CN113834528A - 一种水环境监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水环境监控技术领域，公开了一种水环境监控系统，包括监控模块、云服务器、后台管理器、报警装置和若干个数据采集装置；监控模块通过以太网与云服务器相连接，每个数据采集模块均与监控模块相连接，后台管理器与云服务器相连接，报警装置与监控模块相连接；数据采集装置用于采集水质参数，监控模块用于接收数据采集模块所采集到的数据并构建NO‑IoT数据平台，云服务器用于接收和存储监控模块传输的数据。本发明的一种水环境监控系统，通过数据采集模块对不同位置水域的水质进行检测，并将数据传输给监控模块，监控模块将数据发送到云服务器，便于工作人员通过计算机或移动终端查看各个节点的数据，实现对不同水域水质的在线实时监控。
Description
技术领域
本发明属于水环境监控技术领域，具体涉及一种水环境监控系统及方法。
背景技术
水是生命之源、生产之要、生态之基，然而水污染却日趋严重。水污染主要是由人类活动产生的污染物造成，它包括矿山污染源，工业污染源，农业污染源和生活污染源四大部分。水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失，污染环境的水。污水中的酸、碱、氧化剂，以及铜、镉、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物，会毒死水生生物，影响饮用水源、风景区景观。污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的氧，影响水生生物的生命，水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、硫醇等难闻气体，使水质进一步恶化。日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有80％是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作"世界头号杀手"。水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康。
由于不同地理区域(如工业污水区、生活用水区、江河湖泊区)的水质信息往往需要具有不同的要求，故现有的自动监测设备大多数针对于一类水源地进行监控，如监控工业污水区时采用一套设备，监控江河湖泊时采用另一套设备，监控生活用水时又采用其他监控设备；不便于对水质信息的综合管控。
同时，现有的监控方式中，信息都是集中到监控中心，在工作人员进行水环境治理过程中，往往需要与监控中心的人员进行通讯，才能对治理后水质信息情况进行了解，不能直接查看水质信息，降低了工作效率。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种水环境监控系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种水环境监控系统，包括监控模块、云服务器、后台管理器、报警装置和若干个数据采集装置；所述监控模块通过以太网与所述云服务器相连接，每个所述数据采集模块均与所述监控模块相连接，所述后台管理器与所述云服务器相连接，所述报警装置与所述监控模块相连接；所述数据采集装置用于采集水质参数，所述监控模块用于接收所述数据采集模块所采集到的数据并构建NO-IoT数据平台，所述云服务器用于接收和存储所述监控模块传输的数据；
所述数据采集模块包括蓄电池、采水组件、传感组件、数据采集控制芯片、NB-IoT通信装置；所述传感组件和所述NB-IoT通信装置均与所述数据采集控制芯片相连接，所述传感组件、所述数据采集控制芯片和所述NB-IoT通信装置均与所述蓄电池相连接；所述传感装置用于采集水质参数并将采集到的水质参数数据发送到所述数据采集控制芯片，所述数据控制器用于接收水质参数数据并对接收到的数据进行处理，所述数据控制器将处理好的数据通过NB-IoT通信装置发送给所述监控模块。
更进一步的，所述传感组件包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、氨氮传感器和水中油传感器；所述溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、光学传感器、氨氮传感器和水中油传感器的输出端均与所述数据采集控制芯片相连接；
所述溶解氧传感器用于测量水中的溶解氧含量，并将溶解氧含量数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述pH传感器用于测量水的pH值，并将pH值发送到所述数据采集控制芯片上；所述温度传感器用于测量水的温度，并将温度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述浊度传感器用于测量水的浊度，并将浊度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述氨氮传感器用于测量水中氨氮浓度数据，并将氨氮浓度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述水中油传感器用于测量水中油的浓度，并将水中油浓度发送到所述数据采集控制芯片上。
更进一步的，所述数据采集模块还包括与所述数据采集控制芯片相连接定位模块，所述定位模块用于采集位置数据并将位置数据发送到所述数据采集控制芯片。
更进一步的，所述采水组件包括水泵、管道和储水装置，所述管道的一端与所述水泵相连接，所述管道远离所述水泵的一端与所述储水装置相连接。
更进一步的，所述述数据采集模块还包括太阳能控制器，所述太阳能控制器与所述蓄电池相连接。
更进一步的，所述水环境监控系统还包括移动终端，所述移动终端与所述监控模块通信连接。
更进一步的，所述报警装置通过线缆与所述监控模块相连接。
更进一步的，所述移动终端为平板电脑或手机。
更进一步的，所述数据采集控制芯片为stm32芯片。
上述的水环境监控系统的监控方法，包括如下步骤：
S1.在不同地点的水域设置数据采集模块；
S2.利用所述数据采集模块测量水质的各项数据并将采集到的数据传输给所述监控模块，所述数据采集模块测量的数据包括水中的溶解氧含量、水的pH值、水的温度、水的浊度、水中氨氮浓度及水中油的浓度；
S3.所述监控模块接收来自所述数据采集模块的各项数据，构建NB-IoT数据平台，并将数据传输给所述云服务器和所述移动终端；同时，所述监控模块对数据进行分析，判断是否需要报警；若判断为是，则将报警信号发送给所述报警装置，所述报警装置接收到报警信号发出报警信息；若判断为否，则不向所述报警装置发送信息；
S4.所述云服务器接收来自所述监控模块的数据，对数据进行存储。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明的有益效果为：
本发明的一种水环境监控系统，通过数据采集模块对不同位置水域的水质进行检测，并将数据传输给监控模块，监控模块将数据发送到云服务器，便于工作人员通过计算机或移动终端查看各个节点的数据，实现对不同水域水质的在线实时监控，有利于提高工作效率。
附图说明
图1是本发明水环境监控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
如图1所示，本实施例的一种水环境监控系统，包括监控模块、云服务器、后台管理器、报警装置和若干个数据采集装置；所述监控模块通过以太网与所述云服务器相连接，每个所述数据采集模块均与所述监控模块相连接，所述后台管理器与所述云服务器相连接，所述报警装置与所述监控模块相连接；所述数据采集装置用于采集水质参数，所述监控模块用于接收所述数据采集模块所采集到的数据并构建NO-IoT数据平台，所述云服务器用于接收和存储所述监控模块传输的数据；
所述数据采集模块包括蓄电池、采水组件、传感组件、数据采集控制芯片、NB-IoT通信装置；所述传感组件和所述NB-IoT通信装置均与所述数据采集控制芯片相连接，所述传感组件、所述数据采集控制芯片和所述NB-IoT通信装置均与所述蓄电池相连接；所述传感装置用于采集水质参数并将采集到的水质参数数据发送到所述数据采集控制芯片，所述数据控制器用于接收水质参数数据并对接收到的数据进行处理，所述数据控制器将处理好的数据通过NB-IoT通信装置发送给所述监控模块。
本实施例的一种水环境监控方法，包括如下步骤：
S1.在不同地点的水域设置数据采集模块；
S2.利用所述数据采集模块测量水质的各项数据并将采集到的数据传输给所述监控模块，所述数据采集模块测量的数据包括水中的溶解氧含量、水的pH值、水的温度、水的浊度、水中氨氮浓度及水中油的浓度；
S3.所述监控模块接收来自所述数据采集模块的各项数据，构建NB-IoT数据平台，并将数据传输给所述云服务器和所述移动终端；同时，所述监控模块对数据进行分析，判断是否需要报警；若判断为是，则将报警信号发送给报警装置，所述报警装置接收到报警信号发出报警信息；若判断为否，则不向报警装置发送信息；
S4.所述云服务器接收来自所述监控模块的数据，对数据进行存储。
实施例2：
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化的限定，如图1所示，本实施例的一种水环境监控系统，包括监控模块、云服务器、后台管理器、报警装置和若干个数据采集装置；所述监控模块通过以太网与所述云服务器相连接，每个所述数据采集模块均与所述监控模块相连接，所述后台管理器与所述云服务器相连接，所述报警装置与所述监控模块相连接；所述数据采集装置用于采集水质参数，所述监控模块用于接收所述数据采集模块所采集到的数据并构建NO-IoT数据平台，所述云服务器用于接收和存储所述监控模块传输的数据；
所述数据采集模块包括蓄电池、采水组件、传感组件、数据采集控制芯片、NB-IoT通信装置；所述传感组件和所述NB-IoT通信装置均与所述数据采集控制芯片相连接，所述传感组件、所述数据采集控制芯片和所述NB-IoT通信装置均与所述蓄电池相连接；所述传感装置用于采集水质参数并将采集到的水质参数数据发送到所述数据采集控制芯片，所述数据控制器用于接收水质参数数据并对接收到的数据进行处理，所述数据控制器将处理好的数据通过NB-IoT通信装置发送给所述监控模块。
所述传感组件包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、氨氮传感器和水中油传感器；所述溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、光学传感器、氨氮传感器和水中油传感器的输出端均与所述数据采集控制芯片相连接；
所述溶解氧传感器用于测量水中的溶解氧含量，并将溶解氧含量数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述pH传感器用于测量水的pH值，并将pH值发送到所述数据采集控制芯片上；所述温度传感器用于测量水的温度，并将温度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述浊度传感器用于测量水的浊度，并将浊度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述氨氮传感器用于测量水中氨氮浓度数据，并将氨氮浓度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述水中油传感器用于测量水中油的浓度，并将水中油浓度发送到所述数据采集控制芯片上。
本实施例的一种水环境监控方法，包括如下步骤：
S1.在不同地点的水域设置数据采集模块；
S2.利用所述数据采集模块测量水质的各项数据并将采集到的数据传输给所述监控模块，所述数据采集模块测量的数据包括水中的溶解氧含量、水的pH值、水的温度、水的浊度、水中氨氮浓度及水中油的浓度；
S3.所述监控模块接收来自所述数据采集模块的各项数据，构建NB-IoT数据平台，并将数据传输给所述云服务器和所述移动终端；同时，所述监控模块对数据进行分析，判断是否需要报警；若判断为是，则将报警信号发送给报警装置，所述报警装置接收到报警信号发出报警信息；若判断为否，则不向报警装置发送信息；
S4.所述云服务器接收来自所述监控模块的数据，对数据进行存储。
实施例3：
本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化的限定，如图1所示，本实施例的一种水环境监控系统，包括本实施例的一种水环境监控系统，包括监控模块、云服务器、后台管理器、报警装置和若干个数据采集装置；所述监控模块通过以太网与所述云服务器相连接，每个所述数据采集模块均与所述监控模块相连接，所述后台管理器与所述云服务器相连接，所述报警装置与所述监控模块相连接；所述数据采集装置用于采集水质参数，所述监控模块用于接收所述数据采集模块所采集到的数据并构建NO-IoT数据平台，所述云服务器用于接收和存储所述监控模块传输的数据；
所述数据采集模块包括蓄电池、采水组件、传感组件、数据采集控制芯片、NB-IoT通信装置；所述传感组件和所述NB-IoT通信装置均与所述数据采集控制芯片相连接，所述传感组件、所述数据采集控制芯片和所述NB-IoT通信装置均与所述蓄电池相连接；所述传感装置用于采集水质参数并将采集到的水质参数数据发送到所述数据采集控制芯片，所述数据控制器用于接收水质参数数据并对接收到的数据进行处理，所述数据控制器将处理好的数据通过NB-IoT通信装置发送给所述监控模块。
所述传感组件包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、氨氮传感器和水中油传感器；所述溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、光学传感器、氨氮传感器和水中油传感器的输出端均与所述数据采集控制芯片相连接。
所述数据采集模块还包括与所述数据采集控制芯片相连接定位模块，所述定位模块用于采集位置数据并将位置数据发送到所述数据采集控制芯片。
所述采水组件包括水泵、管道和储水装置，所述管道的一端与所述水泵相连接，所述管道远离所述水泵的一端与所述储水装置相连接。
所述述数据采集模块还包括太阳能控制器，所述太阳能控制器与所述蓄电池相连接。
所述水环境监控系统还包括移动终端和报警装置，所述移动终端与所述监控模块通信连接，所述报警装置通过线缆与所述监控模块相连接。
所述移动为平板电脑或手机。所述数据采集控制芯片为stm32芯片。
本实施例的一种水环境监控方法，包括如下步骤：
S1.在不同地点的水域设置数据采集模块；
S2.利用所述数据采集模块测量水质的各项数据并将采集到的数据传输给所述监控模块，所述数据采集模块测量的数据包括水中的溶解氧含量、水的pH值、水的温度、水的浊度、水中氨氮浓度及水中油的浓度；
S3.所述监控模块接收来自所述数据采集模块的各项数据，构建NB-IoT数据平台，并将数据传输给所述云服务器和所述移动终端；同时，所述监控模块对数据进行分析，判断是否需要报警；若判断为是，则将报警信号发送给报警装置，所述报警装置接收到报警信号发出报警信息；若判断为否，则不向报警装置发送信息；
S4.所述云服务器接收来自所述监控模块的数据，对数据进行存储。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水环境监控系统，其特征在于：包括监控模块、云服务器、后台管理器、报警装置和若干个数据采集装置；所述监控模块通过以太网与所述云服务器相连接，每个所述数据采集模块均与所述监控模块相连接，所述后台管理器与所述云服务器相连接，所述报警装置与所述监控模块相连接；所述数据采集装置用于采集水质参数，所述监控模块用于接收所述数据采集模块所采集到的数据并构建NO-IoT数据平台，所述云服务器用于接收和存储所述监控模块传输的数据；
所述数据采集模块包括蓄电池、采水组件、传感组件、数据采集控制芯片、NB-IoT通信装置；所述传感组件和所述NB-IoT通信装置均与所述数据采集控制芯片相连接，所述传感组件、所述数据采集控制芯片和所述NB-IoT通信装置均与所述蓄电池相连接；所述传感装置用于采集水质参数并将采集到的水质参数数据发送到所述数据采集控制芯片，所述数据控制器用于接收水质参数数据并对接收到的数据进行处理，所述数据控制器将处理好的数据通过NB-IoT通信装置发送给所述监控模块。
2.根据权利要求1所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述传感组件包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、氨氮传感器和水中油传感器；所述溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、浊度传感器、光学传感器、氨氮传感器和水中油传感器的输出端均与所述数据采集控制芯片相连接；
所述溶解氧传感器用于测量水中的溶解氧含量，并将溶解氧含量数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述pH传感器用于测量水的pH值，并将pH值发送到所述数据采集控制芯片上；所述温度传感器用于测量水的温度，并将温度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述浊度传感器用于测量水的浊度，并将浊度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述氨氮传感器用于测量水中氨氮浓度数据，并将氨氮浓度数据发送到所述数据采集控制芯片上；所述水中油传感器用于测量水中油的浓度，并将水中油浓度发送到所述数据采集控制芯片上。
3.根据权利要求1或2所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括与所述数据采集控制芯片相连接定位模块，所述定位模块用于采集位置数据并将位置数据发送到所述数据采集控制芯片。
4.根据权利要求1所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述采水组件包括水泵、管道和储水装置，所述管道的一端与所述水泵相连接，所述管道远离所述水泵的一端与所述储水装置相连接。
5.根据权利要求1所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括太阳能控制器，所述太阳能控制器与所述蓄电池相连接。
6.根据权利要求1所述的一种水环境监控系统，其特征在于：还包括移动终端，所述移动终端与所述监控模块通信连接。
7.根据权利要求1所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述报警装置通过线缆与所述监控模块相连接。
8.根据权利要求6所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述移动终端为平板电脑或手机。
9.根据权利要求1所述的一种水环境监控系统，其特征在于：所述数据采集控制芯片为stm32芯片。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的一种水环境监控系统的监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.在不同地点的水域设置数据采集模块；
S2.利用所述数据采集模块测量水质的各项数据并将采集到的数据传输给所述监控模块，所述数据采集模块测量的数据包括水中的溶解氧含量、水的pH值、水的温度、水的浊度、水中氨氮浓度及水中油的浓度；
S3.所述监控模块接收来自所述数据采集模块的各项数据，构建NB-IoT数据平台，并将数据传输给所述云服务器和所述移动终端；同时，所述监控模块对数据进行分析，判断是否需要报警；若判断为是，则将报警信号发送给报警装置，所述报警装置接收到报警信号发出报警信息；若判断为否，则不向报警装置发送信息；
S4.所述云服务器接收来自所述监控模块的数据，对数据进行存储。
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- 2021-09-24 CN CN202111122170.3A patent/CN113834528A/zh active Pending
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