CN107782869A - 一种水质在线监测系统 - Google Patents

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CN107782869A CN201710576103.6A CN201710576103A CN107782869A CN 107782869 A CN107782869 A CN 107782869A CN 201710576103 A CN201710576103 A CN 201710576103A CN 107782869 A CN107782869 A CN 107782869A
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李松森
李越
郭永超
莫钟川
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment

Abstract

本发明公开了一种水质在线监测系统,包括水质监测单元、数据采集和传输单元、和数据存储和处理单元;所述数据存储和处理单元包括存储和处理所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的数据的软件和/或硬件;所述数据采集和传输单元通过无线和/或有线通信方式将水质监测单元和数据存储和处理单元连接起来。本发明的水质在线监测系统,可接入多种在线监测设备,并可不断扩充,可广泛应用于各种水质在线监测领域,包括饮用水、污染水、地下水、江河湖库等地表水、海水、管网供水及科研院所用水。本发明的水质在线监测系统,加强了水质数据的保真保密性,且比其他平台的采集监测数据更丰富,有效提高了后期现场运维、污染处理工作效率。

Description

一种水质在线监测系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域,特别是一种水质在线监测系统。
背景技术
随着水质在线监测技术和计算机软件技术的发展,出现了很多的水质在线监测系统,但是现有的水质在线监测系统多针对单一的应用领域,比如污染源、饮用水或地表水或地下水,缺乏综合性的监测系统;而在数据保密加密上,在线监测系统的数据采集和传输,因涉及到多方通讯,各个通讯设备的协议不同,加密数据不容易被解读解析,只是在网络传输过程中应用网络运营商或移动网络运营商的对传输过程加密,而不能对从设备采集的数据立即加密,水质数据的保密保真性不强;监测系统功能上,只能采集各个监测项目的数据,且不能对各个数据的变动情况进行统计和对比,不能有效的掌握设备的运行历史状态信息。
发明内容
为了克服现有技术的不足,提供了一种水质在线监测系统。
本发明提供的一种水质在线监测系统,包括水质监测单元、数据采集和传输单元、和数据存储和处理单元;所述水质监测单元包括多个水质在线监测设备;数据采集和传输单元包括数据采集和传输设备;所述数据存储和处理单元包括存储和处理所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的数据的软件和/或硬件,当所述数据存储和处理单元包括软件时,还包括包含所述软件的硬件;所述数据采集和传输单元通过无线和/或有线通信方式将水质监测单元和数据存储和处理单元连接起来。
具体的,所述硬件包括计算机可读介质、服务器、和/或移动终端设备;所述计算机可读介质,具体可包括硬盘、移动硬盘、U盘、磁带、磁盘、光盘、磁光盘、ROM、PROM、VCD、DVD等;所述的服务器,可以是实体的本地电脑类型的服务器,也可以是购买的第三方云服务器;所述移动终端设备包含手机、电脑、笔记本电脑;
所述水质在线监测设备,包括传感器、和/或当前市场上的任一款水质在线监测设备;
所述水质在线监测设备,还包括监测其自身运行情况的传感器和/或仪器、装置、元件;所述水质在线监测设备,安装在需要监测水质的监测点现场。
所述水质监测单元,可接入多种上述水质在线监测设备;所述水质监测单元可实现:根据不同的监测目的或需要,可自定义监测项目和/或监测领域,可随时随地扩充、添加、调整所接入的上述水质在线监测设备的种类和数量。
上述水质在线监测设备所监测的项目包括但不限于:水温、pH、浊度、电导率、溶解氧、ORP、总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、硝酸盐氮、浊度、淡水蓝绿藻、海水蓝绿藻、叶绿素、发光强度、UV254、深度、流量、压力、余氯、总氯、一氯胺、二氯胺、甲醛、总镍、总锰、抗生素类、综合毒性、污泥毒性、呼吸速率、抑制率、盐度、铝离子、氯离子、铜离子、总铜、总铬、六价铬、尿素、高锰酸盐指数;
监测其自身运行情况的项目包括但不限于:监测浊度在线监测设备核心部件光源的电流、电压。
上述水质在线监测设备所监测的领域包括但不限于:饮用水水质在线监测、污染源水质在线监测、地下水水质在线监测、江河湖库等地表水水质在线监测、海水水质在线监测、管网供水水质在线监测及科研院所的水质在线监测相关领域。
具体的,所述水质在线监测系统的数据采集和传输设备包含加密单元。
具体的,所述加密单元包括下述1)-3)中所述的至少一种:
1)采用国密加密算法SM2、SM3和/或SM4;
2)在水质在线监测设备输出端直接对数据进行加密保护;
3)加密后的数据再经过网络运营商的数据传输通道到达所述检测系统软件平台。
具体的,所述数据存储和处理单元包括的软件具体为检测系统软件,所述检测系统软件的功能模块包括GIS地图、站点列表、历史分析、报表分析、报警统计、设置及移动端、仪器状态、和/或指数对比。
具体的,所述检测系统软件采用LAMP(Linux-Apache-MySQL-PHP)架构。
具体的,所述数据存储和处理单元包括的软件具体为检测系统软件,所述检测系统软件包括下述1)-9)中所述的至少一种:
1)所述软件包括导航菜单、功能显示区;所述导航菜单包括站点列表;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述当前账户下的站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述当前账户下的站点列表始终显示;选中所述导航菜单中的站点列表,则在所述功能显示区显示了不同监测位点的具体站点名称和最新的实时数据;其中,不选择当前账户下的站点列表,则显示全部站点;若选择了当前账户下的站点列表的某个站点或区域,则只显示当前选中区域或站点的站点列表;
2)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括GIS地图;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击GIS地图后只能选择所述站点列表中的某一个具体站点名称,选择某个名称后则在功能显示区显示被选中站点的图框,并显示站点名称和最新的实时数据,以实现快速查看,提高工作效率;
所述实时数据包括所述数据采集和传输设备所实时传输的水质在线监测设备实时测定的监测项目、监测数据;所述GIS地图以麻点图形式显示所述实时数据;所述GIS地图可拖放显示;
3)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括历史分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击历史分析后能选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,只需要选择起始时间,点击对比即可以对之前选择的时间段为时间长度,以选择的时间为起始时间,同上次选择显示的历史数据进行对比叠加显示,以发现最近一段时间或者相比于历史同期的数据变动情况,抓住主要矛盾,解决突出问题,发现水质最恶劣的监测点,重点监管;
所述数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
4)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报表分析后选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的报表;所述报表按客户给定格式或环境质量评价的标准报表格式,针对选择的不同站点类型,以相应标准评价站点监测数据并形成报表;所述相应标准包括对应监测站点的行业标准;所述评价,包括合格或不合格;
5)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报警统计后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,以表格形式显示被选中区域的报警统计信息,包括时间、站点名称、监测项目及监测项目的报警时间;所述报警统计信息包括,统计超标和超时监测数据;所述超标和超时包括监测站点、监测项目、监测项目标准值、监测项目实际值、是否超标;
所述监测数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
6)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括仪器状态;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击仪器状态后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的仪器状态信息,衡量水质在线监测设备自身的健康状况运行情况的,采集水体监测项目数据更为丰富,指导后期现场运维、污染处理工作;
所述显示被选中区域的仪器状态信息包括,对仪器运行状态数据进行归集显示;
所述显示被选中区域的仪器状态信息包括用趋势图显示进行分析显示;
所述仪器运行状态数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
所述的仪器运行状态数据具体可包括水质在线监测设备关键部件的运行状态测量数据;
7)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括指数对比;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击指数对比后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的各个监测点的WQI水质指数列表;所述WQI水质指数列表按指数的大小按次序排列,将指数在非标准范围内的站点进行标红,并归入报警站点中,以作为站点评比用;
所述各个监测点的WQI水质指数包括将各个水质监测站点的监测项目数据按《城市水环境质量排名技术规定》进行计算得出;
所述监测项目数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
8)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括设置;所述设置包括对站点、人员属性进行设置;所述设置还包括站点名称分层显示,点击之前和点击之后显示不同的名称,显示的不同名称在之前所述设置中对站点名称属性进行设置;
9)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括移动端;所述移动端包括二维码,扫描后进入所述软件的浏览器移动端。
本发明的还一个目的是提供一种数据采集和传输设备,所述数据采集和传输设备包括加密单元。
具体的,所述加密单元包括下述1)-3)中所述的至少一种:
1)采用国密加密算法SM2、SM3和/或SM4;
2)在水质在线监测设备输出端直接对数据进行加密保护;
3)加密后的数据再经过网络运营商的数据传输通道到达所述检测系统软件平台。
本发明的还一个目的是提供一种包含检测系统软件的装置,所述检测系统软件包括下述1)-9)中所述的至少一种:
1)所述软件包括导航菜单、功能显示区;所述导航菜单包括站点列表;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述当前账户下的站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述当前账户下的站点列表始终显示;选中所述导航菜单中的站点列表,则在所述功能显示区显示了不同监测位点的具体站点名称和最新的实时数据;其中,不选择当前账户下的站点列表,则显示全部站点;若选择了当前账户下的站点列表的某个站点或区域,则只显示当前选中区域或站点的站点列表;
2)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括GIS地图;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击GIS地图后只能选择所述站点列表中的某一个具体站点名称,选择某个名称后则在功能显示区显示被选中站点的图框,并显示站点名称和最新的实时数据,以实现快速查看,提高工作效率;
所述实时数据包括所述数据采集和传输设备所实时传输的水质在线监测设备实时测定的监测项目、监测数据;所述GIS地图以麻点图形式显示所述实时数据;所述GIS地图可拖放显示;
3)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括历史分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击历史分析后能选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,只需要选择起始时间,点击对比即可以对之前选择的时间段为时间长度,以选择的时间为起始时间,同上次选择显示的历史数据进行对比叠加显示,以发现最近一段时间或者相比于历史同期的数据变动情况,抓住主要矛盾,解决突出问题,发现水质最恶劣的监测点,重点监管;
所述数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
4)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报表分析后选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的报表;所述报表按客户给定格式或环境质量评价的标准报表格式,针对选择的不同站点类型,以相应标准评价站点监测数据并形成报表;所述相应标准包括对应监测站点的行业标准;所述评价,包括合格或不合格;
5)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报警统计后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,以表格形式显示被选中区域的报警统计信息,包括时间、站点名称、监测项目及监测项目的报警时间;所述报警统计信息包括,统计超标和超时监测数据;所述超标和超时包括监测站点、监测项目、监测项目标准值、监测项目实际值、是否超标;
所述监测数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
6)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括仪器状态;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击仪器状态后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的仪器状态信息,衡量水质在线监测设备自身的健康状况运行情况的,采集水体监测项目数据更为丰富,指导后期现场运维、污染处理工作;
所述显示被选中区域的仪器状态信息包括,对仪器运行状态数据进行归集显示;
所述显示被选中区域的仪器状态信息包括用趋势图显示进行分析显示;
所述仪器运行状态数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
所述的仪器运行状态数据具体可包括水质在线监测设备关键部件的运行状态测量数据;
7)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括指数对比;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击指数对比后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的各个监测点的WQI水质指数列表;所述WQI水质指数列表按指数的大小按次序排列,将指数在非标准范围内的站点进行标红,并归入报警站点中,以作为站点评比用;
所述各个监测点的WQI水质指数包括将各个水质监测站点的监测项目数据按《城市水环境质量排名技术规定》进行计算得出;
所述监测项目数据包括所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
8)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括设置;所述设置包括对站点、人员属性进行设置;所述设置还包括站点名称分层显示,点击之前和点击之后显示不同的名称,显示的不同名称在之前所述设置中对站点名称属性进行设置;
9)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括移动端;所述移动端包括二维码,扫描后进入所述软件的浏览器移动端。
具体的,所述装置包括计算机可读介质、服务器、和/或移动终端设备;所述计算机可读介质,具体可包括硬盘、移动硬盘、U盘、磁带、磁盘、光盘、磁光盘、ROM、PROM、VCD、DVD等;所述的服务器,可以是实体的本地电脑类型的服务器,也可以是购买的第三方云服务器;所述移动终端设备包含手机、电脑、笔记本电脑。
本发明的再一个目的是提供本发明任一所述的水质在线监测系统、数据采集和传输设备、和/或装置在水质监测和/或制备水质监测相关产品中的应用。
本发明的有益效果在于:
1.本发明的水质在线监测系统,可广泛应用于各种水质在线监测领域,包括饮用水水质安全在线监测、污染源水质在线监测、地下水水质在线监测、江河湖库等地表水水质在线监测、海水水质在线监测、管网供水水质在线监测及科研院所的水质在线监测相关领域。
2.本发明的水质在线监测系统,可接入多种在线监测设备,并可不断扩充,包括但不限于水温、pH、浊度、电导率、溶解氧、ORP、总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、硝酸盐氮、浊度、淡水蓝绿藻、海水蓝绿藻、叶绿素、发光强度、UV254、深度、流量、压力、余氯、总氯、一氯胺、二氯胺、甲醛、总镍、总锰、抗生素类、综合毒性、污泥毒性、呼吸速率、抑制率、盐度、铝离子、氯离子、铜离子、总铜、总铬、六价铬、尿素、高锰酸盐指数,等等,并可自定义检测项目并添加进系统中作为新增设备的监测项目。
3.本发明的水质在线监测系统,采用国密加密算法SM2SM3SM4,在现场仪器输出端直接对数据进行加密保护,加密后的数据再经过网络运营商的数据传输传输通道到达网络平台,加强了水质数据的保真保密性。
4.本发明的水质在线监测系统,有针对特殊应用的特殊功能,比如,点击前与点击后显示的站点名称是可以不同的,以适应常规显示情况下站点名称加密;对监测项目监测设备数据上数率及上数率变化情况、达标率及达标率改善情况、综合排名及综合排名变动情况进行统计并排名,以便于发现最近一段时间或者相比于历史同期的变动情况,以抓住主要矛盾,解决突出问题。其他监测系统可能有上数率、达标率、综合排名,但是对其各自的变动情况并没有统计及对比;监测设备状态参数及状态变化情况,本监测系统可直接采集监测设备的测量数据、运行状态数据及关键部件的状态信息数据,相比于其他平台只采集监测项目数据,更为丰富,也为后期现场运维提供了宝贵的设备运行历史状态参考信息和指导,有效提高了后期现场运维、污染处理的工作效率。
附图说明
图1是水质在线监测系统的结构简图。
图2是监测系统软件的主界面。
图3是监测系统软件的历史数据对比分析示意图。
图4是浊度水质在线监测设备核心部件的状态数据示意图。
图5是浊度水质在线监测设备核心部件的状态数据中测量数值的趋势图。
图6是浊度水质在线监测设备核心部件的状态数据中灯电压趋势图。
图7是浊度水质在线监测设备核心部件的状态数据中灯电流趋势图。
图8是监测系统软件采集输出的氨氮AmtaxCompact仪器状态信息。
图9是监测系统软件中设置功能演示示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明进行进一步说明。
实施例1一种水质在线监测系统
本实施例所提供的水质在监测系统,包括水质监测单元、数据采集和传输单元、和数据存储和处理单元;如图1所示,其中水质监测单元包括多个水质在线监测设备;数据采集和传输单元包括数据采集和传输设备;所述数据存储和处理单元包括存储和处理所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的数据的软件和/或硬件,当所述数据存储和处理单元包括软件时,还包括包含所述软件的硬件;所述数据采集和传输单元以无线和/或有线通信方式分别与水质监测单元和数据存储和处理单元连接。
(一)水质监测单元
所述水质在线监测设备,包括传感器、和/或当前市场上的任一款水质在线监测设备。
所述水质在线监测设备,还包括监测其自身运行情况的传感器和/或仪器、装置、元件等。
所述监测其自身运行情况的传感器是通过无线或有线方式将采集数据传输到数据采集和传输设备的
所述水质在线监测设备,可通过有线和/或无线的方式连接下述数据采集和传输设备。
所述水质在线监测设备,可包括输出接口;所述水质在线监测设备的物理输出接口类型包括0/4-20mA、modbus RS485或modbusRS232、0-5V、TCP接口;所述输出接口的协议类型包括但不限于0/4-20mA对应值关系、标准modbus协议、设备自定义modbus协议、设备自定义ASCII协议、0-5V对应值关系等。
所述水质监测单元,可接入多种上述水质在线监测设备;所述水质监测单元可实现:根据不同的监测目的或需要,可自定义监测项目和/或监测领域,可随时随地扩充、添加、调整所接入的上述水质在线监测设备的种类和数量。
上述水质在线监测设备所监测的项目包括但不限于:水温、pH、浊度、电导率、溶解氧、ORP、总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、硝酸盐氮、浊度、淡水蓝绿藻、海水蓝绿藻、叶绿素、发光强度、UV254、深度、流量、压力、余氯、总氯、一氯胺、二氯胺、甲醛、总镍、总锰、抗生素类、综合毒性、污泥毒性、呼吸速率、抑制率、盐度、铝离子、氯离子、铜离子、总铜、总铬、六价铬、尿素、高锰酸盐指数,等;
监测其自身运行情况的项目包括但不限于:监测浊度在线监测设备核心部件光源的电流、电压等其自身运行状态数据信息、氨氮污染源监测设备状态数据信息。
上述水质在线监测设备所监测的领域包括但不限于:饮用水水质在线监测、污染源水质在线监测、地下水水质在线监测、江河湖库等地表水水质在线监测、海水水质在线监测、管网供水水质在线监测及科研院所的水质在线监测相关领域,等。
(二)数据采集和传输单元
所述数据采集和传输设备,包括当前市场上的任一款数据采集和传输装置、仪器、和/或设备。
所述数据采集和传输设备,可通过有线和/或无线的方式连接上述水质在线监测设备和下述数据存储和处理单元。
所述数据采集和传输设备可包括接口,所述接口可与上述水质在线监测设备的物理输出接口连接,所述数据采集和传输设备的接口包括0/4-20mA、modbus的端子、和/或TCP插口;所述接口的协议类型包括但不限于RS232(Modbus协议)、光纤(TCP/IP协议)等。
所述数据采集和传输设备,包括具有加密采集和传输功能的RTU、和/或DTU。
所述市场上的任一款数据采集和传输装置、仪器、和/或设备,常规有4-8个采集端口,根据上述水质在线监测设备的种类和数量,可随时随地扩充、添加、调整所连接的上述市场上的任一款数据采集和传输装置、仪器、和/或设备的种类和数量。
上述水质在线监测设备可通过光、电、生化传感器感知水中污染物的浓度,将数据记录在传感器寄存器中,并以电流、电压、数字的方式对外输出。所述数据采集和传输设备可通过获取电流、电压、数字,来获取传感器的监测数据。
上述水质在线监测设备的数据通过上述数据采集和传输设备的无线网络天线以TCP协议到达网络上对应IP和端口,从而连接到安装在服务器的检测系统软件平台上,用户通过该软件平台读取水质监测的结果及其他分析数据。所述的服务器,可以是实体的本地电脑类型的服务器,也可以是购买的第三方云服务器。
所述数据采集和传输设备,除采用常规的VPN和网络加密外,在采集端支持国密加密算法SM2SM3SM4这三种加密算法,应用时采用其中一种加密算法作为不同的型号。在水质在线监测设备的输出端直接对数据进行加密保护,通过对采集到的数据进行算法加密处理的方式来实现测量数据的加密和保护,比如采集到数据是余氯0.1mg/L,将其通过字符变换变成一些看起来没有规则没有意义的字符ALIIUDLJGYOUI,到平台后再根据同样的算法反算为0.1mg/L,平台和加密设备都采用一致的算法,但是数据在传播过程中看起来是无意义的,从而实现加密目的,加密后的数据再经过网络运营商的数据传输传输通道到达网络平台,加强了水质数据的保真保密性。
(三)数据存储和处理单元
所述数据存储和处理单元包括存储和处理所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的数据的软件和/或硬件,当所述数据存储和处理单元包括软件时,还包括包含所述软件的硬件。
所述硬件包括计算机可读介质、服务器、和/或移动终端设备;所述计算机可读介质,具体可包括硬盘、移动硬盘、U盘、磁带、磁盘、光盘、磁光盘、ROM、PROM、VCD、DVD等;所述的服务器,可以是实体的本地电脑类型的服务器,也可以是购买的第三方云服务器;所述移动终端设备包含手机、笔记本电脑等。
所述软件包括监测系统软件,所述监测系统软件具体采用LAMP(Linux-Apache-MySQL-PHP)架构,本实施例具体采用的版本包括Ubuntu 14.10,Apache 2.4.2,mysql-5.5.33,php-5.4.26;
所述监测系统软件将上述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的水质和设备自身运行情况数据进行存储和处理。
所述监测系统软件用于监测、分析和评价水质状况和水质在线监测设备的运行状况。
所述监测系统软件的功能模块包括GIS地图、站点列表、历史分析、报表分析、报警统计、设置及移动端、仪器状态、和/或指数对比。
所述监测系统软件在登录验证成功(需输入正确的用户名和密码)之后进入主界面,如图2所示,主界面整体包括:左侧区域及站点列表,上侧为所述监测系统软件功能导航菜单栏,主体中间部分为所述监测系统软件功能显示区。
监测系统软件的功能模块
左侧区域显示了当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表。该列表始终显示。
导航菜单中的站点列表:选中则在功能显示区显示了不同监测位点的具体站点名称、上述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;其中,不选择左侧的某个站点则全部显示;若选择了左侧的某个站点或区域,则只显示当前选中区域或站点的站点列表。
导航菜单中的GIS地图:点击GIS地图后只能选择左侧站点列表中的某一个具体站点名称,选择某个名称后则在功能显示区显示被选中站点的图框,并显示站点名称和最新的实时数据。GIS地图,底图为百度地图或高德地图,可拖放显示,地图上以麻点图形式显示实时数据;所述实时数据包括上述数据采集和传输设备所实时传输的水质在线监测设备实时测定的监测项目、监测数据;
导航菜单中的历史分析:点击历史分析后能选择左侧列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,只需要选择起始时间,点击对比即可以对之前选择的时间段为时间长度,以选择的时间为起始时间,同上次选择显示的历史数据进行对比叠加显示,如图3所示,在功能显示区显示被选中区域的历史数据图形和数据表。历史分析可进行同期数据快捷对比,该功能便于发现最近一段时间或者相比于历史同期的变动情况,以抓住主要矛盾,解决突出问题,比如通过对比发现水质最恶劣的监测点,重点监管。所述数据包括上述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;
导航菜单中的报表分析:点击报表分析,选择左侧列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,在功能显示区显示被选中区域的报表;所述报表按客户给定格式或环境质量评价的标准报表格式,针对选择的不同站点类型,以相应标准评价站点监测数据并形成报表;所述监测数据包括上述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;所述相应标准包括对应监测站点的行业标准,比如站点为饮用水,则显示GB5749-2006中项目的标准值;所述评价,对饮用水包括合格或不合格。
导航菜单中的报警统计:点击报警统计能选择左侧列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,在功能显示区以表格形式显示被选中区域的报警统计信息,包括时间、站点名称、监测项目及监测项目的报警时间;所述报警统计信息包括,统计超标和超时监测数据;所述监测数据包括上述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;所述超标和超时包括监测站点、监测项目、监测项目标准值、监测项目实际值、是否超标,比如对于饮用水站点某社区卫生服务中心,属于饮用水站点,执行GB5749-2006生活饮用水卫生标准,其中的pH执行标准是6.5~8.5,在此范围之外属于不合格-超标,在此范围之内属于合格。当pH的数值为6.2时,6.2<6.5,属于超标。
导航菜单中的仪器状态,点击仪器状态能选择左侧列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,在功能显示区显示被选中区域的仪器状态信息。所述仪器状态信息包括,对仪器运行状态数据进行归集显示,所有数值类型的仪器运行状态数据,都可以用趋势图显示进行分析,如图4-图8所示。所述仪器运行状态数据包括上述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据;上述水质在线监测设备测定的监测项目、监测数据,除了水体的测量数值外,还可以测定水质在线监测设备自身的运行状态数据,即所述的仪器运行状态数据,所述的仪器运行状态数据具体可包括水质在线监测设备关键部件的运行状态测量数据;以浊度举例,浊度水质在线监测设备所测定得到的浊度数值是水体的测量数值,浊度水质在线监测设备的核心部件包括光源,硅光片所测定的所述光源的电流、电压数据是所述的仪器运行状态数据,其可以用趋势图显示进行分析,如图4-图7所示。再例如氨氮AmtaxCompact,设备发生故障之后,其检测数据仍然是在传输的,单纯的从设备传输的检测数值是无法判断设备的数据是否可靠,设备是否发生了故障。本发明监测系统软件的“仪器状态”能采集检测设备氨氮AmtaxCompact的“错误”状态,同时会对设备的“错误”状态进行提示,在设备产生错误后,其传输的检测数据还是能被看到,但是,就可以确认虽然有数据,但是是带故障、带病状态下的数据,当前数据不可靠;另外,如图8所示,从监测系统软件的“仪器状态”还可以看到“标液”是100,这个标液100表明了设备校准的时候是用100作为标准溶液的,也同时表明了这个设备当前的测量范围是2-120mg/L(这个是仪器自身的配置,不可更改,该量程与标液浓度的对应关系是公知的),那么就可以知道这个“测量值”在当前的2.0-120.0的范围之内,如果测量值是0.5,那么就可以认定测量值在2-120的范围之外,测量数据可能不准确,需要更换标液并且更改量程,更改标液为5.0mg/L,更改量程为0.2mg/L。同理,如果是用2-12的范围测量出来的数值是15,超出了12,那么就可以知道这个15也是不可靠的,有可能是20甚至更高,数值超高的话,污染源-(污水厂或者企业),是可能被罚款的。在状态信息没有被采集上传的时候,这些只有现场的人知道,平台的人不知道,现在,可通过本发明监测系统软件的“仪器状态”,采集上传,那么平台的人就知道了,就可以及时指挥人员采取相应措施,降低污染或解决污染问题,以免被罚款或者处罚。仪器运行状态数据是衡量这个水质在线监测设备自身的健康状况运行情况的,对于不同种类的水质在线监测设备,其有不同的关键部件,所述关键部件包括但不限于上文提到光源。本实施例所述的水质在线监测系统可获得水质在线监测设备的测量数据、水质在线监测设备自身运行状态数据及关键部件的运行状态信息数据,相比于其他平台只采集水体监测项目数据,更为丰富,也为后期现场运维提供了宝贵的设备运行历史状态信息。
指数对比:通过将各个水质监测站点的监测项目数据按《城市水环境质量排名技术规定》进行计算,得出各个监测点的WQI水质指数,对各个监测点的WQI水质指数进行列表,并按指数的大小按次序排列,将指数在非标准范围内的站点进行标红,并归入报警站点中,以作为站点评比用;
设置,对站点、人员属性进行设置;其中GIS地图上,站点名称分层显示,点击之前和点击之后显示不同的名称,显示的不同名称在之前设置菜单中对站点名称属性进行设置;如图9所示。该功能实现了点击前与点击后显示的站点名称是可以不同的,以适应常规显示情况下站点名称加密;
移动端,移动端二维码,扫描后进入浏览器移动端。

Claims (10)

1.一种水质在线监测系统,其特征在于,包括水质监测单元、数据采集和传输单元、和数据存储和处理单元;所述水质监测单元包括多个水质在线监测设备;数据采集和传输单元包括数据采集和传输设备;所述数据存储和处理单元包括存储和处理所述数据采集和传输设备所传输的水质在线监测设备测定的数据的软件和/或硬件,当所述数据存储和处理单元包括软件时,还包括包含所述软件的硬件;所述数据采集和传输单元通过无线和/或有线通信方式将水质监测单元和数据存储和处理单元连接起来。
2.根据权利要求1所述的水质在线监测系统,其特征在于,所述水质在线监测系统的数据采集和传输设备包含加密单元。
3.根据权利要求1和/或2所述的水质在线监测系统,其特征在于,所述加密单元包括下述1)-3)中所述的至少一种:
1)采用国密加密算法SM2、SM3和/或SM4;
2)在水质在线监测设备输出端直接对数据进行加密保护;
3)加密后的数据再经过网络运营商的数据传输通道到达所述检测系统软件平台。
4.根据权利要求1、2和/或3任一所述的水质在线监测系统,其特征在于,所述数据存储和处理单元包括的软件具体为检测系统软件,所述检测系统软件的功能模块包括GIS地图、站点列表、历史分析、报表分析、报警统计、设置及移动端、仪器状态、和/或指数对比。
5.根据权利要求1、2、3和/或4任一所述的水质在线监测系统,其特征在于,所述数据存储和处理单元包括的软件具体为检测系统软件,所述检测系统软件包括下述1)-9)中所述的至少一种:
1)所述软件包括导航菜单、功能显示区;所述导航菜单包括站点列表;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述当前账户下的站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述当前账户下的站点列表始终显示;选中所述导航菜单中的站点列表,则在所述功能显示区显示了不同监测位点的具体站点名称和最新的实时数据;其中,不选择当前账户下的站点列表,则显示全部站点;若选择了当前账户下的站点列表的某个站点或区域,则只显示当前选中区域或站点的站点列表;
2)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括GIS地图;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击GIS地图后只能选择所述站点列表中的某一个具体站点名称,选择某个名称后则在功能显示区显示被选中站点的图框,并显示站点名称和最新的实时数据,以实现快速查看,提高工作效率;
3)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括历史分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击历史分析后能选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,只需要选择起始时间,点击对比即可以对之前选择的时间段为时间长度,以选择的时间为起始时间,同上次选择显示的历史数据进行对比叠加显示,以发现最近一段时间或者相比于历史同期的数据变动情况,抓住主要矛盾,解决突出问题,发现水质最恶劣的监测点,重点监管;
4)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报表分析后选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的报表;所述报表按客户给定格式或环境质量评价的标准报表格式,针对选择的不同站点类型,以相应标准评价站点监测数据并形成报表;所述相应标准包括对应监测站点的行业标准;所述评价,包括合格或不合格;
5)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报警统计后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,以表格形式显示被选中区域的报警统计信息,包括时间、站点名称、监测项目及监测项目的报警时间;所述报警统计信息包括,统计超标和超时监测数据;所述超标和超时包括监测站点、监测项目、监测项目标准值、监测项目实际值、是否超标;
6)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括仪器状态;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击仪器状态后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的仪器状态信息,衡量水质在线监测设备自身的健康状况运行情况的,采集水体监测项目数据更为丰富,指导后期现场运维、污染处理工作;
7)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括指数对比;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击指数对比后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的各个监测点的WQI水质指数列表;所述WQI水质指数列表按指数的大小按次序排列,将指数在非标准范围内的站点进行标红,并归入报警站点中,以作为站点评比用;
8)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括设置;所述设置包括对站点、人员属性进行设置;所述设置还包括站点名称分层显示,点击之前和点击之后显示不同的名称,显示的不同名称在之前所述设置中对站点名称属性进行设置;
9)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括移动端;所述移动端包括二维码,扫描后进入所述软件的浏览器移动端。
6.一种数据采集和传输设备,其特征在于,所述数据采集和传输设备包括加密单元。
7.根据权利要求6所述的数据采集和传输设备,其特征在于,所述加密单元包括下述1)-3)中所述的至少一种:
1)采用国密加密算法SM2、SM3和/或SM4;
2)在水质在线监测设备输出端直接对数据进行加密保护;
3)加密后的数据再经过网络运营商的数据传输通道到达所述检测系统软件平台。
8.一种包含检测系统软件的装置,其特征在于,所述检测系统软件包括下述1)-9)中所述的至少一种:
1)所述软件包括导航菜单、功能显示区;所述导航菜单包括站点列表;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述当前账户下的站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述当前账户下的站点列表始终显示;选中所述导航菜单中的站点列表,则在所述功能显示区显示了不同监测位点的具体站点名称和最新的实时数据;其中,不选择当前账户下的站点列表,则显示全部站点;若选择了当前账户下的站点列表的某个站点或区域,则只显示当前选中区域或站点的站点列表;
2)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括GIS地图;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击GIS地图后只能选择所述站点列表中的某一个具体站点名称,选择某个名称后则在功能显示区显示被选中站点的图框,并显示站点名称和最新的实时数据,以实现快速查看,提高工作效率;
3)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括历史分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击历史分析后能选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,只需要选择起始时间,点击对比即可以对之前选择的时间段为时间长度,以选择的时间为起始时间,同上次选择显示的历史数据进行对比叠加显示,以发现最近一段时间或者相比于历史同期的数据变动情况,抓住主要矛盾,解决突出问题,发现水质最恶劣的监测点,重点监管;
4)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报表分析后选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的报表;所述报表按客户给定格式或环境质量评价的标准报表格式,针对选择的不同站点类型,以相应标准评价站点监测数据并形成报表;所述相应标准包括对应监测站点的行业标准;所述评价,包括合格或不合格;
5)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括报表分析;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击报警统计后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,以表格形式显示被选中区域的报警统计信息,包括时间、站点名称、监测项目及监测项目的报警时间;所述报警统计信息包括,统计超标和超时监测数据;所述超标和超时包括监测站点、监测项目、监测项目标准值、监测项目实际值、是否超标;
6)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括仪器状态;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击仪器状态后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的仪器状态信息,衡量水质在线监测设备自身的健康状况运行情况的,采集水体监测项目数据更为丰富,指导后期现场运维、污染处理工作;
7)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括指数对比;所述软件还包括当前账户下的站点列表;所述站点列表具体显示各个省级区域的名称列表,选择一个区域名称点开后看到市级区域名称列表,再选择一个市级区域名称,显示其下面的站点列表;所述列表始终显示;点击指数对比后,选择所述站点列表中的一个或多个站点,选择某个名称或多个名称后,显示被选中区域的各个监测点的WQI水质指数列表;所述WQI水质指数列表按指数的大小按次序排列,将指数在非标准范围内的站点进行标红,并归入报警站点中,以作为站点评比用;
8)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括设置;所述设置包括对站点、人员属性进行设置;所述设置还包括站点名称分层显示,点击之前和点击之后显示不同的名称,显示的不同名称在之前所述设置中对站点名称属性进行设置;
9)所述软件包括导航菜单,所述导航菜单包括移动端;所述移动端包括二维码,扫描后进入所述软件的浏览器移动端。
9.根据权利要求8所述的一种包含检测系统软件的装置,其特征在于,所述装置包括计算机可读介质、服务器、和/或移动终端设备;所述计算机可读介质,具体可包括硬盘、移动硬盘、U盘、磁带、磁盘、光盘、磁光盘、ROM、PROM、VCD、DVD等;所述的服务器,可以是实体的本地电脑类型的服务器,也可以是购买的第三方云服务器;所述移动终端设备包含手机、电脑、笔记本电脑。
10.权利要求1、2、3、4和/或5任一所述的水质在线监测系统、权利要求6、7所述的数据采集和传输设备、和/或权利要求8、9所述的装置在水质监测和/或制备水质监测相关产品中的应用。
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Inventor before: Li Songsen

Inventor before: Li Yue

Inventor before: Guo Yongchao

Inventor before: Mo Zhongchuan

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