一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，包括采样区域划分模块、检测点布设模块、执行设备设置模块、水质参数采集检测模块、在线自动分析模块、数据库、显示终端和曝气执行终端，通过对湖水区域进行划分，检测点布设和执行设备设置得到各采样圆环区域内各检测点上各深度层中水质参数，再经过在线自动分析得出采样水体在横向维度和纵向维度的污染系数，便于后续污水管理和污水治理。并且执行设备可自动采集湖水水体，并将采集的湖水水体进行检测，大大提高了采样效率，并且避免了人工采集和人工运输中可能造成的误差，从而提高了采样精准度，节省了人工采集成本和运输成本。成本和运输成本。成本和运输成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统


[0001]本专利技术涉及水质在线监测
，具体而言，涉及到一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会的发展，各地水质频繁出现问题，水质污染已经成了一个相当严峻的问题。其中湖水水质问题尤其严重，特别是许多游客在游湖过程中偶尔向湖水中投放垃圾，其中有些垃圾的不正当投放会造成湖水水体里水生植物的疯狂生长，其水生植物与水生动物抢夺生存资源，造成水生动物大面积死亡，而水生动物的死亡会造成湖水发烂发臭，更加剧了湖水的污染，剩下的水生动物长期待在受污染的湖水中慢慢身体里也会流传着有害物质，再经过烹饪，就会给人体造成很大的损害，周而复始，恶性循环。原本清澈透亮的湖水水质渐渐变差，水平面下降，慢慢变浅，严重影响了人们的生活环境、身体健康以及生态系统。
[0003]鉴于上述情况对湖水水体的水质进行实时监测是非常有必要的，所以水质监测系统应运而生，而传统的水质监测系统往往具有有以下弊端：
[0004](1)传统的水质监测系统通常采用人工取水样，然后在实验室完成监测分析，不仅会耗费大量的人力物力，而且工作周期非常长，不利于当下紧急情况，遇到暴雨暴雪等恶劣天气时，人工取水样还不能照常进行，无法做到实时监测分析水质；
[0005](2)传统的水质监测系统在湖水区域划分上是对湖水表面区域采用网格化的划分方式进行划分，没有遵循湖水水质污染的特点，导致湖水区域划分过于刻板固定，不具有灵活性与适应性，更不利于后续的水质污染分析；/>[0006](3)传统的水质监测系统在湖水采样方面只是对湖水表面区域水体进行采样而不是深入到湖水内部进行采样，导致采样过于片面，容易出现水质参数检测误差，进而影响后续水质污染分析结果的精准度；
[0007](4)传统的水质监测系统是基于整个湖水水体的水质监测从而得到综合性的水质污染系数，因此缺乏针对性，不便于后续的水体污染治理。

技术实现思路

[0008]为了克服
技术介绍
中的缺点，本专利技术实施例提供了一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，能够有效解决上述
技术介绍
中涉及的问题。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，包括采样区域划分模块、检测点布设模块、执行设备设置模块、水质参数采集检测模块、在线自动分析模块、数据库、显示终端和曝气执行终端；
[0011]采样区域划分模块和检测点布设模块连接，检测点布设模块和执行设备设置模块连接，执行设备设置模块分别与水质参数检测模块和曝气执行终端连接，水质参数采集检
测模块和在线自动分析模块连接，在线自动分析模块分别与数据库、显示终端和曝气执行终端连接；
[0012]采样区域划分模块用于对湖水区域进行采样区域划分，得到若干采样圆环区域，并对若干采样圆环区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n；
[0013]检测点布设模块用于对各采样圆环区域按照预设距离等距布设检测点，并对布设的检测点依次进行编号，依次标记为1,2,...,f,...,j；
[0014]执行设备设置模块用于在各采样圆环区域的各检测点位置处设置执行设备；
[0015]水质参数采集检测模块用于由各采样圆环区域内各检测点位置处执行设备中的水质采集检测设备对该检测点在不同深度层的水体进行取样，得到各采样圆环区域上各检测点在不同深度层的湖水水样，并对各深度层按照由浅至深的顺序依次进行编号1,2,...,l,...,h，同时对各采样圆环区域上各检测点在不同深度层的湖水水样对应的水质参数进行检测；
[0016]在线自动分析模块用于对各采样圆环区域上的各检测点在不同深度层的水样对应的水质参数检测结果进行在线分析，得到待检测湖水水体在横向维度的水质污染系数与纵向维度的水质污染系数，并将其发送至显示终端；
[0017]同时，在线自动分析模块从水质参数中提取含氧量，进而将各采样圆环区域上的各检测点在各深度层的湖水水体对应的含氧量与数据库中的标准含氧量进行对比，若某采样圆环区域上的某检测点在某深度层的含氧量小于标准含氧量，则将该采样圆环区域记为缺氧采样圆环区域，该检测点记为缺氧检测点，该深度层记为缺氧深度层，从而记录该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的编号，同时获取该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的应曝氧量，并将其分别发送给显示终端和曝气执行终端；
[0018]数据库用于存储湖水水体对应的标准水质参数值；
[0019]显示终端用于接收在线自动分析模块发送的待检测湖水水体在横向维度的水质污染系数与纵向维度的水质污染系数，缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的编号及该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的应曝氧量；
[0020]曝气执行终端用于接收在线自动分析模块发送的缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的编号和该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的应曝氧量，进而基于缺氧采样圆环区域和缺氧检测点对应编号定位到对应检测点位置的执行设备中的曝气机，并根据缺氧深度层编号打开对应的执行设备中曝气机在该缺氧深度层对应的阀门，进行曝氧操作，且实时记录曝氧量，达到应曝氧量时立刻关闭阀门。
[0021]进一步地，所述对湖水区域进行采样区域划分对应的具体划分方式如下：
[0022]a1:确定湖面的中心位置；
[0023]a2:以湖面的中心位置为圆心向周围按照预设距离等距扩散同心圆，得到若干圆环，各圆环所在区域即是各采样圆环区域。
[0024]进一步地，所述水质参数包括水温、酸碱度、含氧量、二氧化碳浓度和氮含量。
[0025]进一步地，所述执行设备垂直安插在各采样圆环区域内各检测点的水体中，且各执行设备高度不低于湖水水体区域水的深度，其执行设备包括水质采集检测设备和曝气机，水质采集检测设备处于曝气机的对侧，两者之间设置分隔栏与之隔开。
[0026]进一步地，所述水质采集检测设备包括水体采集端和水质检测端，水体采集端分
为若干采集管，其各采集管以预设距离等距分布在不同深度层中，各采集管都设有单独对应的阀门，水质检测端位于水体采集端的上方，两者通过导管连接起来，水体采集端对该检测点在不同深度层的湖水水体进行采样后通过与水质检测端的相连的导管将采样水体传送至水质检测端，进行水质检测。
[0027]进一步地，所述曝气机包括充氧泵和若干充氧管，其充氧泵位于充氧管的上方，两者之间通过导管连接起来，其中充氧管的布设与上述水体采集端中采集管的布设相对应，各充氧管中都设置了独立开关的阀门。
[0028]进一步地，所述对各采样圆环区域上各检测点在不同深度层的湖水水体进行采样对应的具体采样方式为：
[0029]b1:确定采样圆环区域、采样检测点和采样深度层对应的编号；
[0030]b2:基于采样圆环区域编号和采样检测点编号定位到上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于，包括：采样区域划分模块、检测点布设模块、执行设备设置模块、水质参数采集检测模块、在线自动分析模块、数据库、显示终端和曝气执行终端；所述采样区域划分模块和检测点布设模块连接，检测点布设模块和执行设备设置模块连接，执行设备设置模块分别与水质参数检测模块和曝气执行终端连接，水质参数采集检测模块和在线自动分析模块连接，在线自动分析模块分别与数据库、显示终端和曝气执行终端连接；所述采样区域划分模块用于对湖水区域进行采样区域划分，得到若干采样圆环区域，并对若干采样圆环区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n；所述检测点布设模块用于对各采样圆环区域按照预设距离等距布设检测点，并对布设的检测点依次进行编号，依次标记为1,2,...,f,...,j；所述执行设备设置模块用于在各采样圆环区域的各检测点位置处设置执行设备；所述水质参数采集检测模块用于由各采样圆环区域内各检测点位置处执行设备中的水质采集检测设备对该检测点在不同深度层的水体进行取样，得到各采样圆环区域上各检测点在不同深度层的湖水水样，并对各深度层按照由浅至深的顺序依次进行编号1,2,...,l,...,h，同时对各采样圆环区域上各检测点在不同深度层的湖水水样对应的水质参数进行检测；所述在线自动分析模块用于对各采样圆环区域上的各检测点在不同深度层的水样对应的水质参数检测结果进行在线分析，得到待检测湖水水体在横向维度的水质污染系数与纵向维度的水质污染系数，并将其发送至显示终端；同时，在线自动分析模块从水质参数中提取含氧量，进而将各采样圆环区域上的各检测点在各深度层的湖水水体对应的含氧量与数据库中的标准含氧量进行对比，若某采样圆环区域上的某检测点在某深度层的含氧量小于标准含氧量，则将该采样圆环区域记为缺氧采样圆环区域，该检测点记为缺氧检测点，该深度层记为缺氧深度层，从而记录该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的编号，同时获取该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的应曝氧量，并将其分别发送给显示终端和曝气执行终端；所述数据库用于存储湖水水体对应的标准水质参数值；所述显示终端用于接收在线自动分析模块发送的待检测湖水水体在横向维度的水质污染系数与纵向维度的水质污染系数，缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的编号及该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的应曝氧量；所述曝气执行终端用于接收在线自动分析模块发送的缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的编号和该缺氧采样圆环区域、缺氧检测点和缺氧深度层对应的应曝氧量，进而基于缺氧采样圆环区域和缺氧检测点对应编号定位到对应检测点位置的执行设备中的曝气机，并根据缺氧深度层编号打开对应的执行设备中曝气机在该缺氧深度层对应的阀门，进行曝氧操作，且实时记录曝氧量，达到应曝氧量时立刻关闭阀门。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于：所述对湖水区域进行采样区域划分对应的具体划分方式如下：a1:确定湖面的中心位置；a2:以湖面的中心位置为圆心向周围按照预设距离等距扩散同心圆，得到若干圆环，各
圆环所在区域即是各采样圆环区域。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于：所述水质参数包括水温、酸碱度、含氧量、二氧化碳浓度和氮含量。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于：所述执行设备垂直安插在各采样圆环区域内各检测点的水体中，且各执行设备高度不低于湖水水体区域水的深度，其执行设备包括水质采集检测设备和曝气机，水质采集检测设备处于曝气机的对侧，两者之间设置分隔栏与之隔开。5.根据权利要求4所述的一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于：所述水质采集检测设备包括水体采集端和水质检测端，水体采集端分为若干采集管，其各采集管以预设距离等距分布在不同深度层中，各采集管都设有单独对应的阀门，水质检测端位于水体采集端的上方，两者通过导管连接起来，水体采集端对该检测点在不同深度层的湖水水体进行采样后通过与水质检测端的相连的导管将采样水体传送至水质检测端，进行水质检测。6.根据权利要求4所述的一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于：所述曝气机包括充氧泵和若干充氧管，其充氧泵位于充氧管的上方，两者之间通过导管连接起来，其中充氧管的布设与上述水体采集端中采集管的布设相对应，各充氧管中都设置了独立开关的阀门。7.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的水质在线监测分析管理系统，其特征在于：所述对各采样圆环区域上各检测点在不同深度层的湖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙飞，
申请(专利权)人：武汉鸿驰智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：