CN113848294A - 一种水质应急智能监测系统及其方法 - Google Patents

一种水质应急智能监测系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水质应急智能监测系统及其方法，包括：扫码终端，用于扫描二维码将现场的水质在线监测仪表录入至主控单元内，并通过扫描不同待测水样的二维码；主控单元，其内预设有相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息，根据现场测试的不同待测水样和现场的水质在线监测仪表生成相应的二维码，并根据扫码终端扫描得到的待测水样生成相应水样测试任务并发送至水质在线监测仪表；水质在线监测仪表，与所述主控单元连接，用于自动化水样测试。本发明把现场水质应急实验室的设备协调联动起来，通过智能控制替代人工操作，改变原有水质应急监测效率低，搭建成本高等问题，实现水质应急监测的物联网化的快捷智能应用。

Description

一种水质应急智能监测系统及其方法
技术领域
本发明涉及环境监测领域，具体涉及一种水质应急智能监测系统及其方法。
背景技术
目前各省市环境监测部门均配备了快速应急水质监测移动实验室，能够实现对于任意地点水质的应急快速监测。但目前临时水质实验室存在一些问题，由于每次应急任务涉及到的设备众多，应急水质测试任务量大，在河流断面湖泊等户外场所涉及到的监测采样点众多，时间要求紧迫，所以造成了每次应急实验室建设维护需要的人员众多，并且目前的应急水质实验室测试流程由于现场搭建匆忙，都由人工进行设备控制，水质监测数据汇总统计也由人工完成，造成效率低下，人员和经济成本高、应急数据无法得到快速有效应用等问题。
发明内容
发明目的：本发明针对上述不足，提出了一种水质应急智能监测系统及其方法，通过近距离无线组网通信，把现场水质应急实验室的设备协调联动起来，通过智能控制替代人工操作，改变原有水质应急监测效率低，搭建成本高等问题，实现水质应急监测的物联网化的快捷智能应用。
技术方案：
一种水质应急智能监测系统，包括：
扫码终端，用于扫描二维码将现场的水质在线监测仪表录入至主控单元内，并通过扫描不同待测水样的二维码并发送至主控单元；
主控单元，其内预设有相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息，根据现场测试的不同待测水样和现场的水质在线监测仪表生成相应的二维码，并根据扫码终端扫描得到的待测水样生成相应水样测试任务并发送至水质在线监测仪表；同时，实时获取水质在线监测仪表的运行状态及其测试信息；
水质在线监测仪表，与所述主控单元连接，用于自动化水样测试。
还包括远程中心平台，所述远程中心平台与所述主控单元之间通过互联网连接；
在所述远程中心平台内预设有相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息。
在所述远程中心平台通过互联网控制主控单元，实现异地远程的现场实时管理。
所述主控单元通过输入输出单元与所述水质在线监测仪表及扫码终端连接。
所述主控单元与水质在线监测仪表及扫码终端通信连接。
所述待测水样的二维码内包括如下信息：对应待测水样的因子编码、采集时间以及流域编号。
所述水质在线监测仪表通过WIFI网络接口、有线网络接口或蓝牙接口与所述主控单元连接。
所述主控单元为上位机。
一种采用前述水质应急智能监测系统的水质应急智能监测方法，包括步骤：
(1)通过人工采集好用于现场测试的不同待测水样，进行因子编码，并将相应待测水样信息录入至主控单元，之后装瓶封装，并贴上相应二维码；其中，待测水样信息包括其因子编码、采集时间以及流域编号；
(2)通过扫码终端扫描二维码将现场的水质在线监测仪表录入至主控单元内；
(3)扫码终端扫描待测水样的二维码，主控单元根据二维码中的因子编码识别得到相应的待测水样信息，并由主控单元内预设的相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息，并据此生成相应水样测试任务发送至水质在线监测仪表；
(4)水质在线监测仪表进行自动化水样测试。
所述步骤(3)中，主控单元根据相应的水质在线监测仪表的状态，判断其是否空闲，若空闲，则根据水样测试任务进行相应的水样测试；若不空闲，则进行任务排队，直至空闲之后进行水样测试。
有益效果：本发明把现场水质应急实验室的设备协调联动起来，通过智能控制替代人工操作，改变原有水质应急监测效率低，搭建成本高等问题，实现水质应急监测的物联网化的快捷智能应用。
附图说明
图1为本发明的系统组成图。
图2为本发明的系统组成拓扑结构图。
图3为本发明的系统功能架构图。
图4为本发明的主控通信芯片示意图。
图5为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
图1为本发明的系统组成图。如图1所示，本发明的水质应急智能监测系统包括远程中心平台、主控单元、通讯管理单元、输入输出单元及外部设备单元；其中，远程中心平台与主控单元之间通过互联网连接，外部设备单元包括水质在线监测仪表及扫码终端，主控单元通过输入输出单元与水质在线监测仪表及扫码终端连接；其中，输入输出单元为各连接接口，但本发明中主控单元也可以通过通信管理单元与水质在线监测仪表及扫码终端通信连接。
其中，通信管理单元通过控制主机连接通讯管理器进行现场组网管理，其承接WIFI、Zgibee组网，是一套承载多种模式处理的信号系统，通过TCP或有线的方式与控制主机进行通信，进行数据及控制信号的转发；通讯管理器可以连入互联网，实现非本地的远程控制，本通信管理器支持超过200个终端的接入。
远程中心平台或主控单元中预先录入不同因子编码的待测水样信息及水质在线监测仪表信息，并分别生成不同待测水样的二维码及水质在线监测仪表的二维码；其中，通过人工采集好用于现场测试的不同待测水样，进行因子编码，并将相应待测水样信息录入至远程中心平台或主控单元，之后装瓶封装，并贴上远程中心平台或主控单元生成的相应二维码；将远程中心平台或主控单元生成的水质在线监测仪表的二维码贴在相应的水质在线监测仪表上。其中，待测水样信息包括其因子编码、采集时间以及流域编号；
在远程中心平台或主控单元内还预设有相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息以及相应测试参数；同时，主控单元实时获取水质在线监测仪表的运行状态及其测试信息。
在远程中心平台内还设有实时管理模块，可以通过互联网控制主控单元，进而实现异地远程的现场实时管理。
水质在线监测仪表通过WIFI网络接口、有线网络接口或蓝牙接口与主控单元连接，用于自动化水样测试。
本发明中，主控单元为上位机，扫码终端在现场分别扫描待测水样瓶和现场的水质在线监测仪表上的二维码，并发送至主控单元；主控单元获取二维码上的信息，并得到各水质在线监测仪表信息；同时主控单元根据待测水样的因子编码识别得到相应的待测水样信息，并由远程中心平台或主控单元内预设的相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息以及相应测试参数得到相应待测水样所需水质在线监测仪表的设备信息及相应测试参数，并据此生成相应水样测试任务；同时实时接收水质在线监测仪表相应的监测状态与信息、过程状态以及告警信息。
在本发明中，主控单元根据相应的水质在线监测仪表的状态，判断其是否空闲，若空闲，则根据水样测试任务进行相应的水样测试；若不空闲，则进行任务排队，直至空闲之后进行水样测试。
结合图2和图5进行说明：
参考图2，在应急水质监测现场部署好本系统后，通过以下流程将现场监测设备接入本系统中：
步骤1：系统通电初始化，可选择是否接入互联网；
步骤2：通过远程中心平台生成水质在线监测仪表的设备的唯一标识的二维码信息并打印，贴到相应的监测仪表上，起到监测仪表识别以及功能判断。
步骤3：通过本系统终端的串口或网口，将现场监测仪表接入到本系统中。一个终端的串口支持连入最多10个设备。
步骤4：通过人工采集好用于现场测试的不同待测水样并进行因子编码，之后装瓶封装，通过远程中心平台生成生成不同待测水样的二维码并打印，将其粘贴在相应水样瓶上。
步骤5：开启扫码终端。
现场系统运行后，只需要一个人即可进行整个现场的快速水质测试。其操作流程如下所示：
步骤1：放置水样瓶到待测位置中，扫描水样瓶的二维码信息，扫码终端通过网络自动将二维码信息录入到主控单元中。
步骤2：主控单元根据二维码信息自动判断水样类型，根据当前接入仪表设备在线情况和当前任务情况，选择已录入二维码信息的仪表中适合的仪表进行自动化水样测试。
步骤4：控制系统根据在线仪表的设备的状态反馈自动判断当前的测试状态，待测试结果产生后自动进行归类归档，将其任务信息，结果信息，过程信息等一并输出到相应的展示端，如出现故障也会进行告警提示。
对于现场操作人员来说，只需重复步骤1和步骤2，即可短时间内生成大量测试任务，不需要进人为的控制和数据收集，极大减轻了操作人员的负担，同时所有设备之前的交互均通过无线的方式，也很大程度方便现场应急实验室搭建。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水质应急智能监测系统，其特征在于：包括：
扫码终端，用于扫描二维码将现场的水质在线监测仪表录入至主控单元内，并通过扫描不同待测水样的二维码并发送至主控单元；
主控单元，其内预设有相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息，根据现场测试的不同待测水样和现场的水质在线监测仪表生成相应的二维码，并根据扫码终端扫描得到的待测水样生成相应水样测试任务并发送至水质在线监测仪表；同时，实时获取水质在线监测仪表的运行状态及其测试信息；
水质在线监测仪表，与所述主控单元连接，用于自动化水样测试。
2.根据权利要求1所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：还包括远程中心平台，所述远程中心平台与所述主控单元之间通过互联网连接；
在所述远程中心平台内预设有相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息。
3.根据权利要求2所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：在所述远程中心平台通过互联网控制主控单元，实现异地远程的现场实时管理。
4.根据权利要求1所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：所述主控单元通过输入输出单元与所述水质在线监测仪表及扫码终端连接。
5.根据权利要求1所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：所述主控单元与水质在线监测仪表及扫码终端通信连接。
6.根据权利要求1所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：所述待测水样的二维码内包括如下信息：对应待测水样的因子编码、采集时间以及流域编号。
7.根据权利要求1所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：所述水质在线监测仪表通过WIFI网络接口、有线网络接口或蓝牙接口与所述主控单元连接。
8.根据权利要求1所述的水质应急智能监测系统，其特征在于：所述主控单元为上位机。
9.一种采用权利要求1～8任一所述水质应急智能监测系统的水质应急智能监测方法，其特征在于：包括步骤：
(1)通过人工采集好用于现场测试的不同待测水样，进行因子编码，并将相应待测水样信息录入至主控单元，之后装瓶封装，并贴上相应二维码；其中，待测水样信息包括其因子编码、采集时间以及流域编号；
(2)通过扫码终端扫描二维码将现场的水质在线监测仪表录入至主控单元内；
(3)扫码终端扫描待测水样的二维码，主控单元根据二维码中的因子编码识别得到相应的待测水样信息，并由主控单元内预设的相应待测水样所采用的水质在线监测仪表的设备信息，并据此生成相应水样测试任务发送至水质在线监测仪表；
(4)水质在线监测仪表进行自动化水样测试。
10.根据权利要求9所述的水质应急智能监测方法，其特征在于：所述步骤(3)中，主控单元根据相应的水质在线监测仪表的状态，判断其是否空闲，若空闲，则根据水样测试任务进行相应的水样测试；若不空闲，则进行任务排队，直至空闲之后进行水样测试。
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