基于大数据的环境污染监测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于大数据的环境污染监测系统，包括水质数据获取模块、水污染数据分析模块和实时运行监测模块，所述水质数据获取模块用于获取水域的水质信息，所述水污染数据分析模块用于对获取到的水质数据信息进行分析，所述实时运行监测模块用于对水域的水污染实时监测，所述实时运行监测模块和水污染数据分析模块均与水质数据获取模块网络连接，所述水质数据获取模块包括存储数据库模块、水质传感器采集单元、地理信息显示模块和数据预处理模块，所述水污染数据分析模块包括水质等级分类模块、污染物负荷统计模块和异常数据预警模块，本发明专利技术，具有数据自动化分析与智能监测的特点。特点。特点。

【技术实现步骤摘要】
基于大数据的环境污染监测系统


[0001]本专利技术涉及水环境污染分析
，具体为基于大数据的环境污染监测系统。

技术介绍

[0002]近些年来，我国水质污染事件时有发生，由此造成严重的危害和损失。目前存在的大部分水质监测平台用于只注重水质监测与数据采集、忽视数据价值发掘、缺少针对性污染应对措施。与此同时，随着云计算、大数据、人工智能、物联网等新兴技术的不断发展，水质污染智能化检测成为可能，初期的水质监测的实现过程漫长，需要现场操作实现，而且对水质的监测不具有实时性，对水质数据不能进行智能的分类判定。
[0003]水的品质与我国居民、企业、社会的用水安全密切相关，而对水质影响较大的参数有PH值、水的浑浊度以及是否存在污染垃圾等。传统水质监测只能根据经验来对这些参数进行分析和调整，也常常会因为养殖户缺乏经验或无无人看管没有及时调节水质，出现水质不佳的情况，造成经济损失。因此，设计数据自动化分析与智能监测的基于大数据的环境污染监测系统是很有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于大数据的环境污染监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于大数据的环境污染监测系统，包括水质数据获取模块、水污染数据分析模块和实时运行监测模块，所述水质数据获取模块用于获取水域的水质信息，所述水污染数据分析模块用于对获取到的水质数据信息进行分析，所述实时运行监测模块用于对水域的水污染实时监测，所述实时运行监测模块和水污染数据分析模块均与水质数据获取模块网络连接。
[0006]根据上述技术方案，所述水质数据获取模块包括存储数据库模块、水质传感器采集单元、地理信息显示模块和数据预处理模块，所述存储数据库模块用于存储水域采集到的水质数据信息和水域信息，所述水质传感器采集单元用于采集水域的水质信息，所述地理信息显示模块用于对进行水质监测的水域进行位置显示，所述数据预处理模块用于对采集到的数据信息进行预处理，所述水质传感器采集单元、地理信息显示模块和数据预处理模块均与存储数据库模块网络链接。
[0007]根据上述技术方案，所述水污染数据分析模块包括水质等级分类模块、污染物负荷统计模块和异常数据预警模块，所述水质等级分类模块用于根据水质信息对该水域的水污染进行等级分类，所述污染物负荷统计模块用于对水域的污染物负荷进行统计，所述异常数据预警模块用于在水质数据异常时进行预警；所述异常数据预警模块与水质等级分类模块和污染物负荷统计模块网络连接；所述异常数据预警模块包括预警标准设置子模块，所述预警方式设置子模块用于根据标准的不同进行预警设置。
[0008]根据上述技术方案，所述实时运行监测模块包括监测水域管理模块、综合展示模
块和动态监测模块，所述检测水域管理模块用于对进行监测的水域进行管理，所述综合展示模块用于将各水域水质信息进行综合展示，所述动态监测模块用于对存在水污染的水域进行动态监测，所述综合展示模块与监测水域管理模块网络连接，所述动态检测模块与综合展示模块网络连接。
[0009]根据上述技术方案，所述水质数据获取模块的主要运行方法包括以下步骤：
[0010]步骤S1：建立存储数据库，将传感器检测到的水质信息和监测范围的水域信息存储至数据库中；
[0011]步骤S2：在各监测水域放置多个机器鱼形式的水质传感器进行数据采样；
[0012]步骤S3：获取数据之后通过采集卡将传感器采集的电流信号转化为相应的电压信号，再把转化好的电压信号传入含有AD采样口的主控芯片，将芯片内的模拟信号被转化为对应的数字信号；
[0013]步骤S4：在每个采集点放置一台PC机，PC机在采集卡上获取水质数据，无线网络将数据发送至监测系统并保存在数据库中；
[0014]步骤S5：地理信息显示模块根据用户点击，异步获取响应数据后将用户需要的监测水域地理位置信息展示给用户；
[0015]步骤S6：数据预处理模块在获取到传感器采集的数据后，对采集的水质指标数据进行清理，剔除非法数据，清洗存在缺失值和重复值的无效数据，将有效数据存储至数据库中。
[0016]根据上述技术方案，所述水污染数据分析模块的运行方法主要包括以下步骤：
[0017]步骤A1：获取采集到的具体水质信息数值，根据计算对该区域的水污染等级进行分类；
[0018]步骤A2：污染物负荷统计模块根据用户查询的某个具体时间段，对该时间段内的水质中的不同化学物质的排放量进行统计；
[0019]步骤A3：根据水质等级分类模块计算出的各区域水污染等级，按等级的不同向客户端发出预警通知。
[0020]根据上述技术方案，所述步骤A1进一步包括以下步骤：
[0021]步骤A11：系统获取某一水域时间段T内的传感器实时检测到的n段PH值[W1、W2…
W
n
]、氨氮指数[X1、X2…
X
n
]、高锰酸盐指数[Y1、Y2…
Y
n
]，与溶解氧指数[Z1、Z2…
Z
n
]，对该时间段内的总体水域污染指数进行分析，计算出该水域时间段T内的总体水污染指数并进行水污染等级划分；
[0022]步骤A12：具体总体水污染指数P的计算为：
[0023][0024]式中，k1、k2、k3和k4分别为PH值、氨氮、高锰酸盐指数和溶解氧指数在总体水污染指数中的占比，随着每一项指数对应的污染严重程度而变化；
[0025]步骤A13：定义水污染等级的临界值为P
a
和P
z
，当P<P
a
时，判定水污染等级为一级；当P
a
≤P≤P
z
时，判定水污染等级为二级，需进行相对清洁；当P>P
z
时，判定水污染等级为三级；
[0026]步骤A14：等级分类完成后，根据分类等级的不同在地图中对不同等级的水域进行
不同颜色的标记。
[0027]根据上述技术方案，所述步骤A2具体为：传感器在检测到污染物质后，对该水域范围进行搜索，获取该水域一天内的污染物排放量，并将每天统计的排放量数据经过处理后显示在地图水域中，客户端可实时查看各水域的污染物排放量变化，与规定的标准排放量进行对比，对于排放量超过规定标准量的水域，直接向客户端发出预警通知。
[0028]根据上述技术方案，所述步骤A3进一步包括以下步骤：
[0029]步骤A31：设置标准的PH值范围为[W
a
，W
b
]，标准的氨氮、高锰酸盐指数与溶解氧指数分别为X、Y、Z，各参数的阈值为K；
[0030]步骤A32：当每项指数都在标准值的阈值范围之内，按污染指数的划分等级预警处理，当污染等级为一级时，无需发出预警通知；当污染等级为二级时，向该水域附近用户发出预警提醒，进行适当水质清洁操作；当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于大数据的环境污染监测系统，包括水质数据获取模块、水污染数据分析模块和实时运行监测模块，其特征在于：所述水质数据获取模块用于获取水域的水质信息，所述水污染数据分析模块用于对获取到的水质数据信息进行分析，所述实时运行监测模块用于对水域的水污染实时监测，所述实时运行监测模块和水污染数据分析模块均与水质数据获取模块网络连接。2.根据权利要求1所述的基于大数据的环境污染监测系统，其特征在于：所述水质数据获取模块包括存储数据库模块、水质传感器采集单元、地理信息显示模块和数据预处理模块，所述存储数据库模块用于存储水域采集到的水质数据信息和水域信息，所述水质传感器采集单元用于采集水域的水质信息，所述地理信息显示模块用于对进行水质监测的水域进行位置显示，所述数据预处理模块用于对采集到的数据信息进行预处理，所述水质传感器采集单元、地理信息显示模块和数据预处理模块均与存储数据库模块网络链接。3.根据权利要求2所述的基于大数据的环境污染监测系统，其特征在于：所述水污染数据分析模块包括水质等级分类模块、污染物负荷统计模块和异常数据预警模块，所述水质等级分类模块用于根据水质信息对该水域的水污染进行等级分类，所述污染物负荷统计模块用于对水域的污染物负荷进行统计，所述异常数据预警模块用于在水质数据异常时进行预警；所述异常数据预警模块与水质等级分类模块和污染物负荷统计模块网络连接；所述异常数据预警模块包括预警标准设置子模块，所述预警方式设置子模块用于根据标准的不同进行预警设置。4.根据权利要求3所述的基于大数据的环境污染监测系统，其特征在于：所述实时运行监测模块包括监测水域管理模块、综合展示模块和动态监测模块，所述检测水域管理模块用于对进行监测的水域进行管理，所述综合展示模块用于将各水域水质信息进行综合展示，所述动态监测模块用于对存在水污染的水域进行动态监测，所述综合展示模块与监测水域管理模块网络连接，所述动态检测模块与综合展示模块网络连接。5.根据权利要求4所述的基于大数据的环境污染监测系统，其特征在于：所述水质数据获取模块的主要运行方法包括以下步骤：步骤S1：建立存储数据库，将传感器检测到的水质信息和监测范围的水域信息存储至数据库中；步骤S2：在各监测水域放置多个机器鱼形式的水质传感器进行数据采样；步骤S3：获取数据之后通过采集卡将传感器采集的电流信号转化为相应的电压信号，再把转化好的电压信号传入含有AD采样口的主控芯片，将芯片内的模拟信号被转化为对应的数字信号；步骤S4：在每个采集点放置一台PC机，PC机在采集卡上获取水质数据，无线网络将数据发送至监测系统并保存在数据库中；步骤S5：地理信息显示模块根据用户点击，异步获取响应数据后将用户需要的监测水域地理位置信息展示给用户；步骤S6：数据预处理模块在获取到传感器采集的数据后，对采集的水质指标数据进行清理，剔除非法数据，清洗存在缺失值和重复值的无效数据，将有效数据存储至数据库中。6.根据权利要求5所述的基于大数据的环境污染监测系统，其特征在于：所述水污染数据分析模块的运行方法主要包括以下步骤：
步骤A1：获取采集到的具体水质信息数值，根据计算对该区域的水污染等级进行分类；步骤A2：污染物负荷统计模块根据用户查询的某个具体时间段，对该时间段内的水质中的不同化学物质的排放量进行统计；步骤A3：根据水质等级分类模块计算出的各区域水污染等级，按等级的不同向客户端发出预警通知...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪文兵，
申请(专利权)人：倪文兵，
类型：发明
国别省市：