[發明專利]一種流域水生態環境監測系統

在審

• 申請號: 202111239794.3
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113960275A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 王圣偉;劉勝輝;苑中杰;王海珍;溫永琴
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01D21/02;H02J7/35
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 沈鋒

1.一種流域水生態環境監測系統，其特征在于：包括支架、水上檢測部分和水體檢測部分；

水上檢測部分設置在支架上，包括運算控制主機、攝像頭、超聲波液位計和通信模塊，攝像頭、超聲波液位計和通信模塊均與運算控制主機連接；

水體檢測部分包括漂浮體、控制器、含氧量傳感器、PH傳感器和電導率傳感器，漂浮體內部設有透明的水體采樣管，水體采樣管的兩側分別設有光通道，光通道的兩端分別設有射燈和光線傳感器，水體采樣管的一端穿透并設置在漂浮體的底部，水體采樣管的另一端設有負壓產生器；含氧量傳感器、PH傳感器和電導率傳感器的探頭設置在水體采樣管的內壁上；射燈、光線傳感器、含氧量傳感器、PH傳感器和電導率傳感器均與控制器連接；

主控制器連接至運算控制主機；

支架的底部邊緣設有多根立桿，立桿插入并固定在水域基底上，漂浮體設置在支架下方并限制在多根立桿之間；

攝像頭用于采集流域水體圖像，并發送至運算控制主機分析水岸線和水體顏色，分析過程包括：

(1)將獲取的RGB圖像進行二值化處理，獲得灰階圖像；

(2)對水岸線進行輪廓提取，逐行和逐列掃描像素點，并計算像素的梯度，并與預設的梯度閾值進行對比，像素梯度大于梯度閾值時將該像素定義為輪廓像素；

(3)當多個輪廓像素從圖像的一個邊緣延續至圖像的另一個邊緣，即將其定義為水岸輪廓，計算水岸輪廓兩側圖像的像素值均勻度，均與度較高的一側為水域圖像；

(4)將圖像還原為RGB圖像，并提取水域部分的顏色并與標準值進行對比，判斷水域顏色是否正常。

2.根據權利要求1所述的一種流域水生態環境監測系統，其特征在于：所述支架的頂部設有太陽能供電模塊，太陽能供電模塊通過電纜與水上檢測部分和水體檢測部分連接。

3.根據權利要求1所述的一種流域水生態環境監測系統，其特征在于：所述水體采樣管豎直設置，所述負壓產生器包括橫向的負壓腔和直線電機，負壓腔與所述水體采樣管的另一端密封連接，負壓腔內設有活塞，直線電機的活動軸與活塞固定連接。

4.根據權利要求1所述的一種流域水生態環境監測系統，其特征在于：所述射燈采用光線波長為560-720nm的單色光燈管。

5.根據權利要求1所述的一種流域水生態環境監測系統，其特征在于：所述光通道的內部鍍有聚光涂層。