基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案布線困難、成本高等不足，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溶解氧、PH值、溫度等多參數(shù)的采集、傳輸、處理。該方案便于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，適用于飲用水及養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：傳感器；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；ZigBee；GPRS

0 引言
為了徹底解決傳統(tǒng)人工水質(zhì)監(jiān)測(cè)及DCS、現(xiàn)場(chǎng)總線方式在管理及應(yīng)用上存在的布線困難、成本高等不足，本文提出了以智能水質(zhì)傳感器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、專家?guī)鞌?shù)據(jù)庫(kù)為核心的物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)分布式動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)大范圍、24 h不間斷的監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)布設(shè)在水源地具有定位功能的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠偵測(cè)到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決飲用水及養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)和管理問(wèn)題。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程
本系統(tǒng)的組成圖如圖1所示。系統(tǒng)在水源地布置多個(gè)水上節(jié)點(diǎn)(水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程視頻采集節(jié)點(diǎn)、水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)、ZigBee+GP RS無(wú)線網(wǎng)關(guān))，然后通過(guò)水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集PH值、水溫、水位、溶氧量等水質(zhì)參數(shù)，并通過(guò)ZigBee Endpoint上傳給無(wú)線網(wǎng)關(guān)的Zig Bee Coor dinator，再由后者經(jīng)串口送入GPRS傳送到服務(wù)器；同時(shí)通過(guò)IPCamera(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))采集水面視頻信息，由3G方式送入(移動(dòng))服務(wù)器。運(yùn)行于服務(wù)器上的信息管理系統(tǒng)將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并根據(jù)飲用水用水管理要求實(shí)時(shí)預(yù)警、告警，自動(dòng)下發(fā)控制指令到GPRS無(wú)線網(wǎng)關(guān)，然后由ZigBee網(wǎng)絡(luò)下發(fā)指令到水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)增氧機(jī)或PH值調(diào)節(jié)設(shè)備、水泵等，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)用水參數(shù)。管理人員則可通過(guò)PC、平板電腦或PDA等方式獲取實(shí)時(shí)水質(zhì)數(shù)據(jù)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。