物联网水质监测系统设计:实时准确监测

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"基于物联网的水质监测系统设计 .pdf" 物联网(IoT)技术在环境监测领域,特别是水质监测中发挥着越来越重要的作用。本文由李甜洁、赵同刚和丘扬共同撰写,探讨了一种利用物联网技术设计的水质监测系统。在当前水资源问题日益严重的背景下,这种系统显得尤为关键。 该系统建立在MoteWorks开发套件的基础上,这是一个专门用于无线传感器网络的平台。MoteWorks提供了一个强大的框架,支持开发和部署分布式传感器网络应用。系统采用TinyOS操作系统,这是一种专门为低功耗无线传感器节点设计的实时操作系统,它优化了能效和内存使用,适合长时间无人值守的监测任务。 该水质监测系统的核心功能是实时采集和传输水质数据。通过集成各种传感器,如溶解氧传感器、pH传感器、水压传感器以及氮氧含量传感器,系统能够监测并记录多种关键的水质参数。例如,溶解氧浓度直接影响水体的生物活性,pH值反映水的酸碱性,水压则可以间接反映出水的深度和流速,而氮氧含量则是评估水体污染程度的重要指标。 为了验证系统的可靠性和准确性,研究人员进行了实验水样的测试。通过对比专业仪器的检测结果,证明了该系统能够在实际应用中提供准确的数据。这种实时、远程的监测能力对于及时发现水质异常、预防水污染事件以及维护水资源安全至关重要。 此外,物联网技术使得这些数据可以通过无线方式快速传送到中央处理单元,进一步分析和处理。这不仅提高了数据获取的效率,也为决策者提供了及时的水质信息,有助于制定有效的水资源管理和保护策略。 这篇论文展示了物联网技术在水质监测领域的潜力,提供了一个实用且可靠的解决方案。未来的研究可能会扩展到更复杂的传感器集成,增加更多的水质参数检测,或者优化数据处理算法以提高预测和预警能力。这样的系统对于保障我国的水资源安全,尤其是在偏远地区或难以直接监控的水域,具有重要意义。
2019-07-23 上传
在自来水厂、污水处理厂、造纸厂及水质监测、水文监测、环境保护等行业,需要对水质的一些参数进行监测,最重要的和最有效的监测参数是水的PH值。   这些参数需要每天定时,甚至实时进行采集和监测,在传统情况下,一般采用人工现场采集和铺设线路进行采集,前者采集成本高,采集周期长,随机误差大,不利于实时监测,后者监测距离近,监测点数少,布线成本高。   利用GPRS网络的覆盖面广,使用费用低,数据传输质量好的特点,我们推出基于GPRS网络(CDMA、GSM)的集中实时PH值监测系统。在管理中心对全厂各个采集点的数据进行集中监控,并可以采用太阳能电池供电,对江河湖的水质进行实时监控。   系统具有采集范围广,采集数据及时,系统成本低,使用费用低的特点,在水文监测,环保监测领域具有极大的使用价值。   本系统大的结构是C/S模式,在管理中心是一个TCP/IP的服务器,所有的监控点配置置PH值采集设备,即PH计,同时配置无线传输设备,即无线数据终端,监控点可以有多个,每个监控点可以分布在不同的地方,甚至全国范围。每个监控点的无线数据终端通过TCP/IP连接到管理中心的服务器上,终端是TCP/IP的客户端。整个系统是一个多点对一点的TCP/IP通信系统,采集的PH值数据直接发送到管理中心的计算机上,便于数据存储和分析处理。   系统的结构框图如图1所示。   图中的PH计放置在每个需要监测的监测点,每个PH计通过串口连接一个无线采集终端,采集终端通过GPRS无线上网,将数据通过INTERNET互联网传输到管理中心。   管理中心的计算机通过ADSL、拨号、宽带等方式连接到互联网,接收终端传输过来的PH数据。多个采集终端使用一个管理中心,数据统一传输到管理中心。在管理中心可以设置分管理中心,分管理中心也可以接收终端的数据,但是权限不一样,管理中心可以接收所有终端的数据,而分管理中心只能接收自己有权限管理的终端的数据。   系统功能 本无线PH集中监测系统具有下列功能: 多个监测点数据的集中监测,监测距离不受限制; 在管理中心对数据的采集间隔可以远程设置; PH计可以分级,分权限管理,本级只能管理本级的ph计; 全天候,24小时在线数据监测; 系统使用简便,运行和维护费用低; 系统可以任意扩展,可以任意缩减,无投资浪费; PH值可以设置多级报警,报警时间恢复时间可以记录、查询; PH数据的图表分析,打印,报表等功能; 采集数据可以实时上传到管理中心; 采集数据可以保存在终端本地,每个终端可以保存约1个月的数据。