[發(fā)明專利]一種水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)方法與裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210454310.1
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103808907A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王濤;楊雙華;王茁;高尚策;姚建銓;韓莎;高海濤;楊羽
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫津天陽激光電子有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;H04W84/18;H04L29/08
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背景技術(shù)

水環(huán)境的污染是指水體對水中污染物有自凈能力，當(dāng)水中污染物的數(shù)量超過了其自凈能力時，就造成了水環(huán)境的污染。水污染使水環(huán)境質(zhì)量惡化，飲用水源的質(zhì)量普遍下降，威脅人們的身體健康。隨著污染的加劇和人們環(huán)保意識的提高，由于水環(huán)境污染引起的經(jīng)濟糾紛和社會問題逐年增加。目前，各類工業(yè)與大型企業(yè)密集在城市，排入城區(qū)河段的污染物數(shù)量極大，造成流經(jīng)城市的河流污染；陸地水體中，湖泊交換能力弱，污染物能長期停留，易使水質(zhì)惡化和引起富營養(yǎng)化；地下水遭受工業(yè)廢水和城市污水日益嚴(yán)重，而且一旦污染，不易恢復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容：

一種水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)方法與裝置，它設(shè)置自然水源物聯(lián)網(wǎng)探測器，設(shè)置地包括地表水，江河，地下水，井水、暗河，監(jiān)測水源水質(zhì)，監(jiān)測天然凈化效果，設(shè)置水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)探測器，設(shè)置地包括：河道、管道及水設(shè)施等的監(jiān)測點上，監(jiān)測流動水質(zhì)，設(shè)置城鎮(zhèn)供水物聯(lián)網(wǎng)探測器，設(shè)置地點包括：飲用水源、工業(yè)用水、供水設(shè)施，監(jiān)測人工凈化水質(zhì)，設(shè)置污染源物聯(lián)網(wǎng)探測器，設(shè)置地點包括：污染物污水口，城鎮(zhèn)居民生活污水口，工業(yè)廢水口等，組成感知層即物聯(lián)網(wǎng)傳感器，網(wǎng)絡(luò)層包括：無線傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路，傳輸?shù)剿h(huán)境物聯(lián)網(wǎng)智能控制中心，它通過云計算中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)出指令，實施智能實時監(jiān)控水環(huán)境，形成良性水生態(tài)平衡，實現(xiàn)智慧水環(huán)境。

本發(fā)明方案一、水資源物聯(lián)網(wǎng)。

利用水資源物聯(lián)網(wǎng)對水環(huán)境實施實時智慧監(jiān)控，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，在城鎮(zhèn)供水工程規(guī)劃中，保障供水的安全性、可靠性，實現(xiàn)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)供水，改造現(xiàn)有供水設(shè)施，配套建設(shè)新區(qū)供水設(shè)施，形成完善的智慧供水系統(tǒng)，合理布置水廠，在城市新建水廠，在濱江、濱湖、濱海區(qū)域設(shè)置海水淡化廠，實行實施分質(zhì)供水，生活用水按照國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)用水與市政雜用水和生態(tài)用水按低的水質(zhì)要求供水，實現(xiàn)水環(huán)境智慧處理。

利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器實時檢測水質(zhì)情況，并通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)將處理結(jié)果傳給上位機，通過水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)智能控制中心分析處理后，發(fā)出處理惡性水質(zhì)的方案指令，物聯(lián)網(wǎng)用于水質(zhì)監(jiān)測，監(jiān)測有機化學(xué)物、重金屬等造成的水污染程度，動態(tài)實時監(jiān)控水體富營養(yǎng)化程度，真實反映河流、湖泊、海洋等水體質(zhì)量狀況。

本發(fā)明方案二、水環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

采用物聯(lián)網(wǎng)，建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控水環(huán)境、治理水環(huán)境，用無線傳感器網(wǎng)路，通過對實施地表水水質(zhì)的自動監(jiān)測，實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實情況。

本發(fā)明方案三、采用zigbee技術(shù)自組網(wǎng)。

采用Zigbee通過IEEE?802.15.4協(xié)議，實施短距離、低功耗的無線通信，實現(xiàn)近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)，嵌入水文傳感與執(zhí)行設(shè)備，實施自動采集、控制和遠(yuǎn)程控制，它采用2.4GHz波段，采用跳頻技術(shù)和擴頻技術(shù)，與254個節(jié)點聯(lián)網(wǎng)；

Zigbee水聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，設(shè)置為高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，由IEEE802.15.4協(xié)議支撐制定物理層和MAC子層協(xié)議工作，其余協(xié)議采用現(xiàn)有的無線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明方案四、云計算與智慧中心

在水環(huán)境監(jiān)測中，在江河湖海等水域設(shè)置大量的底層傳感器，組成感知層，采用無線傳輸方式實現(xiàn)大范圍的傳感器信息的傳輸，在局部設(shè)置高密度網(wǎng)關(guān)節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)群的傳輸，在網(wǎng)絡(luò)體系中，采用云計算與智慧中心控制，采用集成化、全數(shù)字化、通用化的電路的硬件物理層，實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的云傳輸，在數(shù)據(jù)鏈路層采用智能信道分配，柔性應(yīng)對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信道質(zhì)量動態(tài)變化，為上層應(yīng)用提供節(jié)能、可靠、實時性高的數(shù)據(jù)傳輸。

本發(fā)明方案五、建立水環(huán)境動態(tài)智慧模型，

采用的水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)全面監(jiān)控水環(huán)境污染及富營養(yǎng)化問題，建立水環(huán)境監(jiān)測和評價標(biāo)準(zhǔn)，利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測的水與環(huán)境的各項指標(biāo)、氣象環(huán)境要素等數(shù)據(jù)，采用云計算處理與關(guān)聯(lián)性分析，建立水環(huán)境智能數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確判斷水源水質(zhì)與環(huán)境現(xiàn)狀，建立水環(huán)境動態(tài)智慧模型，模擬預(yù)測未來的變化趨勢，實現(xiàn)智慧環(huán)保水環(huán)境。

本發(fā)明方案六、

水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)實施水環(huán)境綜合治理，實現(xiàn)水環(huán)境的前瞻性治理，全面實施水環(huán)境綜合治理，在重點監(jiān)控區(qū)內(nèi)設(shè)立系列傳感浮標(biāo)監(jiān)測點，實現(xiàn)了24小時對重點監(jiān)測區(qū)水質(zhì)監(jiān)測，對水環(huán)境的現(xiàn)代治理與未來發(fā)展模式，提供了原始數(shù)據(jù)，監(jiān)測水環(huán)境，治理水環(huán)境，實現(xiàn)智慧水環(huán)境。

本發(fā)明核心內(nèi)容：