CN113447628A - 一种水环境检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水环境检测系统，涉及水资源检测技术领域。本发明包括水环境参数采集装置、数据识别处理装置、PC控制终端、手机控制终端和水环境改善设备，水环境参数采集装置包括漂浮式水质监测站和数据采集终端，漂浮式水质监测站漂浮设置在检测水域内且通过绳索固定，漂浮式水质监测站包括浮筒和立杆，立杆固定在浮筒的底部，立杆上固定套设有安装板，安装板上安装有传感器。本发明通过设置若干个漂浮式水质监测站，且每个漂浮式水质监测站上设置三个安装板，可实现对检测水域多位置、多深度、稳定、连续的监测，提高检测的精确性，通过设置PC控制终端和手机控制终端，使得控制方式能更加多样，使用更加方便。

Description

一种水环境检测系统

技术领域

本发明属于水资源检测技术领域，特别是涉及一种水环境检测系统。

背景技术

水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成，地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等，水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，随着社会的不断发展和科技的不断进步，人们对于水环境的污染也在不断的加深，对于水环境的保护成为了人们必须要解决的问题。

实际的生产生活中，对水环境的检测具有重要意义，如渔业养殖厂内，水环境的检测能更好的了解水质，从而可提高养殖业的产量，建立多个水环境检测系统，智能化对养殖环境进行检测，保证对水质环境参数的精确控制，为养殖动物提供舒适的养殖环境，提高养殖成功率和效率，同时可根据测得的数据对水环境进行改善，使得能够更加生态环保，养殖水源进行循环利用，降低养殖成本；又如自来水厂内，通过对饮用水净化前端水体区域的水环境进行智能化的检测，根据测得的数据对水环境进行改善，添加合适量的净化药液，可降低净化成本，自来水也更加适合人们的饮用，从而保证人们的健康。

综上，水环境的检测涉及方方面面，显得及其重要，但是现有的水环境检测系统检测数据较为片面，难以正确反映一个地区真正的水质数据，且检测的智能化不足，难以根据检测数据来做智能化的应对，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水环境检测系统，通过设置若干个漂浮式水质监测站，且每个漂浮式水质监测站上设置三个安装板，可实现对检测水域多位置、多深度、稳定、连续的监测，提高检测的精确性，通过设置PC控制终端和手机控制终端，使得控制方式能更加多样，使用更加方便，解决了现有的水环境检测系统检测数据较为片面，难以正确反映一个地区真正的水质数据，且检测的智能化不足，难以根据检测数据来做智能化的应对的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种水环境检测系统，包括水环境参数采集装置、数据识别处理装置、PC控制终端、手机控制终端和水环境改善设备，所述水环境参数采集装置包括漂浮式水质监测站和数据采集终端，所述漂浮式水质监测站漂浮设置在检测水域内且通过绳索固定，所述漂浮式水质监测站包括浮筒和立杆，所述立杆固定在浮筒的底部，所述立杆上固定套设有安装板，所述安装板上安装有传感器，所述安装板的外部套设有防护网，所述浮筒的顶部设置有第一太阳能板，所述浮筒的内部分别设置有控制器、第一太阳能蓄电池、GPS定位模块和第一GPRS模块，所述数据采集终端包括终端箱体，所述终端箱体的正面上设置有显示屏，所述终端箱体的顶部分别设置有塔灯和第二太阳能板，所述终端箱体的内部分别设置有第二太阳能蓄电池、存储器和第二GPRS模块；

所述漂浮式水质监测站通过第一GPRS模块与数据采集终端网络连接，所述数据采集终端通过第二GPRS模块与数据识别处理装置网络连接；

所述数据识别处理装置包括无线数据接收模块、数据转换模块、数据分析模块、数据输出模块和数据存储模块，所述无线数据接收模块的输入端与数据采集终端的输出端网络连接，所述无线数据接收模块的输出端与数据转换模块的输入端电性连接，所述数据转换模块的输出端与数据分析模块的输入端电性连接，所述数据分析模块的输出端与数据输出模块的输入端电性连接，所述数据输出模块的输出端与数据存储模块的输入端电性连接；

所述PC控制终端包括计算机本体、通讯设备、声光报警器和显示设备，所述PC控制终端的输入端与数据输出模块的输出端电性连接，所述PC控制终端的输出端通过通讯设备与数据采集终端的输入端网络连接；

所述手机控制终端内安装有控制APP，所述手机控制终端的输入端与数据输出模块的输出端网络连接，所述手机控制终端的输出端与数据采集终端的输入端网络连接；

所述水环境改善设备包括药液计量泵、电加热组件、供水泵、供水管道以及加药管道，所述水环境改善设备的输入端与数据采集终端的输出端电性连接，所述水环境改善设备设置在目标检测水域内，当检测到水质超标时，用以改善水质。

进一步地，所述漂浮式水质监测站设置有若干个，若干个所述漂浮式水质监测站呈网格状均匀设置在同一个检测水域内且通过绳索相互固定，且同一个检测水域内的数据采集终端设置有一个，若干个所述漂浮式水质监测站均与该数据采集终端网络连接，在检测某一水域的过程中，先通过GPS测量仪将水域的形状、面积测出来，再进行网格化处理，网格交点即为漂浮式水质监测站放置点。

进一步地，所述数据识别处理装置和PC控制终端组合成上位机，所述上位机设置在监控中心内，且所述数据识别处理装置设置在PC控制终端的计算机本体内。

进一步地，所述数据采集终端设置有若干个，若干个所述数据采集终端分布在不同的检测水域内，且若干个所述数据采集终端均与同一个上位机网络连接，可通过同一个监测中心对多个检测水域进行集中式管理，提高管理效率，便于对多个检测水域进行控制。

进一步地，所述安装板上分别安装有浊度传感器、pH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、余氯传感器、氨氮传感器、水温传感器和水位传感器，用以监测水体的浊度、pH、电导率、溶解氧、余氯、氨氮含量、水温和水位。

进一步地，所述安装板设置有三个，三个所述安装板等间距设置在立杆上，且三个所述安装板的潜水深度分别设置为1m、2m和3m，传感器的潜水深度可根据现场水域的实际情况进行定制，保证可在同一位置、多深度、稳定、连续的监测即可。

进一步地，所述数据分析模块采用Surfer软件将安装板的空间分布图和水质监测数值分布图绘制出来，再利用空间插值法得到目标检测水域内的整体水质数据，通过空间插值法得到的数据更能反映该检测水域某一时刻的水质情况，检测结果能更加精确。

进一步地，所述PC控制终端将目标检测水域内的整体水质数据与设定的水质数据上下限作比较时，该目标检测水域内的整体水质数据采用该区域一段时间内稳定、连续的整体水质数据的平均值，通过空间插值法得到的数据仅仅是该检测水域某一时刻的水质数据，难以真实反映检测水域的整体水质情况，故需要将一段时间连续测量的由空间插值法得到的水质数据的平均值，作为比对数据，能更加准确反映检测水域的整体水质情况。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置若干个漂浮式水质监测站，且每个漂浮式水质监测站上设置三个安装板，可实现对检测水域多位置、多深度、稳定、连续的监测，提高检测的精确性，能正确反映一个地区真正的水质数据，检测智能化程度高，可根据检测数据来做智能化的应对，且数据采用空间插值法进行处理，更加合理，在自动化控制时，PC控制终端将目标检测水域内的整体水质数据与设定的水质数据上下限作比较时，该目标检测水域内的整体水质数据采用该区域一段时间内稳定、连续的整体水质数据的平均值，能大幅度提高控制的准确性。

2、本发明通过设置PC控制终端和手机控制终端，使得控制方式能更加多样，可通过PC控制终端内的计算机进行自动化控制，亦可通过手机控制终端内的APP进行手动控制，且工作人员可随时随地查看水质的检测情况，整个系统的使用更加方便。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体原理图；

图2为本发明的漂浮式水质监测站和数据采集终端分布图；

图3为本发明的漂浮式水质监测站结构示意图；

图4为本发明的数据采集终端结构示意图；

图5为本发明的原理框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、水环境参数采集装置；2、数据识别处理装置；3、PC控制终端；4、手机控制终端；5、水环境改善设备；6、漂浮式水质监测站；7、数据采集终端；8、绳索；201、无线数据接收模块；202、数据转换模块；203、数据分析模块；204、数据输出模块；205、数据存储模块；601、浮筒；602、立杆；603、安装板；604、防护网；605、第一太阳能板；606、控制器；607、第一太阳能蓄电池；608、GPS定位模块；609、第一GPRS模块；701、终端箱体；702、显示屏；703、塔灯；704、第二太阳能板；705、第二太阳能蓄电池；706、存储器；707、第二GPRS模块。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，本发明为一种水环境检测系统，包括水环境参数采集装置1、数据识别处理装置2、PC控制终端3、手机控制终端4和水环境改善设备5，水环境参数采集装置1包括漂浮式水质监测站6和数据采集终端7，漂浮式水质监测站6漂浮设置在检测水域内且通过绳索8固定，漂浮式水质监测站6包括浮筒601和立杆602，立杆602固定在浮筒601的底部，立杆602上固定套设有安装板603，安装板603上安装有传感器，安装板603上分别安装有浊度传感器、pH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、余氯传感器、氨氮传感器、水温传感器和水位传感器，用以监测水体的浊度、pH、电导率、溶解氧、余氯、氨氮含量、水温和水位，安装板603的外部套设有防护网604，浮筒601的顶部设置有第一太阳能板605，浮筒601的内部分别设置有控制器606、第一太阳能蓄电池607、GPS定位模块608和第一GPRS模块609，第一太阳能蓄电池607与第一太阳能板605电性连接，通过第一太阳能板605对其进行充电，GPS定位模块608可对漂浮式水质监测站6进行定位，并将位置信息发送至上位机，数据采集终端7包括终端箱体701，终端箱体701的正面上设置有显示屏702，终端箱体701的顶部分别设置有塔灯703和第二太阳能板704，终端箱体701的内部分别设置有第二太阳能蓄电池705、存储器706和第二GPRS模块707，第二太阳能蓄电池705与第二太阳能板704电性连接，通过第二太阳能板704对其进行充电，漂浮式水质监测站6通过第一GPRS模块609与数据采集终端7网络连接，数据采集终端7通过第二GPRS模块707与数据识别处理装置2网络连接，使用时，通过多个漂浮式水质监测站6检测目标水域内的水质数据，然后通过网络将测得的数据传输给数据采集终端7，数据采集终端7将测得的数据传输给远程上位机内的数据识别处理装置2。

请参阅图5所示，数据识别处理装置2包括无线数据接收模块201、数据转换模块202、数据分析模块203、数据输出模块204和数据存储模块205，无线数据接收模块201的输入端与数据采集终端7的输出端网络连接，无线数据接收模块201的输出端与数据转换模块202的输入端电性连接，数据转换模块202的输出端与数据分析模块203的输入端电性连接，数据分析模块203的输出端与数据输出模块204的输入端电性连接，数据输出模块204的输出端与数据存储模块205的输入端电性连接，数据分析模块203采用Surfer软件将安装板603的空间分布图和水质监测数值分布图绘制出来，再利用空间插值法得到目标检测水域内的整体水质数据，使用时，数据识别处理装置2接收从数据采集终端7传输的数据，并进行数据处理，并将处理结果一方面存储在数据存储模块205内，另一方面传输至PC控制终端3。

请参阅图5所示，PC控制终端3包括计算机本体、通讯设备、声光报警器和显示设备，PC控制终端3的输入端与数据输出模块204的输出端电性连接，PC控制终端3的输出端通过通讯设备与数据采集终端7的输入端网络连接，数据识别处理装置2和PC控制终端3组合成上位机，上位机设置在监控中心内，且数据识别处理装置2设置在PC控制终端3的计算机本体内，使用时，PC控制终端3接收到数据识别处理装置2处理后的水质信息，然后与PC控制终端3内设定的水质数据上下限作比较时，进而控制水环境改善设备5的运行状态，其中，PC控制终端3将目标检测水域内的整体水质数据与设定的水质数据上下限作比较时，该目标检测水域内的整体水质数据采用该区域一段时间内稳定、连续的整体水质数据的平均值。

请参阅图5所示，手机控制终端4内安装有控制APP，手机控制终端4的输入端与数据输出模块204的输出端网络连接，手机控制终端4的输出端与数据采集终端7的输入端网络连接，使用时，通过手机控制终端4可随时观看检测水域的水质情况，并可通过控制APP控制数据采集终端7，进而控制水环境改善设备5的运行。

请参阅图5所示，水环境改善设备5包括药液计量泵、电加热组件、供水泵、供水管道以及加药管道，水环境改善设备5的输入端与数据采集终端7的输出端电性连接。

其中如图2-3所示，安装板603设置有三个，三个安装板603等间距设置在立杆602上，且三个安装板603的潜水深度分别设置为1m、2m和3m，漂浮式水质监测站6设置有若干个，若干个漂浮式水质监测站6呈网格状均匀设置在同一个检测水域内且通过绳索8相互固定，且同一个检测水域内的数据采集终端7设置有一个，若干个漂浮式水质监测站6均与该数据采集终端7网络连接，数据采集终端7设置有若干个，若干个数据采集终端7分布在不同的检测水域内，且若干个数据采集终端7均与同一个上位机网络连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种水环境检测系统，包括水环境参数采集装置（1）、数据识别处理装置（2）、PC控制终端（3）、手机控制终端（4）和水环境改善设备（5），其特征在于：所述水环境参数采集装置（1）包括漂浮式水质监测站（6）和数据采集终端（7），所述漂浮式水质监测站（6）漂浮设置在检测水域内且通过绳索（8）固定，所述漂浮式水质监测站（6）包括浮筒（601）和立杆（602），所述立杆（602）固定在浮筒（601）的底部，所述立杆（602）上固定套设有安装板（603），所述安装板（603）上安装有传感器，所述安装板（603）的外部套设有防护网（604），所述浮筒（601）的顶部设置有第一太阳能板（605），所述浮筒（601）的内部分别设置有控制器（606）、第一太阳能蓄电池（607）、GPS定位模块（608）和第一GPRS模块（609），所述数据采集终端（7）包括终端箱体（701），所述终端箱体（701）的正面上设置有显示屏（702），所述终端箱体（701）的顶部分别设置有塔灯（703）和第二太阳能板（704），所述终端箱体（701）的内部分别设置有第二太阳能蓄电池（705）、存储器（706）和第二GPRS模块（707）；

所述漂浮式水质监测站（6）通过第一GPRS模块（609）与数据采集终端（7）网络连接，所述数据采集终端（7）通过第二GPRS模块（707）与数据识别处理装置（2）网络连接；

所述数据识别处理装置（2）包括无线数据接收模块（201）、数据转换模块（202）、数据分析模块（203）、数据输出模块（204）和数据存储模块（205），所述无线数据接收模块（201）的输入端与数据采集终端（7）的输出端网络连接，所述无线数据接收模块（201）的输出端与数据转换模块（202）的输入端电性连接，所述数据转换模块（202）的输出端与数据分析模块（203）的输入端电性连接，所述数据分析模块（203）的输出端与数据输出模块（204）的输入端电性连接，所述数据输出模块（204）的输出端与数据存储模块（205）的输入端电性连接；

所述PC控制终端（3）包括计算机本体、通讯设备、声光报警器和显示设备，所述PC控制终端（3）的输入端与数据输出模块（204）的输出端电性连接，所述PC控制终端（3）的输出端通过通讯设备与数据采集终端（7）的输入端网络连接；

所述手机控制终端（4）内安装有控制APP，所述手机控制终端（4）的输入端与数据输出模块（204）的输出端网络连接，所述手机控制终端（4）的输出端与数据采集终端（7）的输入端网络连接；

所述水环境改善设备（5）包括药液计量泵、电加热组件、供水泵、供水管道以及加药管道，所述水环境改善设备（5）的输入端与数据采集终端（7）的输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述漂浮式水质监测站（6）设置有若干个，若干个所述漂浮式水质监测站（6）呈网格状均匀设置在同一个检测水域内且通过绳索（8）相互固定，且同一个检测水域内的数据采集终端（7）设置有一个，若干个所述漂浮式水质监测站（6）均与该数据采集终端（7）网络连接。

3.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述数据识别处理装置（2）和PC控制终端（3）组合成上位机，所述上位机设置在监控中心内，且所述数据识别处理装置（2）设置在PC控制终端（3）的计算机本体内。

4.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述数据采集终端（7）设置有若干个，若干个所述数据采集终端（7）分布在不同的检测水域内，且若干个所述数据采集终端（7）均与同一个上位机网络连接。

5.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述安装板（603）上分别安装有浊度传感器、pH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、余氯传感器、氨氮传感器、水温传感器和水位传感器，用以监测水体的浊度、pH、电导率、溶解氧、余氯、氨氮含量、水温和水位。

6.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述安装板（603）设置有三个，三个所述安装板（603）等间距设置在立杆（602）上，且三个所述安装板（603）的潜水深度分别设置为1m、2m和3m。

7.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述数据分析模块（203）采用Surfer软件将安装板（603）的空间分布图和水质监测数值分布图绘制出来，再利用空间插值法得到目标检测水域内的整体水质数据。

8.根据权利要求1所述的一种水环境检测系统，其特征在于：所述PC控制终端（3）将目标检测水域内的整体水质数据与设定的水质数据上下限作比较时，该目标检测水域内的整体水质数据采用该区域一段时间内稳定、连续的整体水质数据的平均值。

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