[實用新型]一種基于無線傳感器網絡水質監測系統

有效

• 申請號: 201320146393.8
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN203642958U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 牟向宇;胡云冰
• 申請（專利權）人: 重慶電子工程職業學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于水環境監測領域，尤其涉及一種基于無線傳感器網絡水質監測系統。?

背景技術

水環境監測是水資源管理與保護的重要手段，目前，我國的水環境問題既多又突出，特別是嚴重的水污染公害和河道功能衰退的情勢嚴峻，不僅制約著這些地方的經濟發展，還威脅到百姓的生存環境，我國的水污染問題中，重金屬、五毒局限于少數水域，有機污染呈加重勢頭，近期的趨勢分析評價表明，水污染總體呈加重趨勢，其演變趨勢為由支流向干流延伸，由城市向農村蔓延，由地表向地下滲漏，由地區向流域擴展，在一些地區的水環境問題已由單一型演變為復合型即洪澇--缺水--污染公害交織發生，協同作用，水環境監測面臨的問題更為復雜開展監測的難度也更大，在水體污染防治工作中，水質監測工作是污染預警、持續性污染物監測和治理效果評定的重要手段，已受到有關部門的重視，作為連續性監測工具的水質在線監測儀器承擔著提供準確監測數據和監測報告的責任，在環境監測工作中發揮著越來越重要的作用；在水環境自動化監測的需求與指標日益提高，監測環境日益復雜的背景下，物聯網技術的引入成為解決水環境自動化監測的一種理想方案，物聯網由大量低成本、低功耗的具有傳感、計算與通信能力的微小傳感器節點構成的自治網絡系統，能根據環境自主完成各種監測任務的“智能″系統，并能通過云計算對海量數據?進行分析處理，配備有多種水環境監測傳感器的物聯云可以與遠程無線通信方式相結合完成對多目標監測水域的實時動態監測；從國外環保監測的發展趨勢和國際先進經驗看，水質的在線自動監測已經成為有關部門及時獲得連續性的監測數據的有效手段，只需經過幾分鐘的數據采集，水源地的水質信息就可發送到環境分析中心的服務器中，一旦觀察到有某種污染物的濃度發生異變，環境監管部門就可以立刻采取相應的措施，取樣具體分析，可見，水質在線分析系統最大的優勢便在于可快速而準確地獲得水質監測數據，自動水質監測系統的應用，有助于環保部門建立大范圍的監測網絡收集監測數據，以確定目標區域的污染狀況和發展趨勢，隨著監測技術和儀器儀表工業的發展，環境水質監測工作更開始向自動化、智能化和網絡化為主的監測方向發展，例如基于無線傳感器網絡的水環境實時監測系統，國外比較典型的代表有澳大利亞CSIRO的Fleck系統和美國Helios.ware公司的CSOnet系統，縱觀我國的環境水質在線監測體系建設，經過多年發展，已初步建成具有我國特色的環境連續自動監測管理和技術體系，并已逐漸形成網絡；隨著物聯網的新興及發展，針對水環境具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點，提出了一種以開放式、模塊化系統結構的多參數水質監測采集器為基礎、以無線移動通信及互聯網通信為信息傳遞介質、通過實時監測采集器適配器軟件模塊，實現不同水環境監測儀與監測軟件平臺互聯的異構水環境監測平臺的解決方案，達到遠程水質數據實時接收與處理、智能分析、即時預警；并通過構建水環境監測數據挖掘平臺，通過對數據挖掘算法的優化應用，建立適應于水質檢測的數據挖掘算法建模，為相關職能部門提供準確即時的決策支持；傳統的環境水質監測工作主要以人工現場采樣、實驗室儀器分析為主，雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監測存在監測頻次低、采樣誤差大、監測數據分散、不能及時反映污染變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業進行有效水環境管理的需求，國內已對基于無線傳感器網絡的水環境實時監測系統的一些關鍵技術進行了研究；其中杭州電子科技大學信息與控制研究所對于水環境監測的無線傳感器網絡網關提出了結?合視頻監測的設計方案，網絡通信采用Zigbee與CDMA結合的方式，TCPIP協議采用內嵌協議棧使兩種異構協議整合到一個控制平臺中，采用雙CDMA模塊的發送方式，是一種很好的解決方案，但是目前尚處于研發階段，由于耗電量高、傳輸效率低，同樣無法適應實際應用的需要；此外，上海無線龍，寧波中科等該領域知名的國內公司也給出了基于無線傳感器網絡和遠距離傳輸協議的監控、監測系統解決方案，并推出了多種配套的實驗開發平臺、教學系統等，其中寧波中科推出的面向行業應用解決方案命名為Gmesh，GMesh使用中科院計算所自主研發的輕量級高效自組織網絡協議，網絡具有極高的可靠性和可擴展性，可實現成百上千個節點的大規模組網，但其產品同樣以教學核試驗開發平臺為主，并無功能完善的應用產品。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于利用一種基于無線傳感器網絡水質監測系統，旨在解決傳統的環境水質監測在實驗室中分析監測存在的監測頻次低、采樣誤差大、監測數據分散、不能及時反映污染變化狀況的缺陷，難以滿足政府和企業進行有效水環境管理需求的問題。?