[實用新型]一種區(qū)域水環(huán)境重金屬監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320688736.3
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN203630938U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 黃廷磊;林科;覃志松;劉杰;張姿;張紀元;甘國寧;梁海;盧艷梅
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G01N33/18;G06F17/30;G01N27/26
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本實用新型屬于環(huán)境保護技術領域，具體為一種區(qū)域水環(huán)境重金屬監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術

水環(huán)境監(jiān)測是水資源管理與保護的重要手段。

隨著社會和工業(yè)的發(fā)展,大量生活污水和工業(yè)廢水排入江河湖泊中,我國大部分地區(qū)的江河湖海都已經(jīng)存在不同程度的重金屬污染。重金屬元素污染已經(jīng)成為威脅人類生存環(huán)境的重大問題。而傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測工作主要以人工采樣、實驗室儀器分析為主，存在著監(jiān)測頻次低、監(jiān)測范圍小、采樣誤差大、實時性差。缺乏對大范圍內的水環(huán)境重金屬數(shù)據(jù)進行實時采集、并進行動態(tài)、靜態(tài)分析的技術手段，極易錯失在污染初期進行及時防治的最佳時期。為了保護環(huán)境、提高人們的生存質量，極需一種能實時監(jiān)測區(qū)域水環(huán)境重金屬濃度的系統(tǒng)。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種區(qū)域水環(huán)境重金屬監(jiān)測系統(tǒng)，在待檢測的區(qū)域各水域內安裝監(jiān)測終端，監(jiān)測終端包括電源模塊、可檢測重金屬的檢測模塊和主控模塊，多個監(jiān)測終端與監(jiān)測管理系統(tǒng)經(jīng)通用無線分組業(yè)務網(wǎng)絡（簡寫為GPRS，英文為General?Packet?Radio?Service）連接，定時將檢測的重金屬含量數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測管理系統(tǒng)。

本實用新型設計的一種區(qū)域水環(huán)境重金屬監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測管理系統(tǒng)和安裝在待監(jiān)測區(qū)域各水域內的1～1024監(jiān)測終端，各監(jiān)測終端與監(jiān)測管理系統(tǒng)經(jīng)通用無線分組業(yè)務網(wǎng)絡連接；所述監(jiān)測管理系統(tǒng)為計算機系統(tǒng)，包括中心處理器及其所連接的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊，數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接數(shù)據(jù)庫。所述數(shù)據(jù)庫為存儲各監(jiān)測終端的GPS（全球定位系統(tǒng)的簡稱，英文為Global?Positioning?System）信息、GIS（地理信息系統(tǒng)的簡稱，英文為Geographic?Information?System）信息以及各監(jiān)測終端檢測其所處位置的相關重金屬濃度的歷史數(shù)據(jù)和當前數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，中心處理器還連接顯示器和/或用戶終端。

每臺監(jiān)測終端包括檢測模塊、主控模塊和電源模塊，電源模塊為監(jiān)測終端各部件提供電源，主控模塊包括嵌入式處理器及其連接的時鐘子模塊和GPRS子模塊，檢測模塊包括溫度傳感器和重金屬電化學傳感器陣列，溫度傳感器的電信號輸出端接入主控模塊嵌入式處理器，重金屬電化學傳感器陣列的電信號輸出端接入信號調理電路，該信號經(jīng)信號調理電路濾波和調理后、接入主控模塊嵌入式處理器。

所述監(jiān)測終端的電源模塊包括太陽能電池板、充電電池及充放電管理電路，太陽能電池板和充電電池均與充放電管理電路連接，充放電管理電路的輸出為電源模塊的輸出。太陽能電池板在陽光下得到電量，一部分經(jīng)充放電管理電路直接提供終端使用，其余經(jīng)充放電管理電路儲存于充電電池，當陽光不足，太陽能電池板得到的電量不能滿足終端使用時，充放電管理電路調取充電電池電量提供給終端使用。

所述監(jiān)測終端的重金屬電化學傳感器陣列為包括鉛、鎘、汞、銅離子電極的重金屬電化學傳感器陣列。

所述監(jiān)測終端在待監(jiān)測區(qū)域各江、河、湖、水庫等自然水體內均布，且在支流匯流處、工廠排水口、生活污水排水口加裝。

所述用戶終端為臺式計算機、筆記本電腦和移動智能手機中的任一種或多種。

所述監(jiān)測管理系統(tǒng)連接服務器，數(shù)據(jù)庫設置在服務器內，監(jiān)測管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理模塊連接服務器的數(shù)據(jù)庫。

所述監(jiān)測管理系統(tǒng)的中心處理器還接有報警模塊，其內包括聲光報警電路。

本實用新型區(qū)域水環(huán)境重金屬監(jiān)測系統(tǒng)使用時各監(jiān)測終端的檢測模塊的溫度傳感器檢測所處水環(huán)境的溫度，重金屬電化學傳感器陣列檢測所處水環(huán)境的相關重金屬濃度，主控模塊嵌入式處理器根據(jù)時鐘子模塊的信號定時采集檢測模塊的溫度數(shù)據(jù)和各重金屬濃度數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)和本監(jiān)測終端編碼一起經(jīng)GPRS子模塊發(fā)送到監(jiān)測管理系統(tǒng)。

監(jiān)測管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊收到各監(jiān)測終端發(fā)來的數(shù)據(jù)后，傳送到中心處理器，中心處理器將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)分析處理模塊，同時通過數(shù)據(jù)庫管理模塊將數(shù)據(jù)按監(jiān)測終端編碼和時間存儲到數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)分析處理模塊對當前重金屬濃度數(shù)據(jù)與其國家標準允許的濃度值比對，與該監(jiān)測終端所處位置的歷史數(shù)據(jù)對比，得到分析結果的圖像或圖表送入中心處理器。

監(jiān)測管理系統(tǒng)的中心處理器將數(shù)據(jù)分析處理模塊所得的分析結果和根據(jù)該監(jiān)測終端編碼得到的其所處位置的GPS數(shù)據(jù)、GIS地形數(shù)據(jù)送入顯示器和/或用戶終端顯示。

當某種重金屬濃度超過國家標準允許的濃度值，或者某種重金屬濃度突然升高，中心處理器發(fā)送指令到報警模塊，聲光報警，且在顯示屏顯示報警信息。