許佳 張明珊

【摘要】水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)以3S技術(shù)集成的應(yīng)用，水質(zhì)監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)是采用嵌入式系統(tǒng)，并利用GIS、GPS、RS、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)了聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，達(dá)到信息融合、分析的目的。該系統(tǒng)的研究主要是為了給國(guó)家提供江河流域水環(huán)境安全管理的信息，為政府的相關(guān)決策提供技術(shù)依據(jù)，對(duì)我國(guó)江河流域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著很重要的意義，因此需要對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵字】物聯(lián)網(wǎng) 水環(huán)境 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

我國(guó)是一個(gè)水資源分布十分廣泛的國(guó)家，但由于人口基數(shù)過(guò)大，導(dǎo)致水資源一直處于總量緊缺、人均占有量小等情況。同時(shí)我國(guó)水資源還存在地域分布不均，水土資源匹配不平衡，城市缺水情況嚴(yán)重、水資源污染情況日趨嚴(yán)重等問(wèn)題?；谶@種情況，我國(guó)利用物聯(lián)網(wǎng)、FPRS、Zighee等技術(shù)研發(fā)了水環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警平臺(tái)，對(duì)我國(guó)主要江河湖泊等水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)主要流域水質(zhì)的監(jiān)控、信息傳遞與處理以及平臺(tái)及時(shí)顯示和預(yù)警等功能，提高了我國(guó)江河流域水資源管理力度和水環(huán)境突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力。

一、基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體構(gòu)架和設(shè)計(jì)

我國(guó)水環(huán)境的檢測(cè)技術(shù)起步在國(guó)際上相對(duì)較晚，和發(fā)達(dá)國(guó)家之間相比存在很大差距，目前水環(huán)境檢測(cè)相關(guān)技術(shù)尚處于探索階段。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)建立水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)有效的水環(huán)境網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)途徑。水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和普通信息系統(tǒng)存在一定的差異，其設(shè)計(jì)、構(gòu)建和實(shí)施均需以水環(huán)境資源的發(fā)展為中心。因此，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，其系統(tǒng)組成、流程和功能需要以水環(huán)境監(jiān)測(cè)流程為設(shè)計(jì)依據(jù)，水環(huán)境監(jiān)測(cè)流程如下圖1。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建

l、數(shù)據(jù)采集?；谖锫?lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集需要完成自動(dòng)采集環(huán)境污染信息、自動(dòng)定位以及完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上傳。數(shù)據(jù)采集終端的功能主要有安全保護(hù)、自動(dòng)定位、自動(dòng)計(jì)量、本地顯示存儲(chǔ)等功能。安全保護(hù)具有自動(dòng)運(yùn)行、通電保護(hù)、通電自行恢復(fù)運(yùn)行、狀態(tài)測(cè)試等功能，主要是用于系統(tǒng)的自我保護(hù)以及方便維修和故障處理；自動(dòng)定位主要是能夠?qū)⑼斗盼恢蔑@示出來(lái)，并將其所在位置的地理信息傳輸?shù)娇偙O(jiān)控區(qū)；自動(dòng)計(jì)量主要是能夠自行對(duì)重點(diǎn)污染水源的污水排放量進(jìn)行計(jì)量，并對(duì)其進(jìn)行連續(xù)等比采樣，記錄和監(jiān)控污染設(shè)備的運(yùn)行情況；本地顯示存儲(chǔ)主要是用于查看當(dāng)前歷史水質(zhì)信息，能夠存儲(chǔ)本地?cái)?shù)據(jù)，存儲(chǔ)有效期為一個(gè)月。

2、數(shù)據(jù)傳輸和處理。數(shù)據(jù)傳輸需要傳輸設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)。其傳輸網(wǎng)絡(luò)是采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)、中國(guó)電信CDMA網(wǎng)、3G等，現(xiàn)場(chǎng)采集使用485總線以及CAN總線會(huì)哦這無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)等。這里主要介紹了無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用。無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)相較于傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比具有省掉人工進(jìn)行水樣采集的工序；減少人工進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理的工序；提高被測(cè)參數(shù)的可靠性和及時(shí)性等優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)處理需要水質(zhì)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)處理智能分析軟件，進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的分析和處理，計(jì)算出水質(zhì)變化的情況，并給供用戶提供相關(guān)數(shù)據(jù)。

3、監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建。監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建需要數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)流域基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、流域地形數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)宅問(wèn)數(shù)據(jù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫(kù)主要是為了管理和儲(chǔ)存海量觀測(cè)數(shù)據(jù)，并能夠直接顯示、查詢和輸出各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)，監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建還需要對(duì)流域水質(zhì)管理體系和業(yè)務(wù)模型、突發(fā)事件應(yīng)急處理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)和預(yù)警平臺(tái)功能體系等進(jìn)行研究。讓監(jiān)控平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、功能反復(fù)利用、協(xié)同處理數(shù)據(jù)等功能，并為其提供優(yōu)良的迅速構(gòu)建和擴(kuò)展環(huán)境。

三、結(jié)束語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中能夠提高水環(huán)境監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和高效性。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以一套在線分析儀為中心，利用現(xiàn)代先進(jìn)的傳感器、自動(dòng)控制、自動(dòng)測(cè)量、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等科技以及物聯(lián)網(wǎng)所組成的一個(gè)綜合性極強(qiáng)的在線水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建主要是由數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸和處理部分、監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建三部分組成，其中運(yùn)用了GIS技術(shù)、GPS技術(shù)、RS技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等，很大程度提高我同水環(huán)境監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。