小型漂浮式水质在线监测系统设计方案

目前，我国常用的水质监测方式有三种，一是现场人工取样，实验室分析，但其监测系统庞大，检测时间较长；二是建立自动水质监测站，不过监测站的位置固定，难以实时发现和跟踪污染；三是以常规船舶监测为载体的用的移动的水质监测车、船等，不仅成本高，而且存在二次污染。因此设计一套低成本的便携式移动在线水质监测设备是一个急待解决完善的问题。

云传物联在分析国内外移动在线水质监测系统应用现状和先进技术的基础上，设计了小型漂浮式（浮标）水质在线监测系统。该系统可用于水质污染事件的应急监测和跟踪，以及湖泊水质的日常巡检，具有体积小、成本低、检测速度快、远程数据传输稳定等优点。

方案建设

设计原理

建设目标

用户可通过手机或电脑终端实时监控水质情况，及时获取异常情况的提醒及警报，帮助现场工作人员快速有效地采取应对措施。

该系统通过水质信息智能感知、信息智能处理和控制以及可靠的信息传输系统等成熟的物联网技术使水质监测行业以及其他水息息相关的行业更加科学、先进、稳定、可靠。

此外，其运行成本的经济性、使用操作的方便性可以促进水产养殖行业有效扩大养殖规模，增加产品产量，降低养殖成本，减少养殖风险，减轻劳动强度，实现绿色环保、增产增 收、节能减排的现代化水产养殖模式。

系统优势

检测速度快：水质传感器响应时间短，能够在短时间内实现对水质的检测。

支持多路传感器输入：单个采样模块可接入6路具有标准输出信号的水质传感器，而监测终端也支持接入多个采样模块，方便用户根据实际情况接入相应的传感器。

水质采样标准：在采样垂线的深度上严格按照《水质采样方案技术规定》（HJ495-2009）的要求进行水样采集。

安全可靠：浮标监测站无需专人驾驶，即可自动采样，避免了人体接触可能的毒害性污染。高性能太阳能电池和蓄电池，欠压、过压、过流保护

易携带：相比较于移动船、移动车等，浮标的重量较轻，体积较小，单人即可把持运输。

系统架构

浮标式水质监测系统是采用太阳能供电，运用现代传感器、自动控制、自动测量、无线传输等高新技术及相关分析软件和通讯网络构成的一套综合性的水质在线监测系统。主要分为水质数据采集层、数据传输层、云平台监控层三个部分组成。

数据采集层：该模块由前端采集系统（水质传感器）和采集控制系统（浮标）两部分构成，主要采集河流的PH、ORP、浊度、总磷、总氮等参数。

数据传输层：数据采样模块除了将检测的水质输出之外，还需要将检测的水质数据传输到云平台层。

云平台监控层：该部分由计算机、移动设备和控制软件组成，移动设备具有IP地址，可接入网络，实现与监测终端的GPRS通信。控制软件则用来显示通过GPRS收到的监测数据，并对这些数据进行统一管理。

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多参数水质传感器

云传物联智能型传感器能够全天候、连续、自动监测水质环境中PH、ORP、COD、氨氮、浊度等的实时变化情况，迅速、准确的采集监测数据，实时区域水质的在线自动监测，为相关行业的水质改善措施及管理方法的调整提供详实准确的数据资料及决策参考。

这款传感器具有精度高，寿命长，漂移小等优点，同时配套有数据分析软件（51云联），具有监测、上报、储存数据等功能，用户可通过电脑端、手机APP或微信小程序实时查看现场情况及监测数据。

浮标水质监测站

浮标水质监测站由浮标体、维护平台、传感器组、通讯设备、供电系统、锚系等组成。具体监测项目包括水温、pH 值、溶解氧、电导率、浊度、氨氮、硝酸盐氮、叶绿素、蓝绿藻等，浮标主体为不锈钢浮体，表层喷涂高耐磨防锈防污保护层，外侧搭载维护平台，在便于用户维护的同时，也降低了浮标的重心，增强了它抗恶劣环境的能力。

智慧云平台

云平台作为浮标水质监测系统的远程控制中心，一方面需要将用户的控制命令及时发送到浮标水质监测站，另一方面要将接收到的水质检测数据进行直观的展示和统一的管理。

平台主要由GPRS通信模块、水质安全评价模块、仪器设备管理模块和数据库所组成。各模块的关系如下图所示：

方案集成了智能型水质传感器、GPRS、嵌入式系统、自动控制等技术。系统可对水质参数进行实时自动的采集，并通过GPRS传输方式将监测数据信息实时上报给用户。

责任编辑：tzh