全省水產養殖漂浮水質監測站系統解決優質應用方案分析
根據國家發布的《生態環境監測規劃綱要(2020-2035年)》，2020-2035年，生態環境監測將在全面深化環境質量和污染源監測的基礎上，逐步向生態狀況監測和環境風險預警拓展，構建生態環境狀況綜合評估體系。
在地表水環境監測方面，根據水污染治理、水生態修復、水資源保護“三水共治”需求，統籌流域與區域、水域與陸域、生物與生境，逐步實現水質監測向水生態監測轉變。“十四五”期間，國控斷面數量從2050個整合增加至4000個左右。。
水質監測是環境監測工作中的主要工作之一，是準確、及時、全面地反映水質現狀及發展趨勢的必要環節，這項工作可為水環境管理、污染源控制、環境規劃等提供科學依據，并對整個水環境保護、水污染控制以及維護水環境健康方面起著至關重要的作用。
近年來隨著社會對環境保護與水資源保護工作的愈發重視，水質監測作為水污染控制工作中的基礎性工作，其意義和作用也變得越來越重要。
水質監測是指對水中的化學物質、懸浮物、底泥和水生態系統進行統一的定時或不定時的檢測，監視和測定水體中污染物的種類、濃度及變化趨勢，評價水質狀況等工作。
正是因為水質監測工作涉及到大量的監測項目，同時工作中還面臨著需要長時間監測、多地點監測和統一定時監測等現實性問題，因此具備便于移動、監測項目較多且支持定制等優勢的浮漂式水質監測站，便在諸多水質監測設備中脫穎而出了。
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水產養殖水質監測系統能夠實時、系統、智能、分布式水質監測及調節系統是一種保產、保質、穩定的系統，融生物、物理、化學凈化、電子信息技術為一體，充分發揮各水質凈化單元作用，能滿足不同養殖對象對水質的要求，應用價值及市場前景。
水產養殖水質監測系統由無線傳感器網絡技術設計，擁有多項技術。傳統的監測系統采用鋪設線纜的方式進行數據采集，工程量大、成本高，同時由于傳感器大多通過微電壓進行數據采集，過長的線纜鋪設會導致數據的誤差較大。水產養殖水質監測系統采用包含的4G網關和2公里ZIGBEE節點組成多點多跳的星狀網絡，*的電源管理系統結合超低功耗的芯片設計，使整套系統僅需要太陽能供電，并能夠在連陰雨天氣保證數月長期穩定的運行，系統還特別具有的自動清洗裝置和*光學溶解氧傳感器。
一．項目背景
目前，我國常用的水質監測方式有三種，一是現場人工取樣，實驗室分析，但其監測系統龐大，檢測時間較長；二是建立自動水質監測站，不過監測站的位置固定，難以實時發現和跟蹤污染；三是以常規船舶監測為載體的用的移動的水質監測車、船等，不僅成本高，而且存在二次污染。因此設計一套低成本的便攜式移動在線水質監測設備是一個急待解決完善的問題。
湖南圣凱安在分析國內外移動在線水質監測系統應用現狀和*技術的基礎上，設計了小型漂浮式（浮標）水質在線監測系統。該系統可用于水質污染事件的應急監測和跟蹤，以及湖泊水質的日常巡檢，具有體積小、成本低、檢測速度快、遠程數據傳輸穩定等優點。（湖南圣凱安環保科技趙經理133...9...7..5..32...997）水質監測來訪趙
二．方案建設
1. 設計原理
2. 建設目標
用戶可通過手機或電腦終端實時監控水質情況，及時獲取異常情況的提醒及警報，幫助現場工作人員快速有效地采取應對措施。
該系統通過水質信息智能感知、信息智能處理和控制以及可靠的信息傳輸系統等成熟的物聯網技術使水質監測行業以及其他水息息相關的行業更加科學、*、穩定、可靠。
此外，其運行成本的經濟性、使用操作的方便性可以促進水產養殖行業有效擴大養殖規模，增加產品產量，降低養殖成本，減少養殖風險，減輕勞動強度，實現綠色環保、增產增 收、節能減排的現代化水產養殖模式。
3. 系統優勢
◆ 檢測速度快：水質傳感器響應時間短，能夠在短時間內實現對水質的檢測。
◆ 支持多路傳感器輸入：單個采樣模塊可接入6路具有標準輸出信號的水質傳感器，而監測終端也支持接入多個采樣模塊，方便用戶根據實際情況接入相應的傳感器。
◆ 水質采樣標準：在采樣垂線的深度上嚴格按照《水質采樣方案技術規定》（HJ495-2009）的要求進行水樣采集。
◆ 安全可靠：浮標監測站無需專人駕駛，即可自動采樣，避免了人體接觸可能的毒害性污染。高性能太陽能電池和蓄電池，欠壓、過壓、過流保護
◆ 易攜帶：相比較于移動船、移動車等，浮標的重量較輕，體積較小，單人即可把持運輸。
4. 系統架構
浮標式水質監測系統是采用太陽能供電，運用現代傳感器、自動控制、自動測量、無線傳輸等*及相關分析軟件和通訊網絡構成的一套綜合性的水質在線監測系統。主要分為水質數據采集層、數據傳輸層、云平臺監控層三個部分組成。
數據采集層：該模塊由前端采集系統（水質傳感器）和采集控制系統（浮標）兩部分構成，主要采集河流的PH、ORP、濁度、總磷、總氮等參數。
數據傳輸層：數據采樣模塊除了將檢測的水質輸出之外，還需要將檢測的水質數據傳輸到云平臺層。
云平臺監控層：該部分由計算機、移動設備和控制軟件組成，移動設備具有IP地址，可接入網絡，實現與監測終端的GPRS通信。控制軟件則用來顯示通過GPRS收到的監測數據，并對這些數據進行統一管理。
三．相關產品
1. 水質傳感器
湖南圣凱安智能型傳感器能夠全天候、連續、自動監測水質環境中PH、ORP、COD、氨氮、濁度等的實時變化情況，迅速、準確的采集監測數據，實時區域水質的在線自動監測，為相關行業的水質改善措施及管理方法的調整提供詳實準確的數據資料及決策參考。
這款傳感器具有精度高，壽命長，漂移小等優點，同時配套有數據分析軟件（51云聯），具有監測、上報、儲存數據等功能，用戶可通過電腦端、手機APP或微信小程序實時查看現場情況及監測數據。
2. 浮標水質監測站
浮標水質監測站由浮標體、維護平臺、傳感器組、通訊設備、供電系統、錨系等組成。具體監測項目包括水溫、pH 值、溶解氧、電導率、濁度、氨氮、硝酸鹽氮、葉綠素、藍綠藻等，
浮標主體為不銹鋼浮體，表層噴涂高耐磨防銹防污保護層，外側搭載維護平臺，在便于用戶維護的同時，也降低了浮標的重心，增強了它抗惡劣環境的能力。
手機端展示：
物聯網水質在線監測系統解決方案
一、背景概述
“水是生命之源、生產之要、生態之基。"水質監測是水資源管理與保護的重要基礎，也是保護水環境的重要手段。在新的發展階段，我們面對洪水、水資源緊缺、水污染等問題，水質監測工作方式也應該與時俱進。
我國目前的水質污染監測系統的現場監控設備雖然發展較為成熟，但遠程監控的實現技術仍較為落后。大多數企業及部門依然采用的是斥巨資找所謂的行業大拿定制開發一整套完整的系統，這樣不僅成本高昂，且開發周期長，后期運維難度大。
基于此，深圳市圣凱安技術有限公司推出了一套針對水源污染等無組織污染源的在線監控系統，它通過現場檢測和實時在線監測，配合信息化系統和應用終端，幫助環保系統集成商或有關部門及時、準確地掌握水質信息，為預警預報重大流域性水質污染事故，監管污染物排放，以及監督總量控制制度落實等提供幫助。
二、系統架構
湖南圣凱安水質在線監測系統是以信息采集為基礎，環境大數據為支撐、水資源水環境評估預警方法為核心的物理網在線監測與評價預警系統。
它可以實現地表水體基礎信息的收集和管理、水資源和水質的實時在線評價、水質監測數據實時統計和分析預測、水體污染的及時預警報警，為地表水環境的管理和決策提供技術支持，我們的水質在線監測系統的架構主要分為三層：水質數據采集層、水質數據通信網絡層、水質在線云平臺層。如下圖所示：
1：水質數據采集層
系統主要通過溫度傳感器、PH值傳感器、濁度傳感器、含氧量傳感器等模塊以及浮標水質監測系統來采集溫度、PH值、濁度、含氧量等信息。
2：水質數據通信網絡層
通信網絡層由互聯網、wifi、寬帶、電信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，負責傳遞和處理采集層獲取的信息。
湖南圣凱安DTU無線遠程終端設備支持串口RS485接口、USB接口等，設備可以直接與客戶的上述接口設備直接相連，把客戶的PLC設備、工控設備的數據透明傳輸到數據中心，實現對客戶端末設備的數據采集、數據傳輸、設備控制等功能。
利用GPRS進行遠程傳輸，費用低，穩定性好。可以直接接入各種水質監控設備，實現對pH、DO、水溫、水量等數據實時監測。
3：環境在線監控應用層
云平臺層為是應用層的基礎平臺，是水質在線監測系統與用戶的接口。云傳物聯水質在線監測系統可根據監控點的數量及監控點的傳感器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數據畫面、報表、統計分析、實時報警、維護提醒，同時可將報警或超標信息推送到相關人手機短信或手機微信中。
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