全省水產(chǎn)養(yǎng)殖漂浮水質(zhì)監(jiān)測站系統(tǒng)解決優(yōu)質(zhì)應用方案分析
根據(jù)國家發(fā)布的《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要(2020-2035年)》，2020-2035年，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測將在全面深化環(huán)境質(zhì)量和污染源監(jiān)測的基礎(chǔ)上，逐步向生態(tài)狀況監(jiān)測和環(huán)境風險預警拓展，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境狀況綜合評估體系。
在地表水環(huán)境監(jiān)測方面，根據(jù)水污染治理、水生態(tài)修復、水資源保護“三水共治”需求，統(tǒng)籌流域與區(qū)域、水域與陸域、生物與生境，逐步實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測轉(zhuǎn)變?！笆奈濉逼陂g，國控斷面數(shù)量從2050個整合增加至4000個左右。。
水質(zhì)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測工作中的主要工作之一，是準確、及時、全面地反映水質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的必要環(huán)節(jié)，這項工作可為水環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學依據(jù)，并對整個水環(huán)境保護、水污染控制以及維護水環(huán)境健康方面起著至關(guān)重要的作用。
近年來隨著社會對環(huán)境保護與水資源保護工作的愈發(fā)重視，水質(zhì)監(jiān)測作為水污染控制工作中的基礎(chǔ)性工作，其意義和作用也變得越來越重要。
水質(zhì)監(jiān)測是指對水中的化學物質(zhì)、懸浮物、底泥和水生態(tài)系統(tǒng)進行統(tǒng)一的定時或不定時的檢測，監(jiān)視和測定水體中污染物的種類、濃度及變化趨勢，評價水質(zhì)狀況等工作。
正是因為水質(zhì)監(jiān)測工作涉及到大量的監(jiān)測項目，同時工作中還面臨著需要長時間監(jiān)測、多地點監(jiān)測和統(tǒng)一定時監(jiān)測等現(xiàn)實性問題，因此具備便于移動、監(jiān)測項目較多且支持定制等優(yōu)勢的浮漂式水質(zhì)監(jiān)測站，便在諸多水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備中脫穎而出了。
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水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r、系統(tǒng)、智能、分布式水質(zhì)監(jiān)測及調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種保產(chǎn)、保質(zhì)、穩(wěn)定的系統(tǒng)，融生物、物理、化學凈化、電子信息技術(shù)為一體，充分發(fā)揮各水質(zhì)凈化單元作用，能滿足不同養(yǎng)殖對象對水質(zhì)的要求，應用價值及市場前景。
水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計，擁有多項技術(shù)。傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)采用鋪設(shè)線纜的方式進行數(shù)據(jù)采集，工程量大、成本高，同時由于傳感器大多通過微電壓進行數(shù)據(jù)采集，過長的線纜鋪設(shè)會導致數(shù)據(jù)的誤差較大。水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)采用包含的4G網(wǎng)關(guān)和2公里ZIGBEE節(jié)點組成多點多跳的星狀網(wǎng)絡(luò)，*的電源管理系統(tǒng)結(jié)合超低功耗的芯片設(shè)計，使整套系統(tǒng)僅需要太陽能供電，并能夠在連陰雨天氣保證數(shù)月長期穩(wěn)定的運行，系統(tǒng)還特別具有的自動清洗裝置和*光學溶解氧傳感器。
一．項目背景
目前，我國常用的水質(zhì)監(jiān)測方式有三種，一是現(xiàn)場人工取樣，實驗室分析，但其監(jiān)測系統(tǒng)龐大，檢測時間較長；二是建立自動水質(zhì)監(jiān)測站，不過監(jiān)測站的位置固定，難以實時發(fā)現(xiàn)和跟蹤污染；三是以常規(guī)船舶監(jiān)測為載體的用的移動的水質(zhì)監(jiān)測車、船等，不僅成本高，而且存在二次污染。因此設(shè)計一套低成本的便攜式移動在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備是一個急待解決完善的問題。
湖南圣凱安在分析國內(nèi)外移動在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)應用現(xiàn)狀和*技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了小型漂浮式（浮標）水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于水質(zhì)污染事件的應急監(jiān)測和跟蹤，以及湖泊水質(zhì)的日常巡檢，具有體積小、成本低、檢測速度快、遠程數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點。（湖南圣凱安環(huán)?？萍稼w經(jīng)理133...9...7..5..32...997）水質(zhì)監(jiān)測來訪趙
二．方案建設(shè)
1. 設(shè)計原理
2. 建設(shè)目標
用戶可通過手機或電腦終端實時監(jiān)控水質(zhì)情況，及時獲取異常情況的提醒及警報，幫助現(xiàn)場工作人員快速有效地采取應對措施。
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)測行業(yè)以及其他水息息相關(guān)的行業(yè)更加科學、*、穩(wěn)定、可靠。
此外，其運行成本的經(jīng)濟性、使用操作的方便性可以促進水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)有效擴大養(yǎng)殖規(guī)模，增加產(chǎn)品產(chǎn)量，降低養(yǎng)殖成本，減少養(yǎng)殖風險，減輕勞動強度，實現(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
◆ 檢測速度快：水質(zhì)傳感器響應時間短，能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)對水質(zhì)的檢測。
◆ 支持多路傳感器輸入：單個采樣模塊可接入6路具有標準輸出信號的水質(zhì)傳感器，而監(jiān)測終端也支持接入多個采樣模塊，方便用戶根據(jù)實際情況接入相應的傳感器。
◆ 水質(zhì)采樣標準：在采樣垂線的深度上嚴格按照《水質(zhì)采樣方案技術(shù)規(guī)定》（HJ495-2009）的要求進行水樣采集。
◆ 安全可靠：浮標監(jiān)測站無需專人駕駛，即可自動采樣，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
◆ 易攜帶：相比較于移動船、移動車等，浮標的重量較輕，體積較小，單人即可把持運輸。
4. 系統(tǒng)架構(gòu)
浮標式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)是采用太陽能供電，運用現(xiàn)代傳感器、自動控制、自動測量、無線傳輸?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、云平臺監(jiān)控層三個部分組成。
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）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的水質(zhì)輸出之外，還需要將檢測的水質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_層。
云平臺監(jiān)控層：該部分由計算機、移動設(shè)備和控制軟件組成，移動設(shè)備具有IP地址，可接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與監(jiān)測終端的GPRS通信?？刂栖浖t用來顯示通過GPRS收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理。
三．相關(guān)產(chǎn)品
1. 水質(zhì)傳感器
湖南圣凱安智能型傳感器能夠全天候、連續(xù)、自動監(jiān)測水質(zhì)環(huán)境中PH、ORP、COD、氨氮、濁度等的實時變化情況，迅速、準確的采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時區(qū)域水質(zhì)的在線自動監(jiān)測，為相關(guān)行業(yè)的水質(zhì)改善措施及管理方法的調(diào)整提供詳實準確的數(shù)據(jù)資料及決策參考。
這款傳感器具有精度高，壽命長，漂移小等優(yōu)點，同時配套有數(shù)據(jù)分析軟件（51云聯(lián)），具有監(jiān)測、上報、儲存數(shù)據(jù)等功能，用戶可通過電腦端、手機APP或微信小程序?qū)崟r查看現(xiàn)場情況及監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2. 浮標水質(zhì)監(jiān)測站
浮標水質(zhì)監(jiān)測站由浮標體、維護平臺、傳感器組、通訊設(shè)備、供電系統(tǒng)、錨系等組成。具體監(jiān)測項目包括水溫、pH 值、溶解氧、電導率、濁度、氨氮、硝酸鹽氮、葉綠素、藍綠藻等，
浮標主體為不銹鋼浮體，表層噴涂高耐磨防銹防污保護層，外側(cè)搭載維護平臺，在便于用戶維護的同時，也降低了浮標的重心，增強了它抗惡劣環(huán)境的能力。
手機端展示：
物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
一、背景概述
“水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。"水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理與保護的重要基礎(chǔ)，也是保護水環(huán)境的重要手段。在新的發(fā)展階段，我們面對洪水、水資源緊缺、水污染等問題，水質(zhì)監(jiān)測工作方式也應該與時俱進。
我國目前的水質(zhì)污染監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備雖然發(fā)展較為成熟，但遠程監(jiān)控的實現(xiàn)技術(shù)仍較為落后。大多數(shù)企業(yè)及部門依然采用的是斥巨資找所謂的行業(yè)大拿定制開發(fā)一整套完整的系統(tǒng)，這樣不僅成本高昂，且開發(fā)周期長，后期運維難度大。
基于此，深圳市圣凱安技術(shù)有限公司推出了一套針對水源污染等無組織污染源的在線監(jiān)控系統(tǒng)，它通過現(xiàn)場檢測和實時在線監(jiān)測，配合信息化系統(tǒng)和應用終端，幫助環(huán)保系統(tǒng)集成商或有關(guān)部門及時、準確地掌握水質(zhì)信息，為預警預報重大流域性水質(zhì)污染事故，監(jiān)管污染物排放，以及監(jiān)督總量控制制度落實等提供幫助。
二、系統(tǒng)架構(gòu)
湖南圣凱安水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是以信息采集為基礎(chǔ)，環(huán)境大數(shù)據(jù)為支撐、水資源水環(huán)境評估預警方法為核心的物理網(wǎng)在線監(jiān)測與評價預警系統(tǒng)。
它可以實現(xiàn)地表水體基礎(chǔ)信息的收集和管理、水資源和水質(zhì)的實時在線評價、水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時統(tǒng)計和分析預測、水體污染的及時預警報警，為地表水環(huán)境的管理和決策提供技術(shù)支持，我們的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)主要分為三層：水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層、水質(zhì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層、水質(zhì)在線云平臺層。如下圖所示：
1：水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層
系統(tǒng)主要通過溫度傳感器、PH值傳感器、濁度傳感器、含氧量傳感器等模塊以及浮標水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)來采集溫度、PH值、濁度、含氧量等信息。
2：水質(zhì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層
通信網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、wifi、寬帶、電信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，負責傳遞和處理采集層獲取的信息。
湖南圣凱安DTU無線遠程終端設(shè)備支持串口RS485接口、USB接口等，設(shè)備可以直接與客戶的上述接口設(shè)備直接相連，把客戶的PLC設(shè)備、工控設(shè)備的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，實現(xiàn)對客戶端末設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等功能。
利用GPRS進行遠程傳輸，費用低，穩(wěn)定性好。可以直接接入各種水質(zhì)監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)對pH、DO、水溫、水量等數(shù)據(jù)實時監(jiān)測。
3：環(huán)境在線監(jiān)控應用層
云平臺層為是應用層的基礎(chǔ)平臺，是水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)與用戶的接口。云傳物聯(lián)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)可根據(jù)監(jiān)控點的數(shù)量及監(jiān)控點的傳感器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數(shù)據(jù)畫面、報表、統(tǒng)計分析、實時報警、維護提醒，同時可將報警或超標信息推送到相關(guān)人手機短信或手機微信中。
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