CN111650872A - 一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统 - Google Patents

一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水生态环境监测技术领域，本发明公开了一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，包括：监控平台、服务器、无线网络输送模块和水质监测系统，所述监控平台依次与服务器、无线网络输送模块和水质监测系统连接，所述水质监测系统包括：数据采集系统、远程控制系统、数据分析系统和预警系统。本发明过在线监测仪器对湖泊生态环境参数进行无人值守实时监控，利用现代信息技术对数据进行采集、传输和报告，及时、准确地掌握湖泊水质状况和动态变化趋势，成功实现了对水质和气象等生态要素的实时监测。

Description

一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统
技术领域
本发明涉及水生态环境监测技术领域，具体为一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统。
背景技术
我国有丰富的河流与湖泊等水资源，水是人类生命的源泉，人们的生活环境中时时刻刻离不开水的存在。然而，工业化和城镇化的发展导致水环境问题日益突出，随着居民对和身体健康密切相关的环境问题的关注度不断提高，河湖水生态环境监测及数据分析的越发重要。河流、湖泊、水库、池塘等都需要对水生态环境进行定期监测，特别是易发生蓝藻水华的湖泊、水库和饮用水源地等地均需要对水域水生态环境状况进行实时监测和了解；
因此，我们需要一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，能够对湖泊生态环境监测，可快速且直观地反映整个湖泊生态环境尤其是水质环境的安全状况，对湖体突发性污染及蓝绿藻类的暴发作出预警，实现对水质和气象等生态要素的实时监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，以解决现有技术中存在的人工取样检测分析不仅耗时长，而且缺乏对监测区域水质及生态环境状况的连续监测，不能满足水域应急和管理的需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，包括：监控平台、服务器、无线网络输送模块和水质监测系统，所述监控平台依次与服务器、无线网络输送模块和水质监测系统连接，所述水质监测系统包括：
数据采集系统，包括控制端口、水质信息采集模块、气象信息采集模块和视频信息采集模块，所述水质信息采集模块、气象信息采集模块和视频信息采集模块均与控制端口连接，信息采集通过控制端口连接搭载在系统上的各设备，将水质、气象和视频信息等通过端口协议采用GPRS或3G等方式实时传输至服务器；
远程控制系统，包括数据自动接收模块和数据处理模块，所述数据自动接收模块和数据处理模块连接，所述数据处理模块包括数据自动入库单元、数据库、数据查询单元、数据统计单元和异常数据警报单元，所述数据自动入库单元与数据库连接，且数据库分别与数据查询单元、数据统计单元和异常数据警报单元连接，能实现数据自动接收和储存，无需人工操作；所述数据查询单元与移动终端连接，通过Internet访问后台软件，查看实时监测数据，及时掌握生态数据和现场视频动态；
数据分析系统，包括报表生成单元、报表分类单元和报表导出单元；其中报表生成单元用于分析包括日、周、月、季、年报表共五个报表，报表分类单元用于选择数据类型，以及当日数据的平均值、最大值、最小值，报表导出单元用于导出Excel表格、并且做出曲线，帮助用户通过数据分析总结水质气象等安全状况；
预警系统，包括报警模块、控制模块、水质信息监测模块、气象信息监测模块和视频信息监测模块，当采集到的水质信息、气象信息和视频信息遇到某些异常状况，超出设定监测模块正常值的范围，服务器接收到实时测量值的同时发出对应的预警信号。
优选的，所述水质信息采集模块同步监测水温、电导率、溶解氧、pH、浊度、叶绿素、蓝绿藻等水质参数。
优选的，所述水质信息采集模块还包括声学多普勒测流仪，监测湿地内湖水动力情况，对监测点的各不同深度流层的流速、流向以及湿地水位进行实时监测。
优选的，所述声学多普勒测流仪采用座底式安装，向上发射波束，可测量安装点垂线方向从水底到水面的各流层的流向及流速。
优选的，所述视频信息采集模块全天候，无人值守，远程监控，根据需求在对水环境监测参数超限的时候，实现和图像的联动，人员登监测平台，可以实现实时监控，回传实时图片数据。
优选的，所述数据采集系统还具备与远程控制能力和超强的稳定性，具备数据自动补发功能，支持SDI-12设备协议，可存储一年内的监测数据。
优选的，所述预警系统还可以发出预警信号到预留的移动终端上，用户收到后可综合分析并及时作出应急响应。
优选的，所述气象信息采集模块的数量为若干个，设置于各监测点，用于采集风速、风向、气温、气压、湿度、降雨量等指标。
本发明提出的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，有益效果在于：
1、本发明过在线监测仪器对湖泊生态环境参数进行无人值守实时监控，利用现代信息技术对数据进行采集、传输和报告，及时、准确地掌握湖泊水质状况和动态变化趋势，成功实现了对水质和气象等生态要素的实时监测；
2、本发明通过对湖泊的各项指标进行在线监测，建立数据库，为湖泊流域湿地生态系统的保护恢复、可持续发展以及湖泊流域水资源保护与利用、湖泊资源的有序开发提供技术支撑和决策依据。
附图说明
图1为本发明所述一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统的原理框图；
图2为本发明所述一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统的数据采集系统原理框图；
图3为本发明所述一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统的远程控制系统原理框图；
图4为本发明所述一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统的数据分析系统原理框图；
图5为本发明所述一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统的预警系统原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例，请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，包括：监控平台、服务器、无线网络输送模块和水质监测系统，监控平台依次与服务器、无线网络输送模块和水质监测系统连接，水质监测系统包括：数据采集系统、远程控制系统、数据分析系统和预警系统，数据采集系统具备与远程控制能力和超强的稳定性，具备数据自动补发功能，支持SDI-12设备协议，可存储一年内的监测数据，包括控制端口、水质信息采集模块、气象信息采集模块和视频信息采集模块，水质信息采集模块、气象信息采集模块和视频信息采集模块均与控制端口连接，信息采集通过控制端口连接搭载在系统上的各设备，将水质、气象和视频信息等通过端口协议采用GPRS或3G等方式实时传输至服务器，水质信息采集模块同步监测水温、电导率、溶解氧、pH、浊度、叶绿素、蓝绿藻等水质参数，水质信息采集模块还包括声学多普勒测流仪，监测湿地内湖水动力情况，对监测点的各不同深度流层的流速、流向以及湿地水位进行实时监测，水质信息采集模块还包括声学多普勒测流仪，监测湿地内湖水动力情况，对监测点的各不同深度流层的流速、流向以及湿地水位进行实时监测，视频信息采集模块全天候，无人值守，远程监控，根据需求在对水环境监测参数超限的时候，实现和图像的联动，人员登监测平台，可以实现实时监控，回传实时图片数据，气象信息采集模块的数量为若干个，设置于各监测点，用于采集风速、风向、气温、气压、湿度、降雨量等指标；远程控制系统，包括数据自动接收模块和数据处理模块，数据自动接收模块和数据处理模块连接，数据处理模块包括数据自动入库单元、数据库、数据查询单元、数据统计单元和异常数据警报单元，数据自动入库单元与数据库连接，且数据库分别与数据查询单元、数据统计单元和异常数据警报单元连接，能实现数据自动接收和储存，无需人工操作；数据查询单元与移动终端连接，通过Internet访问后台软件，查看实时监测数据，及时掌握生态数据和现场视频动态；数据分析系统，包括报表生成单元、报表分类单元和报表导出单元；其中报表生成单元用于分析包括日、周、月、季、年报表共五个报表，报表分类单元用于选择数据类型，以及当日数据的平均值、最大值、最小值，报表导出单元用于导出Excel表格、并且做出曲线，帮助用户通过数据分析总结水质气象等安全状况；预警系统，包括报警模块、控制模块、水质信息监测模块、气象信息监测模块和视频信息监测模块，当采集到的水质信息、气象信息和视频信息遇到某些异常状况，超出设定监测模块正常值的范围，服务器接收到实时测量值的同时发出对应的预警信号，预警系统还可以发出预警信号到预留的移动终端上，用户收到后可综合分析并及时作出应急响应。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，包括：监控平台、服务器、无线网络输送模块和水质监测系统，所述监控平台依次与服务器、无线网络输送模块和水质监测系统连接，所述水质监测系统包括：
数据采集系统，包括控制端口、水质信息采集模块、气象信息采集模块和视频信息采集模块，所述水质信息采集模块、气象信息采集模块和视频信息采集模块均与控制端口连接，信息采集通过控制端口连接搭载在系统上的各设备，将水质、气象和视频信息等通过端口协议采用GPRS或3G等方式实时传输至服务器；
远程控制系统，包括数据自动接收模块和数据处理模块，所述数据自动接收模块和数据处理模块连接，所述数据处理模块包括数据自动入库单元、数据库、数据查询单元、数据统计单元和异常数据警报单元，所述数据自动入库单元与数据库连接，且数据库分别与数据查询单元、数据统计单元和异常数据警报单元连接，能实现数据自动接收和储存，无需人工操作；所述数据查询单元与移动终端连接，通过Internet访问后台软件，查看实时监测数据，及时掌握生态数据和现场视频动态；
数据分析系统，包括报表生成单元、报表分类单元和报表导出单元；其中报表生成单元用于分析包括日、周、月、季、年报表共五个报表，报表分类单元用于选择数据类型，以及当日数据的平均值、最大值、最小值，报表导出单元用于导出Excel表格、并且做出曲线，帮助用户通过数据分析总结水质气象等安全状况；
预警系统，包括报警模块、控制模块、水质信息监测模块、气象信息监测模块和视频信息监测模块，当采集到的水质信息、气象信息和视频信息遇到某些异常状况，超出设定监测模块正常值的范围，服务器接收到实时测量值的同时发出对应的预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述水质信息采集模块同步监测水温、电导率、溶解氧、pH、浊度、叶绿素、蓝绿藻等水质参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述水质信息采集模块还包括声学多普勒测流仪，监测湿地内湖水动力情况，对监测点的各不同深度流层的流速、流向以及湿地水位进行实时监测。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述声学多普勒测流仪采用座底式安装，向上发射波束，可测量安装点垂线方向从水底到水面的各流层的流向及流速。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述视频信息采集模块全天候，无人值守，远程监控，根据需求在对水环境监测参数超限的时候，实现和图像的联动，人员登监测平台，可以实现实时监控，回传实时图片数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述数据采集系统还具备与远程控制能力和超强的稳定性，具备数据自动补发功能，支持SDI-12设备协议，可存储一年内的监测数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述预警系统还可以发出预警信号到预留的移动终端上，用户收到后可综合分析并及时做出应急响应。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于：所述气象信息采集模块的数量为若干个，设置于各监测点，用于采集风速、风向、气温、气压、湿度、降雨量等指标。
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