[发明专利]一种基于物联网控制的微生物电化学水质监测系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网控制的微生物电化学水质监测系统。该水质监测系统包括：微生物燃料电池传感器以及云管理服务系统；其中，所述云管理服务系统包括：无线数据传输模块、基站、云服务器和手机客户端。本申请利用无线数据传输模块和微生物燃料电池传感器进行电性连接，实现了电信号的远程传输；能够利用手机客户端对电信号进行提取，及时获取水质监测信息，极大的提高了对水体的远程监控性能。另外，本发明还通过设置多个通道，提高了水质监测的准确率和系统运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及水质监测领域，具体涉及一种基于物联网控制的微生物电化学水质监测系统。

背景技术

水质监测对于保障水质和水生态环境安全十分重要。生物传感器可以监测水体的综合毒性，在水质监测系统中具有广泛地应用。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)传感器通常以催化有机物氧化的生物阳极作为敏感单元，生物阳极所在的水环境中的水质条件变化时，附着在生物阳极上的微生物的活性发生改变。因此，可以通过记录MFC传感器的外电路上的电信号变化，来反映水质变化。

现有基于微生物燃料电池传感器的水质监测系统大多在实验室中完成测试其监测性能。在测试时，大多使用人工配水作为被监测的水样，也有少量研究使用取自现场的实际水体作为被监测的水样。

而在实际应用中，对于实际水体进行监测时，面临的困难是涉及到的区域大，所需布点广，且不利于人工值守。因此，要将基于微生物燃料电池传感器的水质监测系统应用于实际水体监测，其远程数据传输性能，远程数据查看，远程预警通知推送均十分重要。

另外，微生物电化学水质监测系统的长期在线监测要求其监测信号具有重现性，其中微生物燃料电池传感器的性能恢复能力直接影响到使用寿命和数据重现性。虽然微生物燃料电池传感器中电极上的微生物细胞有一定的自我修复能力。但在实验室研究中发现，在毒性冲击负荷发生后，尤其是在高浓度毒性物质下，微生物受到的毒害作用在1-2天内是不可逆的。因此，亟待高效的生物燃料电池传感器性能恢复方法，提高使用寿命和数据重现性。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网控制的微生物电化学水质监测系统，以及利用该微生物电化学水质监测系统进行水质监测的方法。利用无线数据传输模块和微生物燃料电池传感器进行电性连接，实现了电信号的远程传输；能够利用手机客户端对电信号进行提取，及时获取水质监测信息，极大的提高了对水体的远程监控性能。另外，本发明还通过设置多个通道，提高了水质监测的准确率和系统运行的稳定性。

本发明一方面提供一种基于物联网控制的微生物电化学水质监测系统，包括：

微生物燃料电池传感器，用于产生表征水质的电信号；以及

云管理服务系统；其中，

所述云管理服务系统包括：无线数据传输模块、基站、云服务器和手机客户端，

所述无线数据传输模块通过通道与所述微生物燃料电池传感器进行电性连接，采集所述电信号；

所述基站将所述最终电信号传输至所述云服务器；

所述手机客户端从所述云服务器提取所述电信号，并进行数据处理，生成水质监测信息。

本申请的发明人利用无线数据传输模块与微生物燃料电池传感器进行电性连接，实现了对电信号的采集，并通过配合使用基站和云服务器，实现了电信号的远程传输。如此一来，本申请能够利用手机客户端作为终端，及时接收水质监测信息，收到警报，从而能够实现对水体的远程有效监测。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述微生物燃料电池传感器包括：

阳极室，在所述阳极室上连通有阳极进水管道和阳极出水管道；

设置于所述阳极室的生物阳极；