浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站

一．項(xiàng)目背景

目前，我國(guó)常用的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方式有三種，一是現(xiàn)場(chǎng)人工取樣，實(shí)驗(yàn)室分析，但其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)龐大，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)；二是建立自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，不過監(jiān)測(cè)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(cè)為載體的用的移動(dòng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(cè)設(shè)備是一個(gè)急待解決完善的問題。

云傳物聯(lián)在分析國(guó)內(nèi)外移動(dòng)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和先進(jìn)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(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于水質(zhì)污染事件的應(yīng)急監(jiān)測(cè)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(cè)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(chǎng)工作人員快速有效地采取應(yīng)對(duì)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(cè)行業(yè)以及其他水息息相關(guān)的行業(yè)更加科學(xué)、先進(jìn)、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(shì)

◆ 檢測(cè)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(duì)水質(zhì)的檢測(cè)。

◆ 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(hào)的水質(zhì)傳感器，而監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量、無線傳輸?shù)雀咝录夹g(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(cè)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(cè)的水質(zhì)輸出之外，還需要將檢測(cè)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(cè)終端的GPRS通信。控制軟件則用來顯示通過GPRS收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)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

云傳物聯(lián)智能型傳感器能夠全天候、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)區(qū)域水質(zhì)的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，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(zhǎng)，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(cè)、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(chǎng)情況及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2. 浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站

浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(cè)項(xiàng)目包括水溫、pH 值、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、硝酸鹽氮、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)，增強(qiáng)了它抗惡劣環(huán)境的能力。

四．云平臺(tái)（51云聯(lián)）

云平臺(tái)作為浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制中心，一方面需要將用戶的控制命令及時(shí)發(fā)送到浮標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，另一方面要將接收到的水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的展示和統(tǒng)一的管理。

平臺(tái)主要由GPRS通信模塊、水質(zhì)安全評(píng)價(jià)模塊、儀器設(shè)備管理模塊和數(shù)據(jù)庫所組成。各模塊的關(guān)系如下圖所示：

方案集成了智能型水質(zhì)傳感器、GPRS、嵌入式系統(tǒng)、自動(dòng)控制等技術(shù)。系統(tǒng)可對(duì)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)的采集，并通過GPRS傳輸方式將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)上報(bào)給用戶。

功能優(yōu)勢(shì)：

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

信息化圖表

實(shí)時(shí)地圖顯示

設(shè)備聯(lián)動(dòng)

客戶統(tǒng)一管理

智能報(bào)警

海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理

監(jiān)控大屏顯示

手機(jī)端展示：