[发明专利]水质化学污染在线监测评估预警传感器网络节点系统

说明书

本发明提出了一种水质化学污染在线监测评估预警传感器网络节点系统，包括：水质化学污染多参数复合数组传感器、传感器信息无线传输网络节点模块、化学污染监测评估预警模型、终端模块；所述水质化学污染多参数复合数组传感器由多个与化学污染监测评估预警模型相关要素参数的传感器集成复合而成；所述传感器信息无线传输网络节点模块包括能源供给模块及具有耐受环境结构的RTU单元。本发明可以根据化学污染监测评估预警模型选择不同的传感器进行集成，也可随机移动，安装在浮岛或浮标上，并将水质监测数据传输给终端模块和化学污染监测评估预警模型，具有实时监测、快速无障碍传输，科学预报、预判及实时预警等功能，可以可靠地长时间自主工作。

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，特别涉及一种水质化学污染在线监测评估预警传感器网络节点系统。

背景技术

随着工业化进程的加速，江河、湖泊、海湾等水域污染日益严重，水污染问题越发引起政府机关对生存水环境保护的重视。在水环境治理与保持方面，水质相关参数监测十分重要。目前的水质监测还主要取样检测或者巡检方式，不具有实时性。采用网络化的原位监测系统近几年得到广泛重视，是进行水质参数原位实时测量的有效办法。网络化的原位监测技术目前还存在以下几方面的问题。一是缺乏针对具体应用的由特定参数传感器组成的传感器节点系统，二是水质监测还主要针对水厂水质参数检测以及排污口水质参数检测，采用的是通用水质参数标准，针对特定用途的水质等级评估模型还十分缺乏，例如针对化学污染、水产养殖等对水质需要监测的参数不同，由于养殖品种不同，要控制的参数也不完全相同，因此水质模型部分相对于应用需求十分有限。三是环境适应性问题，一般用于水质监测的传感器网络节点系统需要长期工作在水介质中，面临着实际工作环境比较恶劣，还包括野外作业能源持续供给问题；水密结构内部高温问题；如果采用太阳能又面临防水，防风等可靠性设计问题；如果设计不到位会导致系统工作不稳定，甚至失效或者不能持续长时间工作。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种水质化学污染在线监测评估预警传感器网络节点系统，具有实时监测、快速无障碍传输，科学预报、预判及实时预警等功能，可以可靠地长时间自主工作。

为了实现上述目的，本发明提供一种水质化学污染在线监测评估预警传感器网络节点系统，包括：水质化学污染多参数复合数组传感器、传感器信息无线传输网络节点模块、化学污染监测评估预警模型、终端模块；

所述水质化学污染多参数复合数组传感器由多个与化学污染监测评估预警模型相关要素参数的传感器集成复合而成，所述水质化学污染多参数复合数组传感器内的多个传感器能够进行可拆卸集成，所述水质化学污染多参数复合数组传感器内的传感器能够集成多个传感器集成组后再相互进行可拆卸集成；所述水质化学污染多参数复合数组传感器与所述传感器信息无线传输网络节点模块进行可拆卸连接组合；

所述传感器信息无线传输网络节点模块包括能源供给模块及具有耐受环境结构的RTU单元；所述RTU单元用于接收所述水质化学污染多参数复合数组传感器的数据，处理后发射给终端模块；所述能源供给模块采用太阳能与电池组组合模式为平台节点提供能量支持；

所述终端模块用于协议接收RTU单元的数据，并提供给化学污染监测评估预警模型，由化学污染监测评估预警模型配合终端模块进行水质参数预报与安全等级评估与预警；

所述化学污染监测评估预警模型包括一阶总有机碳线性阈值模型、二阶总有机碳与电导率线性阈值组合模型、多阶数组多参数模糊智能预警模型，用于提供在化学污染数组传感器输入条件下的水质参数预报与安全等级评估与预警；

所述一阶总有机碳线性阈值模型用于自然环境地表水水质监测评估预警，将自然环境地表水水质分为多个等级，并设置相应阈值，将监测值与阈值判断自然环境地表水水质等级；