個部分組成。

數據采集層：該模塊由前端采集系統(tǒng)（水質傳感器）和采集控制系統(tǒng)（浮標）兩部分構成，主要采集河流的PH、ORP、濁度、總磷、總氮等參數。

數據傳輸層：數據采樣模塊除了將檢測的水質輸出之外，還需要將檢測的水質數據傳輸到云平臺層。

云平臺監(jiān)控層：該部分由計算機、移動設備和控制軟件組成，移動設備具有IP地址，可接入網絡，實現與監(jiān)測終端的GPRS通信。控制軟件則用來顯示通過GPRS收到的監(jiān)測數據，并對這些數據進行統(tǒng)一管理。

• 相關產品

1. 水質傳感器

云傳物聯智能型傳感器能夠全天候、連續(xù)、自動監(jiān)測水質環(huán)境中PH、ORP、COD、氨氮、濁度等的實時變化情況，迅速、準確的采集監(jiān)測數據，實時區(qū)域水質的在線自動監(jiān)測，為相關行業(yè)的水質改善措施及管理方法的調整提供詳實準確的數據資料及決策參考。

這款傳感器具有精度高，壽命長，漂移小等優(yōu)點，同時配套有數據分析軟件（51云聯），具有監(jiān)測、上報、儲存數據等功能，用戶可通過電腦端、手機APP或小程序實時查看現場情況及監(jiān)測數據。

• 浮標水質監(jiān)測站

浮標水質監(jiān)測站由浮標體、維護平臺、傳感器組、通訊設備、供電系統(tǒng)、錨系等組成。具體監(jiān)測項目包括水溫、pH 值、溶解氧、電導率、濁度、氨氮、硝酸鹽氮、葉綠素、藍綠藻等，

浮標主體為不銹鋼浮體，表層噴涂高耐磨防銹防污保護層，外側搭載維護平臺，在便于用戶維護的同時，也降低了浮標的重心，增強了它抗惡劣環(huán)境的能力。

• 云平臺（51云聯）

云平臺作為浮標水質監(jiān)測系統(tǒng)的遠程控制中心，一方面需要將用戶的控制命令及時發(fā)送到浮標水質監(jiān)測站，另一方面要將接收到的水質檢測數據進行直觀的展示和統(tǒng)一的管理。

平臺主要由GPRS通信模塊、水質安全評價模塊、儀器設備管理模塊和數據庫所組成。各模塊的關系如下圖所示：

方案集成了智能型水質傳感器、GPRS、嵌入式系統(tǒng)、自動控制等技術。系統(tǒng)可對水質參數進行實時自動的采集，并通過GPRS傳輸方式將監(jiān)測數據信息實時上報給用戶。