CN113419040A - 一种河道环境管理用的水质监测装置 - Google Patents
一种河道环境管理用的水质监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113419040A CN113419040A CN202110744087.3A CN202110744087A CN113419040A CN 113419040 A CN113419040 A CN 113419040A CN 202110744087 A CN202110744087 A CN 202110744087A CN 113419040 A CN113419040 A CN 113419040A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- water quality
- information
- unit
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 159
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 62
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 27
- 208000034699 Vitreous floaters Diseases 0.000 claims description 21
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 12
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 3
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013480 data collection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012372 quality testing Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
- G06N3/045—Combinations of networks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/08—Learning methods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种河道环境管理用的水质监测装置，包括数据采集模块、MCU模块、驱动模块、警示模块、无线传输模块和远程监控终端，MCU模块用于根据数据采集模块获取的数据信息控制驱动模块和警示模块进行工作，远程监控终端通过无线传输模块与MCU模块相互通信，远程监控终端用于用户远程获取检测信息和远程发送指令信息，本发明通过数据采集模块获取水质数据信息和监测水域的视频信息，并通过MCU模块对数据采集模块采集的信息进行处理后获取水质评价结果，同时，可通过远程监控终端获取实时监测信息，为水污染防治及河湖强监管提供有力的数据支撑，同时可提高监测水域的科学管控和智慧管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种河道环境管理用的水质监测装置。
背景技术
如今，城市区域的河湖监管需要投入大量工作量和人力，同时，靠人工巡查、定期采样等监测方式来监测水质存在监管难度大、效率低、难以及时高效发现和排查等问题，于是，实现水质自动检测对于城市区域的河湖监管具有重要意义，此外，对获取的水质监测数据进行整合从而获取全面的水质监测报告信息可为水污染防治及河湖强监管提供有力的数据支撑。
因此，提供一种新的技术方案改善上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种河道环境管理用的水质监测装置，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种河道环境管理用的水质监测装置，包括数据采集模块、MCU模块、驱动模块、警示模块、无线传输模块和远程监控终端。
在上述的方案中，所述数据采集模块用于获取监测过程中的数据信息以及监测水域的数据信息。
在上述的方案中，所述MCU模块与所述数据采集模块相连接，所述MCU模块用于根据所述数据采集模块获取的数据信息控制相应模块进行工作。
在上述的方案中，所述驱动模块和所述警示模块均与所述MCU模块相连接，所述驱动模块用于在所述MCU模块的控制下驱动监测工作的进行，所述警示模块用于发送报警信号提示用户，并对所述MCU模块发送的信息进行显示以及接收用户发送的操作指令信息。
在上述的方案中，所述远程监控终端通过所述无线传输模块与所述MCU模块相互通信，所述远程监控终端用于用户远程获取检测信息和远程发送指令信息。
在上述的方案中，所述数据采集模块包括超声波测距单元、定位单元和红外接收单元，所述超声波测距单元用于通过超声波距离传感器获取监测过程中的障碍物信息；所述定位单元包括GPS定位器、电子罗盘和姿态传感器，所述GPS定位器用于获取检测装置的当前位置信息，所述电子罗盘用于获取检测装置的当前方向数据信息，所述姿态传感器用于获取检测装置的当前姿态数据信息；所述红外接收单元包括光敏二极管、第一信号放大器和信号解调器，所述光敏二极管用于接收红外遥控信号，并将接收到的红外遥控信号进行光电转换处理，所述第一信号放大器与所述光敏二极管相连接，所述第一信号放大器用于将经过所述光敏二极管处理后的信号进行放大处理，所述信号解调器与所述第一信号放大器相连接，所述信号解调器用于对经过所述第一信号放大器处理后的信号进行解调处理。
在上述的方案中，所述数据采集模块还包括水质数据采集单元，所述水质数据采集单元包括多个水质检测传感器、第二信号放大器和滤波器，所述水质检测传感器用于获取检测水域的温度信息、PH值信息、含氧量信息、电导率信息、浑浊度信息以及水体中的高锰酸盐含量和氨氮含量，所述第二信号放大器与所述水质检测传感器相连接，所述第二信号放大器用于对所述水质检测传感器获取的信号进行放大处理，所述滤波器与所述第二信号放大器相连接，所述滤波器用于对经过所述第二信号放大器处理后的信号进行滤波处理。
在上述的方案中，所述数据采集模块还包括摄像机单元，所述摄像机单元包括云台摄像机、步进电机、亮度传感器和补光单元，所述云台摄像机用于获取监测水域的视频信息，所述步进电机与所述云台摄像机相连接，所述步进电机用于驱动所述云台摄像机进行转动，并调节所述云台摄像机的转动速度，所述亮度传感器和所述补光单元均安装在所述云台摄像机的云台上，所述亮度传感器用于获取环境亮度信息，所述补光单元用于对所述云台摄像机进行拍摄补光，所述补光单元包括多个LED灯、背光板和光电二极管，所述LED灯镶嵌在所述背光板中，所述光电二极管与所述背光板相连接，所述光电二极管用于获取所述背光板的光照强度信息。
在上述的方案中，所述MCU模块包括存储单元、水质数据处理单元、视频数据处理单元和水质评价单元，所述存储单元用于对所述数据采集模块采集的数据信息、参数数据库以及图像数据库进行存储，所述水质数据处理单元和所述视频数据处理单元均与所述存储单元相连接，所述水质数据处理单元用于对所述存储单元存储的水质数据信息进行分析处理，所述视频数据处理单元用于对所述存储单元存储的视频数据信息进行分析处理，所述水质评价单元与所述水质数据处理单元和所述视频数据处理单元相连接，所述水质评价单元用于根据所述水质数据处理单元的数据处理结果和所述视频数据处理单元的数据处理结果获取水质评价结果信息。
在上述的方案中，所述水质数据处理单元包括数据比较模块、权重分配模块和第一评价指数获取模块，所述数据比较模块用于对所述存储单元存储的各个水质数据和所述参数数据库中的相应参数进行对比；所述权重分配模块用于通过熵权法确定PH 值、含氧量、高锰酸盐含量和氨氮含量的权重；所述第一评价指数获取模块与所述权重分配模块相连接，所述第一评价指数获取模块用于通过规范决策矩阵对PH值、含氧量、高锰酸盐含量和氨氮含量数据进行向量规范化处理得到规范化矩阵，并通过得到的规范化矩阵和所述权重分配模块确定的各指标权重获取加权规范矩阵，再通过所述加权规范矩阵和各个指标权重获取第一水质评价指数。
在上述的方案中，所述视频数据处理单元包括预处理模块、漂浮物识别模块、水体颜色分析模块和第二评价指数获取模块，所述预处理模块包括灰度变换单元和滤波单元，所述灰度变换单元用于对所述存储单元存储的视频图像进行灰度变换，所述滤波单元与所述灰度变换单元相连接，所述滤波单元用于通过高斯滤波算法对图像进行滤波处理；所述漂浮物识别模块和所述水体颜色分析模块均与所述预处理模块相连接，所述漂浮物识别模块用于通过背景差分算法进行检测，并通过卷积神经网络算法将检测到的漂浮物与所述存储单元中图像数据库的图像信息进行对比得到漂浮物种类信息，同时，通过卡尔曼滤波算法对漂浮物的数量进行统计后获取第一水质评价污染度信息；所述水体颜色分析模块用于通过LBFGS神经网络算法对水体颜色进行识别，并获取第二水质评价污染度信息；所述第二评价指数获取模块与所述漂浮物识别模块和所述水体颜色分析模块相连接，所述第二评价指数获取模块用于根据所述第一水质评价污染度信息和所述第二水质评价污染度信息得到第二水质评价指数。
在上述的方案中，所述水质评价单元包括计算模块和评价结果获取模块，所述计算模块用于根据所述第一评价指数获取模块获取的第一水质评价指数和所述第二评价指数获取模块获取的第二水质评价指数计算得到综合水质评价指数，所述评价结果获取模块与所述计算模块相连接，所述评价结果获取模块用于根据所述计算模块获取的综合水质评价指数判定水质污染程度。
在上述的方案中，所述警示模块包括报警单元和显示单元，所述报警单元包括多个双色LED指示灯和语音播报器，所述双色LED指示灯用于指示各个参数的超标情况，所述语音播报器用于在水质监测结束后向用户播报水质监测超标情况，所述语音播报器包括红外传感器、语音芯片和扬声器，所述红外传感器用于检测水质监测装置周围是否有人，所述语音芯片用于对预设语音进行存储，所述扬声器与所述语音芯片相连接，所述扬声器用于对所述语音芯片存储的语音进行播报。
在上述的方案中，所述显示单元包括防水触摸显示屏、电源按键和指纹识别按键，所述电源按键和所述指纹识别按键均与所述防水触摸显示屏相连接，所述防水触摸显示屏用于显示所述MCU模块发送的信息以及接收用户的触摸操作信息，所述电源按键用于所述防水触摸显示屏的开启、关闭、锁屏以及点亮，所述指纹识别按键用于获取用户的指纹信息。
综上所述，本发明的有益效果是：通过数据采集模块获取水质数据信息和监测水域的视频信息，并通过MCU模块对数据采集模块采集的信息进行处理后获取水质评价结果，同时，可通过远程监控终端获取实时监测信息，为水污染防治及河湖强监管提供有力的数据支撑，同时可提高监测水域的科学管控和智慧管理。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明河道环境管理用的水质监测装置的组成示意图。
图2为数据采集模块的组成示意图。
图3为定位单元的组成示意图。
图4为红外接收单元的组成示意图。
图5为水质数据采集单元的组成示意图。
图6为摄像机单元的组成示意图。
图7为补光单元的组成示意图。
图8为MCU模块的组成示意图。
图9为水质数据处理单元的组成示意图。
图10为视频数据处理单元的组成示意图。
图11为警示模块的组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明的一种河道环境管理用的水质监测装置，包括数据采集模块、MCU模块、驱动模块、警示模块、无线传输模块和远程监控终端。
下面结合附图对本发明上述各模块间的连接关系做进一步详细说明。
进一步地，所述数据采集模块用于获取监测过程中的数据信息以及监测水域的数据信息；所述MCU模块与所述数据采集模块相连接，所述MCU模块用于根据所述数据采集模块获取的数据信息控制相应模块进行工作；所述驱动模块和所述警示模块均与所述MCU模块相连接，所述驱动模块用于在所述MCU模块的控制下驱动监测工作的进行，所述警示模块用于发送报警信号提示用户，并对所述MCU模块发送的信息进行显示以及接收用户发送的操作指令信息；所述远程监控终端通过所述无线传输模块与所述MCU模块相互通信，所述远程监控终端用于用户远程获取检测信息和远程发送指令信息。
在本实施例中，所述数据传输模块包括WIFI通信单元、4G通信单元和5G通信单元中的一种或多种。
在本实施例中，本发明所采用的水质监测装置可包括智能无人船，所述智能无人船可通过远程监控终端以及红外遥控器进行控制，所述驱动模块包括多个步进电机，所述步进电机用于驱动智能无人船的启动、停止、速度变换和姿态变换。
如图2至图4所示，所述数据采集模块包括超声波测距单元、定位单元和红外接收单元，所述超声波测距单元用于通过超声波距离传感器获取监测过程中的障碍物信息；所述定位单元包括GPS定位器、电子罗盘和姿态传感器，所述GPS定位器用于获取检测装置的当前位置信息，所述电子罗盘用于获取检测装置的当前方向数据信息，所述姿态传感器用于获取检测装置的当前姿态数据信息；所述红外接收单元包括光敏二极管、第一信号放大器和信号解调器，所述光敏二极管用于接收红外遥控信号，并将接收到的红外遥控信号进行光电转换处理，所述第一信号放大器与所述光敏二极管相连接，所述第一信号放大器用于将经过所述光敏二极管处理后的信号进行放大处理，所述信号解调器与所述第一信号放大器相连接，所述信号解调器用于对经过所述第一信号放大器处理后的信号进行解调处理。
如图5所示，所述数据采集模块还包括水质数据采集单元，所述水质数据采集单元包括多个水质检测传感器、第二信号放大器和滤波器，所述水质检测传感器用于获取检测水域的温度信息、PH值信息、含氧量信息、电导率信息、浑浊度信息以及水体中的高锰酸盐含量和氨氮含量，所述第二信号放大器与所述水质检测传感器相连接，所述第二信号放大器用于对所述水质检测传感器获取的信号进行放大处理，所述滤波器与所述第二信号放大器相连接，所述滤波器用于对经过所述第二信号放大器处理后的信号进行滤波处理。
在本实施例中，所述水质检测传感器包括温度传感器、PH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器、浊度传感器、高锰酸盐检测仪和氨氮检测仪。
如图6和图7所示，所述数据采集模块还包括摄像机单元，所述摄像机单元包括云台摄像机、步进电机、亮度传感器和补光单元，所述云台摄像机用于获取监测水域的视频信息，所述步进电机与所述云台摄像机相连接，所述步进电机用于驱动所述云台摄像机进行转动，并调节所述云台摄像机的转动速度，所述亮度传感器和所述补光单元均安装在所述云台摄像机的云台上，所述亮度传感器用于获取环境亮度信息，所述补光单元用于对所述云台摄像机进行拍摄补光，所述补光单元包括多个LED灯、背光板和光电二极管，所述LED灯镶嵌在所述背光板中，所述光电二极管与所述背光板相连接，所述光电二极管用于获取所述背光板的光照强度信息。
在本实施例中，采用背光板可使得LED灯发出的光均匀照射。
如图8所示，所述MCU模块包括存储单元、水质数据处理单元、视频数据处理单元和水质评价单元，所述存储单元用于对所述数据采集模块采集的数据信息、参数数据库以及图像数据库进行存储，所述水质数据处理单元和所述视频数据处理单元均与所述存储单元相连接，所述水质数据处理单元用于对所述存储单元存储的水质数据信息进行分析处理，所述视频数据处理单元用于对所述存储单元存储的视频数据信息进行分析处理，所述水质评价单元与所述水质数据处理单元和所述视频数据处理单元相连接，所述水质评价单元用于根据所述水质数据处理单元的数据处理结果和所述视频数据处理单元的数据处理结果获取水质评价结果信息。
如图9所示，所述水质数据处理单元包括数据比较模块、权重分配模块和第一评价指数获取模块，所述数据比较模块用于对所述存储单元存储的各个水质数据和所述参数数据库中的相应参数进行对比；所述权重分配模块用于通过熵权法确定PH值、含氧量、高锰酸盐含量和氨氮含量的权重；所述第一评价指数获取模块与所述权重分配模块相连接，所述第一评价指数获取模块用于通过规范决策矩阵对PH值、含氧量、高锰酸盐含量和氨氮含量数据进行向量规范化处理得到规范化矩阵，并通过得到的规范化矩阵和所述权重分配模块确定的各指标权重获取加权规范矩阵，再通过所述加权规范矩阵和各个指标权重获取第一水质评价指数。
如图10所示，所述视频数据处理单元包括预处理模块、漂浮物识别模块、水体颜色分析模块和第二评价指数获取模块，所述预处理模块包括灰度变换单元和滤波单元，所述灰度变换单元用于对所述存储单元存储的视频图像进行灰度变换，所述滤波单元与所述灰度变换单元相连接，所述滤波单元用于通过高斯滤波算法对图像进行滤波处理；所述漂浮物识别模块和所述水体颜色分析模块均与所述预处理模块相连接，所述漂浮物识别模块用于通过背景差分算法进行检测，并通过卷积神经网络算法将检测到的漂浮物与所述存储单元中图像数据库的图像信息进行对比得到漂浮物种类信息，同时，通过卡尔曼滤波算法对漂浮物的数量进行统计后获取第一水质评价污染度信息；所述水体颜色分析模块用于通过LBFGS神经网络算法对水体颜色进行识别，并获取第二水质评价污染度信息；所述第二评价指数获取模块与所述漂浮物识别模块和所述水体颜色分析模块相连接，所述第二评价指数获取模块用于根据所述第一水质评价污染度信息和所述第二水质评价污染度信息得到第二水质评价指数。
进一步地，所述水质评价单元包括计算模块和评价结果获取模块，所述计算模块用于根据所述第一评价指数获取模块获取的第一水质评价指数和所述第二评价指数获取模块获取的第二水质评价指数计算得到综合水质评价指数，所述评价结果获取模块与所述计算模块相连接，所述评价结果获取模块用于根据所述计算模块获取的综合水质评价指数判定水质污染程度。
如图11所示，所述警示模块包括报警单元和显示单元，所述报警单元包括多个双色LED指示灯和语音播报器，所述双色LED指示灯用于指示各个参数的超标情况，所述语音播报器用于在水质监测结束后向用户播报水质监测超标情况，所述语音播报器包括红外传感器、语音芯片和扬声器，所述红外传感器用于检测水质监测装置周围是否有人，所述语音芯片用于对预设语音进行存储，所述扬声器与所述语音芯片相连接，所述扬声器用于对所述语音芯片存储的语音进行播报。
在本实施例中，所述语音播报器可根据所述MCU获取的水质污染程度来进行语音播报，并对超标的参数进行播报。
进一步地，所述显示单元包括防水触摸显示屏、电源按键和指纹识别按键，所述电源按键和所述指纹识别按键均与所述防水触摸显示屏相连接，所述防水触摸显示屏用于显示所述MCU模块发送的信息以及接收用户的触摸操作信息，所述电源按键用于所述防水触摸显示屏的开启、关闭、锁屏以及点亮，所述指纹识别按键用于获取用户的指纹信息。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，包括：数据采集模块、MCU模块、驱动模块、警示模块、无线传输模块和远程监控终端；
所述数据采集模块用于获取监测过程中的数据信息以及监测水域的数据信息；
所述MCU模块与所述数据采集模块相连接，所述MCU模块用于根据所述数据采集模块获取的数据信息控制相应模块进行工作；
所述驱动模块和所述警示模块均与所述MCU模块相连接，所述驱动模块用于在所述MCU模块的控制下驱动监测工作的进行，所述警示模块用于发送报警信号提示用户，并对所述MCU模块发送的信息进行显示以及接收用户发送的操作指令信息；
所述远程监控终端通过所述无线传输模块与所述MCU模块相互通信，所述远程监控终端用于用户远程获取检测信息和远程发送指令信息。
2.根据权利要求1所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括超声波测距单元、定位单元和红外接收单元，所述超声波测距单元用于通过超声波距离传感器获取监测过程中的障碍物信息；所述定位单元包括GPS定位器、电子罗盘和姿态传感器，所述GPS定位器用于获取检测装置的当前位置信息，所述电子罗盘用于获取检测装置的当前方向数据信息，所述姿态传感器用于获取检测装置的当前姿态数据信息；所述红外接收单元包括光敏二极管、第一信号放大器和信号解调器，所述光敏二极管用于接收红外遥控信号，并将接收到的红外遥控信号进行光电转换处理，所述第一信号放大器与所述光敏二极管相连接，所述第一信号放大器用于将经过所述光敏二极管处理后的信号进行放大处理，所述信号解调器与所述第一信号放大器相连接，所述信号解调器用于对经过所述第一信号放大器处理后的信号进行解调处理。
3.根据权利要求2所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括水质数据采集单元，所述水质数据采集单元包括多个水质检测传感器、第二信号放大器和滤波器，所述水质检测传感器用于获取检测水域的温度信息、PH值信息、含氧量信息、电导率信息、浑浊度信息以及水体中的高锰酸盐含量和氨氮含量，所述第二信号放大器与所述水质检测传感器相连接，所述第二信号放大器用于对所述水质检测传感器获取的信号进行放大处理，所述滤波器与所述第二信号放大器相连接，所述滤波器用于对经过所述第二信号放大器处理后的信号进行滤波处理。
4.根据权利要求3所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括摄像机单元，所述摄像机单元包括云台摄像机、步进电机、亮度传感器和补光单元，所述云台摄像机用于获取监测水域的视频信息，所述步进电机与所述云台摄像机相连接，所述步进电机用于驱动所述云台摄像机进行转动，并调节所述云台摄像机的转动速度，所述亮度传感器和所述补光单元均安装在所述云台摄像机的云台上，所述亮度传感器用于获取环境亮度信息，所述补光单元用于对所述云台摄像机进行拍摄补光，所述补光单元包括多个LED灯、背光板和光电二极管，所述LED灯镶嵌在所述背光板中，所述光电二极管与所述背光板相连接，所述光电二极管用于获取所述背光板的光照强度信息。
5.根据权利要求1所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述MCU模块包括存储单元、水质数据处理单元、视频数据处理单元和水质评价单元，所述存储单元用于对所述数据采集模块采集的数据信息、参数数据库以及图像数据库进行存储，所述水质数据处理单元和所述视频数据处理单元均与所述存储单元相连接，所述水质数据处理单元用于对所述存储单元存储的水质数据信息进行分析处理，所述视频数据处理单元用于对所述存储单元存储的视频数据信息进行分析处理，所述水质评价单元与所述水质数据处理单元和所述视频数据处理单元相连接，所述水质评价单元用于根据所述水质数据处理单元的数据处理结果和所述视频数据处理单元的数据处理结果获取水质评价结果信息。
6.根据权利要求5所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述水质数据处理单元包括数据比较模块、权重分配模块和第一评价指数获取模块，所述数据比较模块用于对所述存储单元存储的各个水质数据和所述参数数据库中的相应参数进行对比；所述权重分配模块用于通过熵权法确定PH值、含氧量、高锰酸盐含量和氨氮含量的权重；所述第一评价指数获取模块与所述权重分配模块相连接，所述第一评价指数获取模块用于通过规范决策矩阵对PH值、含氧量、高锰酸盐含量和氨氮含量数据进行向量规范化处理得到规范化矩阵，并通过得到的规范化矩阵和所述权重分配模块确定的各指标权重获取加权规范矩阵，再通过所述加权规范矩阵和各个指标权重获取第一水质评价指数。
7.根据权利要求5所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述视频数据处理单元包括预处理模块、漂浮物识别模块、水体颜色分析模块和第二评价指数获取模块，所述预处理模块包括灰度变换单元和滤波单元，所述灰度变换单元用于对所述存储单元存储的视频图像进行灰度变换，所述滤波单元与所述灰度变换单元相连接，所述滤波单元用于通过高斯滤波算法对图像进行滤波处理；所述漂浮物识别模块和所述水体颜色分析模块均与所述预处理模块相连接，所述漂浮物识别模块用于通过背景差分算法进行检测，并通过卷积神经网络算法将检测到的漂浮物与所述存储单元中图像数据库的图像信息进行对比得到漂浮物种类信息，同时，通过卡尔曼滤波算法对漂浮物的数量进行统计后获取第一水质评价污染度信息；所述水体颜色分析模块用于通过LBFGS神经网络算法对水体颜色进行识别，并获取第二水质评价污染度信息；所述第二评价指数获取模块与所述漂浮物识别模块和所述水体颜色分析模块相连接，所述第二评价指数获取模块用于根据所述第一水质评价污染度信息和所述第二水质评价污染度信息得到第二水质评价指数。
8.根据权利要求5所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述水质评价单元包括计算模块和评价结果获取模块，所述计算模块用于根据所述第一评价指数获取模块获取的第一水质评价指数和所述第二评价指数获取模块获取的第二水质评价指数计算得到综合水质评价指数，所述评价结果获取模块与所述计算模块相连接，所述评价结果获取模块用于根据所述计算模块获取的综合水质评价指数判定水质污染程度。
9.根据权利要求1所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述警示模块包括报警单元和显示单元，所述报警单元包括多个双色LED指示灯和语音播报器，所述双色LED指示灯用于指示各个参数的超标情况，所述语音播报器用于在水质监测结束后向用户播报水质监测超标情况，所述语音播报器包括红外传感器、语音芯片和扬声器，所述红外传感器用于检测水质监测装置周围是否有人，所述语音芯片用于对预设语音进行存储，所述扬声器与所述语音芯片相连接，所述扬声器用于对所述语音芯片存储的语音进行播报。
10.根据权利要求9所述的河道环境管理用的水质监测装置，其特征在于，所述显示单元包括防水触摸显示屏、电源按键和指纹识别按键，所述电源按键和所述指纹识别按键均与所述防水触摸显示屏相连接，所述防水触摸显示屏用于显示所述MCU模块发送的信息以及接收用户的触摸操作信息，所述电源按键用于所述防水触摸显示屏的开启、关闭、锁屏以及点亮，所述指纹识别按键用于获取用户的指纹信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110744087.3A CN113419040A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种河道环境管理用的水质监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110744087.3A CN113419040A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种河道环境管理用的水质监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113419040A true CN113419040A (zh) | 2021-09-21 |
Family
ID=77717752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110744087.3A Pending CN113419040A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种河道环境管理用的水质监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113419040A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113607904A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-05 | 广西合创检测技术有限公司 | 一种水质环境检测系统 |
| CN114487322A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 海南绿境高科检测有限公司 | 一种污水检测数据管理方法及系统 |
| CN115273416A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-01 | 江西省水生生物保护救助中心 | 渔业生态环境质量智能监测预警系统 |
| CN115494200A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-12-20 | 河北科技大学 | 一种水域生态环境检测系统 |
| CN115684516A (zh) * | 2022-08-29 | 2023-02-03 | 邯郸市亿润工程咨询有限公司 | 一种水利工程污水处理检测方法、装置、电子设备及介质 |
| CN116539372A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-08-04 | 上海科泽智慧环境科技有限公司 | 一种适用于不同环境下的水质监测装置以及使用方法 |
| CN117782205A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-29 | 甘肃省武威生态环境监测中心 | 一种河道环境检测系统及预警方法 |
| CN118010952A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 山西冶金岩土工程勘察有限公司 | 一种用于河道的生态治理系统 |
| CN118094453A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 山东维平信息安全测评技术有限公司 | 一种环保信息数据化管理监测系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202818500U (zh) * | 2012-09-18 | 2013-03-20 | 天津市亚安科技股份有限公司 | 适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机 |
| CN203981661U (zh) * | 2014-05-29 | 2014-12-03 | 合肥乐然物联网技术有限公司 | 一种便携式水质在线检测仪 |
| CN110780046A (zh) * | 2018-07-29 | 2020-02-11 | 南京癸酸科技有限公司 | 一种无人船 |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110744087.3A patent/CN113419040A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202818500U (zh) * | 2012-09-18 | 2013-03-20 | 天津市亚安科技股份有限公司 | 适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机 |
| CN203981661U (zh) * | 2014-05-29 | 2014-12-03 | 合肥乐然物联网技术有限公司 | 一种便携式水质在线检测仪 |
| CN110780046A (zh) * | 2018-07-29 | 2020-02-11 | 南京癸酸科技有限公司 | 一种无人船 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 杨晓峰: "基于LBFGS 神经网络的水质评价方法优化研究" * |
| 牛培文: "基于背景差分的水面漂浮物智能监控技术研究" * |
| 邢方亮 等: "河湖水生态信息监测智能无人船的应用研究" * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113607904A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-05 | 广西合创检测技术有限公司 | 一种水质环境检测系统 |
| CN114487322A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 海南绿境高科检测有限公司 | 一种污水检测数据管理方法及系统 |
| CN115273416A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-01 | 江西省水生生物保护救助中心 | 渔业生态环境质量智能监测预警系统 |
| CN115494200A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-12-20 | 河北科技大学 | 一种水域生态环境检测系统 |
| CN115684516A (zh) * | 2022-08-29 | 2023-02-03 | 邯郸市亿润工程咨询有限公司 | 一种水利工程污水处理检测方法、装置、电子设备及介质 |
| CN115684516B (zh) * | 2022-08-29 | 2024-03-26 | 邯郸市亿润工程咨询有限公司 | 一种水利工程污水处理检测方法、装置、电子设备及介质 |
| CN116539372A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-08-04 | 上海科泽智慧环境科技有限公司 | 一种适用于不同环境下的水质监测装置以及使用方法 |
| CN116539372B (zh) * | 2023-07-04 | 2023-09-01 | 上海科泽智慧环境科技有限公司 | 一种适用于不同环境下的水质监测装置以及使用方法 |
| CN117782205A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-29 | 甘肃省武威生态环境监测中心 | 一种河道环境检测系统及预警方法 |
| CN118010952A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 山西冶金岩土工程勘察有限公司 | 一种用于河道的生态治理系统 |
| CN118094453A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 山东维平信息安全测评技术有限公司 | 一种环保信息数据化管理监测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113419040A (zh) | 一种河道环境管理用的水质监测装置 | |
| CN110796834B (zh) | 车辆淹水的报警方法及系统、车辆和可读存储介质 | |
| CN106065631A (zh) | 一种带视频监测与定位查询管理的地下污水智能井盖 | |
| CN204507186U (zh) | 河湖水质信息远程监测浮标 | |
| CN111650872A (zh) | 一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统 | |
| CN210310794U (zh) | 可远程控制的水质检测船 | |
| CN107449884B (zh) | 一种基于无线传感器网络的污水监测系统 | |
| CN209745950U (zh) | 一种应用于渔业养殖的监测设备 | |
| CN208596315U (zh) | 水产养殖全面管理系统 | |
| CN113902601A (zh) | 一种基于智慧灯杆的城市管理系统 | |
| CN103513014A (zh) | 一种多传感器水体多污染参数实时监测预警装置 | |
| CN110988294A (zh) | 一种小流域水环境智慧监控系统 | |
| CN109255965A (zh) | 一种中央控制交管系统 | |
| CN115372571A (zh) | 一种水环境智能监测系统 | |
| CN103297509B (zh) | 基于太阳能无线传感网络节点的监测系统 | |
| CN205219096U (zh) | 校园夜间安全巡逻机器人 | |
| CN107884539A (zh) | 一种环境水质远程监控系统 | |
| CN111089634A (zh) | 一种水位监测装置及方法 | |
| CN117269046A (zh) | 一种水质监测设备 | |
| CN208155846U (zh) | 一种自来水水质光学检测装置 | |
| CN115684039A (zh) | 一种基于误差控制的水质监测系统及方法 | |
| CN202887397U (zh) | 地质环境灾害视频监测器 | |
| CN206058238U (zh) | 一种基于编码技术的水务信息分布管理系统 | |
| CN211317464U (zh) | 一种水位监测装置 | |
| CN109348585A (zh) | 一种城市智慧照明系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210921 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |