一种在线水质监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种在线水质监测系统，包括飘浮在水面上的可移动水质监测节点和中继监测节点，以及岸上基站和数据中心，所述可移动水质监测节点和中继监测节点用于监测水质参数，并将得到的水质参数上传至簇头节点；所述簇头节点把收到的数据进行融合，并按照规定的格式上报至岸上基站；所述岸上基站根据数据中心的监测查询命令上传数据；所述数据中心用于重构监测数据；所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机采样策略对水质进行采样监测。本发明专利技术可以使得现有的水质监测方法的生命周期可以延长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质监测
，特别是涉及一种在线水质监测系统。
技术介绍
水体质量对生态环境，生产和生活非常关键。当前水质监测方法存在很多问题。经验检测法很不可靠；实验室检测虽然精度高但实时性差，过程复杂，准确度不够，且容易造成二次污染；随着传感器和电子技术的发展，出现了湖泊等水体的现场水质分析仪，虽然具有精度高，探头可拆卸组合等特点，可以实时检测水质，但使用时需由人携带检测仪器到检测现场，耗费大量人力。随着无线传感器网络的发展，人们提出了基于无线传感器网络的在线实时水质监测系统。布设在监测水域的节点自组织成无线网络，节点采集水质数据，通过无线或GPRS方式传回数据中心。已有的水质监测网络，采样周期通常为15分钟，降低采样频率会影响监测效果，但提高采样频率网络流量会以指数级别增长，大大降低网络生命周期。由于野外水质监测节点不易维护，需要满足长期无人值守，现有的水质监测网络不能很好解决该问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在线水质监测系统，使得现有的水质监测方法的生命周期可以延长。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种在线水质监测系统，包括飘浮在水面上的可移动水质监测节点和中继监测节点，以及岸上基站和数据中心，所述可移动水质监测节点和中继监测节点用于监测水质参数，并将得到的水质参数上传至簇头节点；所述簇头节点把收到的数据进行融合，并按照规定的格式上报至岸上基站；所述岸上基站根据数据中心的监测查询命令上传数据；所述数据中心用于重构监测数据；所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机采样策略对水质进行采样监测。所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机周期采样策略对水质进行采样监测；其中，实际采样周期为「/W/f/1，第一个采样时刻从随机选取，以后的采样时刻则按照实际采样周期「./V7J/1进行采样，N为常规监测节点在某段时期的采样次数；M为正整数，表示该种节点节省的采样倍率。所述可移动水质监测节点和中继监测节点在前S个周期每次都采样，在以后的周期根据随机周期采样策略对水质进行采样监测。所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机个数采样策略对水质进行采样监测；其中，从监测节点{1，2，···，Ν}中随机选取M个数，由小到大排列为IKuK2,-，KM}，K1I2〈…ΚΜ，则采样时刻为{KJ，K2T，…，KMT}，其中，K为选取的监测节点，T为采样周期。所述可移动水质监测节点和中继监测节点在前S个周期每次都采样，在以后的周期根据随机个数采样策略对水质进行采样监测。所述可移动水质监测节点和中继监测节点在采样后上传采样数据转入睡眠状态， 在下一次采样时由睡眠状态醒来采样。所述数据中心根据以下方式重构监测数据，令构造矩阵为权利要求1.一种在线水质监测系统，包括飘浮在水面上的可移动水质监测节点和中继监测节点，以及岸上基站和数据中心，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点用于监测水质参数，并将得到的水质参数上传至簇头节点；所述簇头节点把收到的数据进行融合，并按照规定的格式上报至岸上基站；所述岸上基站根据数据中心的监测查询命令上传数据；所述数据中心用于重构监测数据；所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机采样策略对水质进行采样监测。2.根据权利要求I所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机周期采样策略对水质进行采样监测；其中，实际采样周期为「14/1 第一个采样时刻从随机选取，以后的采样时刻则按照实际采样周期「/Vi/1进行采样，其中，N为常规监测节点在某段时期的采样次数…为正整数，表示该种节点节省的米样倍率。3.根据权利要求2所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点在前S个周期每次都采样，在以后的周期根据随机周期采样策略对水质进行采样监测。4.根据权利要求I所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机个数采样策略对水质进行采样监测；其中，从监测节点{1,2,…，N}中随机选取M个数，由小到大排列为IKpK2,…，KM} ,K1I2〈…KM，则采样时刻为{KJ，K2T,…，KMT}，其中，K为选取的监测节点，T为采样周期。5.根据权利要求4所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点在前S个周期每次都采样，在以后的周期根据随机个数采样策略对水质进行采样监测。6.根据权利要求I所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点在采样后上传采样数据转入睡眠状态，在下一次采样时由睡眠状态醒来采样。7.根据权利要求2所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述数据中心根据以8.根据权利要求4所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述数据中心根据以下方式重构监测数据，令构造矩阵为9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的在线水质监测系统，其特征在于，所述可移动水质监测节点包括水质传感器，MSP430F5438微处理器，CC2430无线收发模块，电源部分，GPS模块，浮体部分；所述水质传感器，MSP430F5438微处理器，CC2430无线收发模块，电源部分，GPS模块安装在浮体部分上；所述水质传感器，MSP430F5438微处理器，CC2430无线收发模块依次连接；所述GPS模块与MSP430F5438微处理器相连；所述电源部分为各个模块进行供电。10.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的在线水质监测系统，所述岸上基站包括依次连接的CC2430无线收发模块，MSP430F5438微处理器和RS232接口模块。全文摘要本专利技术涉及一种在线水质监测系统，包括飘浮在水面上的可移动水质监测节点和中继监测节点，以及岸上基站和数据中心，所述可移动水质监测节点和中继监测节点用于监测水质参数，并将得到的水质参数上传至簇头节点；所述簇头节点把收到的数据进行融合，并按照规定的格式上报至岸上基站；所述岸上基站根据数据中心的监测查询命令上传数据；所述数据中心用于重构监测数据；所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机采样策略对水质进行采样监测。本专利技术可以使得现有的水质监测方法的生命周期可以延长。文档编号G01N33/18GK102944656SQ201210406129公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日专利技术者马赛, 张唯易, 赵康, 鲍星合, 赵鲁阳, 尹达, 余宁, 王晓东, 朱文越, 王静 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线水质监测系统，包括飘浮在水面上的可移动水质监测节点和中继监测节点，以及岸上基站和数据中心，其特征在于，所述可移动水质监测节点和中继监测节点用于监测水质参数，并将得到的水质参数上传至簇头节点；所述簇头节点把收到的数据进行融合，并按照规定的格式上报至岸上基站；所述岸上基站根据数据中心的监测查询命令上传数据；所述数据中心用于重构监测数据；所述可移动水质监测节点和中继监测节点采用随机采样策略对水质进行采样监测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马赛，张唯易，赵康，鲍星合，赵鲁阳，尹达，余宁，王晓东，朱文越，王静，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：