一种淮河流域水质自动监测系统及水质监测方法技术方案

本发明专利技术公开一种淮河流域水质自动监测系统及其水质监测方法，包括：水质监测仪、监测站、移动终端及远程控制中心，水质监测仪布放在淮河流域内对所在流域的水质进行监测，得到实时监测信息；监测站根据实时监测信息，得到水质监测数据；移动终端对水质监测数据进行汇总，在移动终端APP操作界面上显示出各个水质监测仪的水质实时监测结果，并在移动终端APP操作界面呈现出整个布放有水质监测仪的区域内水质动态监测参数；远程控制中心对接收到的水质监测数据进行解算，在远程控制中心操作界面上显示出区域电子地图上水质实时参数。采用本发明专利技术的技术方案，实时监测性能显著提高，特别适合环保部门对淮河流域地区的水质进行实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种淮河流域水质自动监测系统及水质监测方法
本专利技术属于水质监测领域，尤其涉及一种淮河流域水质自动监测系统及水质监测方法。
技术介绍
目前淮河流域农村饮用水的水质监测指对存在于水质中的污染物质进行定点、连续或定时的采样和测量。水质检测的目的是为了及时、准确、全面地反映水质质量现状及发展趋势，并为水质管理、污染源控制、水质规划、水质评价提供科学依据。现有的水质监测设备，主要由各类传感器(例如：余氯器、pH传感器等)，主要作为对已经污染或者需要进行检测水质等室内检测化验用设备。这类设备技术成熟，且操作简单，价格低廉。另外，在一些重点水域，主要是针对重点区域的水质进行采样，并由相关的检测机构用试验设备对水质的参数进行化学检测，并于室内分析设备进行水质参数分析，并出具水样分析报告。目前环保部门主要采用COD监测仪测接入污染线监测网络，用于在线水质监测。但上述淮河流域的水样监测方式存在一定的局限性。单个的水质参数传感器只能在固定地点进行水样参数检测，但无法并网或者对于水域水质进行监测，无法实现联网和实时在线监测。水质采样分析，需要定时定区域进行采样，分析结果可信度较高，但需要大量人工操作，并只对某一个水样进行检测，无法达到监测水平。COD监测仪接入污染线监测网络能实现实时监测，但在监测过程中存在着以下不足：(1)仅能满足部分水域监测需要，无法实现区域联网；(2)在操作过程中需采用化学试剂进行化学反应分析，管路复杂，操作复杂，系统维护复杂，故障率相对较高；(3)测定值受到温度、时间以及实验选用的试剂的影响，而影响测试结果，并存在二次污染的问题；(4)采样点设置、系统校准，设备维护、水质中特殊成分对于监测结果影响很大；(5)在整个监测结果上与系统复杂性上，不如水质传感器可靠，稳定。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术的目的在于提供一种水质监测系统及其水质监测方法，具有实时监测、组网通讯、数值预警、动态发布、系统兼容等特点，监测数据准确，操作维护简单方便、组网性能好，智能化、信息化程度高，用户界面多样化，实时监测性能显著提高，特别适合环保部门对淮河流域地区的水质进行实时监测。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种水质监测系统，包括：水质监测仪、监测站、移动终端、及远程控制中心，其中，水质监测仪，用于布放在淮河流域内对所在流域的水质进行监测，得到实时监测信息；监测站，用于根据所述实时监测信息，得到水质监测数据；移动终端，用于对水质监测数据进行汇总，在所述移动终端APP操作界面上显示出各个水质监测仪的水质实时监测结果，并在所述移动终端APP操作界面呈现出整个布放有水质监测仪的区域内水质动态监测参数；远程控制中心，用于对接收到的水质监测数据进行解算，在远程控制中心操作界面上显示出区域电子地图上水质实时参数；由数个水质监测仪布放于各个流域内，并通过监测站分别与移动终端和远程控制中心进行通讯，组成三级网络拓扑结构，对流域水质进行实时在线监测。作为优选，所述水质监测仪包括：设在水中的多个探头，所述多个探头包括氧化还原电位ORP探头、氨氮探头、电导率探头、氧浓度探头、pH探头以及溶解氧探头。作为优选，所述监测站给所述水质监测仪发送能量包获取请求，所述能量包获取请求通过单跳或多跳的路由方式到达所述水质监测仪；所述水质监测仪通过NB-IoT模块接收所述能量包获取请求后，向所述监测站上报能量包，所述能量包包含自身的水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，所述时间戳表示产生所述能量包的时间；所述监测站接收所述水质监测仪上报的所述能量包，在所述能量包中，提取所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，获取接收所述能量包的时间，获取所述时间戳和接收所述能量包的时间之间的时间差值，判断所述时间差值是否处于预设范围内，若所述时间差值处于预设范围内，则采用预设的水质监测仪剩余使用时长生成模型、所述接收所述能量包的时间、所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，生成所述水质监测仪当前的剩余使用时长，判断当前的剩余使用时长是否小于预设阈值，如果当前的剩余使用时长小于预设阈值，识别所述水质监测仪为没电水质监测仪，向所述没电水质监测仪发送位置坐标获取请求，接收所述没电水质监测仪返回的位置坐标，向移动终端发送通知消息，所述通知消息包括所述位置坐标以及所述没电水质监测仪自身的水质监测仪编号，以使所述预设终端接收并显示所述通知消息，如果当前的剩余使用时长不小于预设阈值，就识别所述水质监测仪为有电水质监测仪，向所述有电水质监测仪发送水质监测数据获取请求；所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，将采集到的水质监测数据以及自身的水质监测仪编号打包，生成物联网数据包，将所述物联网数据包发送至所述监测站；所述监测站接收所述有电水质监测仪发送的物联网数据包，在物联网数据包中提取所述水质监测数据。作为优选，所述水质监测仪还包括：通过浮球浮于水面的主机，所述主机包括连接所述多个探头的AD转换模块、连于所述AD转换模块的微控制器、连于所述微控制器的定位器和窄带物联网NB-IoT模块。作为优选，所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，将采集到的水质监测数据以及自身的水质监测仪编号打包，生成物联网数据包，将所述物联网数据包发送至所述监测站，具体为：所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，获取所述ORP探头生成的ORP信号，将所述ORP信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将ORP信号转换成ORP值后，将所述ORP值传输给所述微控制器；获取所述氨氮探头生成的氨氮信号，将所述氨氮信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将氨氮信号转换成氨氮值后，将所述氨氮值传输给所述微控制器；获取所述电导率探头生成的电导率信号，将所述电导率信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将电导率信号转换成电导率值后，将所述电导率值传输给所述微控制器；获取所述氧浓度探头生成的氧浓度信号，将所述氧浓度信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将氧浓度信号转换成氧浓度值后，将所述氧浓度值传输给所述微控制器；获取所述PH探头生成的PH信号，将所述PH信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将PH信号转换成PH值后，将所述PH值传输给所述微控制器；获取所述溶解氧探头生成的溶解氧信号，将所述溶解氧信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将溶解氧信号转换成溶解氧值后，将所述溶解氧值传输给所述微控制器；所述微控制器接收所述ORP值、所述电导率值、所述氧浓度值、所述PH值、所述溶解氧值，将接收到的所述ORP值、所述电导率值、所述氧浓度值、所述PH值、所述溶解氧值以及自身的水质监测仪编号打包，生成物联网数据包，将所述物联网数据包发送至所述监测站。本专利技术还一种水质监测系统的水质监测方法，包括以下步骤：步骤1、将数个水质监测仪放到淮河流域的水域中，水质监测仪自动定深布放，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淮河流域水质自动监测系统，其特征在于，包括：水质监测仪、监测站、移动终端以及远程控制中心，其中，/n水质监测仪，用于布放在各个流域内对所在流域的水质进行监测，得到实时监测信息；/n监测站，用于根据所述实时监测信息，得到水质监测数据；/n移动终端，用于对水质监测数据进行汇总，在所述移动终端的APP操作界面上显示出各个水质监测仪的水质实时监测结果，并在所述移动终端的APP操作界面呈现出整个布放有水质监测仪的区域内水质动态监测参数；/n远程控制中心，用于对接收到的水质监测数据进行解算，在远程控制中心操作界面上显示出区域电子地图上水质实时参数；/n由数个水质监测仪布放于各个流域内，并通过监测站分别与移动终端和远程控制中心进行通讯，组成三级网络拓扑结构，对流域水质进行实时在线监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种淮河流域水质自动监测系统，其特征在于，包括：水质监测仪、监测站、移动终端以及远程控制中心，其中，
水质监测仪，用于布放在各个流域内对所在流域的水质进行监测，得到实时监测信息；
监测站，用于根据所述实时监测信息，得到水质监测数据；
移动终端，用于对水质监测数据进行汇总，在所述移动终端的APP操作界面上显示出各个水质监测仪的水质实时监测结果，并在所述移动终端的APP操作界面呈现出整个布放有水质监测仪的区域内水质动态监测参数；
远程控制中心，用于对接收到的水质监测数据进行解算，在远程控制中心操作界面上显示出区域电子地图上水质实时参数；
由数个水质监测仪布放于各个流域内，并通过监测站分别与移动终端和远程控制中心进行通讯，组成三级网络拓扑结构，对流域水质进行实时在线监测。


2.如权利要求1所述的淮河流域水质自动监测系统，其特征在于，所述水质监测仪包括：设在水中的多个探头，所述多个探头包括氧化还原电位ORP探头、氨氮探头、电导率探头、氧浓度探头、pH探头以及溶解氧探头。


3.如权利要求2所述的淮河流域水质自动监测系统，其特征在于，所述监测站给所述水质监测仪发送能量包获取请求，所述能量包获取请求通过单跳或多跳的路由方式到达所述水质监测仪；
所述水质监测仪通过NB-IoT模块接收所述能量包获取请求后，向所述监测站上报能量包，所述能量包包含自身的水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，所述时间戳表示产生所述能量包的时间；
所述监测站接收所述水质监测仪上报的所述能量包，在所述能量包中，提取所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，获取接收所述能量包的时间，获取所述时间戳和接收所述能量包的时间之间的时间差值，判断所述时间差值是否处于预设范围内，若所述时间差值处于预设范围内，则采用预设的水质监测仪剩余使用时长生成模型、所述接收所述能量包的时间、所述水质监测仪编号、剩余能量、能量使用率以及时间戳，生成所述水质监测仪当前的剩余使用时长，判断当前的剩余使用时长是否小于预设阈值，如果当前的剩余使用时长小于预设阈值，识别所述水质监测仪为没电水质监测仪，向所述没电水质监测仪发送位置坐标获取请求，接收所述没电水质监测仪返回的位置坐标，向移动终端发送通知消息，所述通知消息包括所述位置坐标以及所述没电水质监测仪自身的水质监测仪编号，以使所述预设终端接收并显示所述通知消息，如果当前的剩余使用时长不小于预设阈值，就识别所述水质监测仪为有电水质监测仪，向所述有电水质监测仪发送水质监测数据获取请求；
所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，将采集到的水质监测数据以及自身的水质监测仪编号打包，生成物联网数据包，将所述物联网数据包发送至所述监测站；
所述监测站接收所述有电水质监测仪发送的物联网数据包，在物联网数据包中提取所述水质监测数据。


4.如权利要求3所述的淮河流域水质自动监测系统，其特征在于，所述水质监测仪还包括：通过浮球浮于水面的主机，所述主机包括连接所述多个探头的AD转换模块、连接所述AD转换模块的微控制器、连于所述微控制器的定位器和窄带物联网NB-IoT模块。


5.如权利要求4所述的淮河流域水质自动监测系统，其特征在于，所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，将采集到的水质监测数据以及自身的水质监测仪编号打包，生成物联网数据包，将所述物联网数据包发送至所述监测站，具体为：
所述有电水质监测仪接收到水质监测数据获取请求后，
获取所述ORP探头生成的ORP信号，将所述ORP信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将ORP信号转换成ORP值后，将所述ORP值传输给所述微控制器；
获取所述氨氮探头生成的氨氮信号，将所述氨氮信号传输给所述AD转换模块，所述AD转换模块将氨氮信号转换成氨氮值后，将所述氨氮值传输给所述微控制器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王从盛，王龙泽，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32