城市内河水质监测物联网系统

一、背景与挑战

城市内河作为城市生态系统的重要组成部分，其水质状况直接关系到城市居民的生活质量和生态环境的健康。随着城市化进程的加速，各类生活污水、商业废水等问题日益严重，给水域环境治理带来了巨大压力。传统的内河水质监测主要依赖人工定期采样和实验室分析，这种方式存在诸多弊端：

1、时效性差：人工采样频率低，无法实时反映水质动态变化，难以及时发现突发污染事件。

2、人力成本高：需要投入大量人力物力进行采样、运输和检测，工作效率低下。

3、监测范围有限：难以实现对内河全流域、多点位的全面监测，容易遗漏污染点。

二、解决方案

为了实现对内河水质的实时、全面、准确监测，提升城市水环境管理水平，引入物联网技术构建城市内河水质监测物联网系统势在必行。对此，物通博联提供基于工业智能网关的城市内河水质监测物联网系统方案。主要由以下几个部分组成：

1、感知层：由分布在内河不同位置的各类水质监测传感器组成，如pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、化学需氧量（COD）传感器等。这些传感器实时采集内河水质的各项参数，并将数据传输给物通博联工业智能网关。

2、传输层：以物通博联工业智能网关为核心，负责将感知层采集到的数据通过4G/5G等通信方式传输至云端服务器。网关具备数据缓存和断点续传功能，在网络不稳定时能够暂存数据，待网络恢复后自动补传，确保数据的完整性。

3、平台层：云端服务器搭建水质监测管理平台，负责接收、存储和管理来自网关传输的数据。平台实现水质状况的实时监测、趋势预测、异常报警等功能。同时，平台还提供数据可视化界面，以直观的图表、地图等形式展示内河水质信息，方便管理人员查看和决策。

三、实现功能

1、实时监测：系统能够实时采集内河水质的各项参数，并快速传输至云端平台，实现24小时不间断监测。用户可随时查看当前内河水质的实时状况，如pH值、溶解氧含量、浊度、污染物浓度等，及时掌握水质变化动态。

2、数据存储与管理：对采集到的大量水质数据进行高效存储和管理，建立完善的数据库。数据存储采用冗余备份机制，确保数据安全可靠。同时，提供数据的分类查询、统计分析等功能，方便用户根据时间、地点、参数等条件对历史数据进行检索和分析。

3、异常报警：系统可根据设定的水质指标阈值，对实时监测数据进行比对分析。当水质参数超出正常范围时，系统立即自动触发报警机制，通过短信、邮件、微信等多种方式向相关管理人员发送报警信息，提醒及时采取措施应对污染事件，降低环境污染风险。

4、数据分析与预测：利用大数据分析和人工智能算法，对长期积累的水质数据进行深度挖掘，分析内河水质的变化趋势、季节特征以及与周边环境因素的相关性。通过建立水质预测模型，提前预测水质变化情况，为水环境管理部门提供决策依据，实现科学治水、精准施策。

5、可视化展示：水质监测管理平台提供直观、丰富的可视化界面，通过地图、图表、曲线等多种形式展示内河水质信息。在电子地图上实时标注各监测点位的位置及水质状况，以不同颜色标识水质优劣程度，让管理人员一目了然地掌握内河整体水质分布情况。

审核编辑 黄宇