[发明专利]基于物联网的水质监测系统与监测方法

说明书

本发明公开了一种基于物联网的水质监测系统和监测方法，包括浮动监测设备、固定监测站和后端主处理设备；浮动监测设备中的水质传感器和定位服务模块分别依次连接从CPU处理模块与从Zigbee通讯模块；固定监测站包括依次串联的主Zigbee通讯模块、主CUP处理模块，单片机及单片机GSM模块，单片机连接在线多参数监测器；后端主处理设备包括工控机GSM模块和后端在线处理设备。本发明的监测过程几乎无需人工干涉最大限度的减少了人员维护频率，保证水质监测系统获得现场设备参数及状态的实时性高，系统运行的稳定性能好，监控系统和现场设备的数据传输量大。

技术领域

本发明涉及物联网领域，尤其是一种基于物联网的水质监测系统与监测方法。

背景技术

随着城市人口越来越多，城市辖区面积也逐渐扩张，这使得很多城市都成为了大型城市。其中，很多大型城市的辖区面积都包括湖泊、水库、河流以及渠道，这就使得水质安全问题正在成为大型城市的“心腹之患”。为了确保水质安全，水环境治理领域中的环保设备和环保人员都需完成以下工作：对水质污染情况进行监测，对问题指标加以明确，同时制定处理以及防控措施。常见的一种措施是人工周期性地现场检测或者是异地采样送检，以此完成水质分析。此种方法不单单工作量非常大，随机性也非常大，对于水域或者是水质变化无法做到实时而又精准的监控，水质变化规律难以获取，因为没有可靠依据，处理也不够及时。

同时，随着企业治污设施不断建成和投入运营，数量逐渐增多，有效监管是一个亟待解决的问题。如政府监管人员的数量有限、监管技术手段单一等矛盾凸显，监管缺失风险增大。对于大多数的中小企业污染监管，目前多还是采用飞检、抽检或者通过相关指标（如用电用水等）推断企业的排污来开展工作，这样不但浪费了大量的人力和物力，同时大部分中小污染企业仍然处于监管盲区，经常趁夜间偷偷进行排污以躲过检测，因此无法在造成污染事实之前就有所防范。同时，对于部分企业来说，企业治污技术水平偏低，运营人员难以获得有效技术支持，企业提供节能减排优化方案时缺乏数据支持。

为了高效低成本的解决水污染问题，研究高效、智能化以及网络化的水质检测系统尤为必要。

发明内容

本申请人针对上述现有水质监测系统和监测方法的工作量大、随机性大，监控时效性、精准性不高、水质变化规律难以获取的缺点，提供一种结构合理的基于物联网的水质监测系统与监测方法，自动化监测，随机性小，实现实时且精准的监控。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于物联网的水质监测系统，包括浮动监测设备、固定监测站和后端主处理设备；其中，

浮动监测设备中的水质传感器和定位服务模块分别依次连接从CPU处理模块与从Zigbee通讯模块，从CUP处理模块通过水质传感器采集水质信息，定位服务模块采集位置信息，再通过从Zigbee通讯模块将水质信息和位置信息发送至固定监测站；

固定监测站包括依次串联的主Zigbee通讯模块、主CUP处理模块，单片机及单片机GSM模块，单片机连接在线多参数监测器，在线多参数监测器采集水质信息，并将水质信息传输至单片机，主CUP处理模块实时接收信息、进行数据精度校正和解析处理，再将位置信息和水质信息发送至单片机；单片机将水质信息与预设的水质阈值进行比较，并将水质比较结果、水质信息与对应位置信息通过GSM网络发送至后端主处理设备；

后端主处理设备包括工控机GSM模块和后端在线处理设备。

作为上述技术方案的进一步改进：

浮动监测设备还包括密封的塑料或硅胶外壳，水质传感器的探针裸露在浮动监测设备的外壳外部并没于水中，定位服务模块、从CPU处理模块与从Zigbee通讯模块均设置在外壳内。

定位服务模块采用北斗定位模块和/或GPS定位模块获取浮动监测设备当前所处的位置信息；浮动监测设备通过锂电池或太阳能板提供电源。