基于泛在网的智能浮标(水质/气象监控)系统

从技术要求出发,建设“无处不在的网络”不仅需要有线网络技术的支撑还需要积极发展无线网络,积极开发和应用 相应控制软件,利用各种无线技术在泛在网的联网技术,可以实现 4G、WIFI、lorawan、NBIOT、北斗卫星通信等能够实无论何时何地只要通过手机、网页就能实现查看浮标水文、气象等信息。

1.浮标主体集成

浮标是实时水质监测系统的仪器载体设备。

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浮标是水文气象监测系统的仪器载体设备。

1.5米直径,重量0.6吨,总排水量1.5吨,采用4mm厚CCSB认证的船用钢板制造,标准配置:上支架、电子水密仪器仓、浮力仓、下支架、平衡重块、传感器支架、雷达反射器、锚灯、仪器安装布局,浮标稳性(12级台风下浮标自身不翻沉不跑锚)及水密设计等。浮标通过超声波探伤焊缝检验,气压检漏。浮体的设计为全内置防盗防破坏设计,即所有的仪表设备,除气象五参数外,均处于浮体的保护之内。而同时保证仪表传感器与被测水体的完全接触,也不影响水体流动,保证水样的自由更新。 

2.监测仪器

浮标可选择集成近40个监测参数, 

所有可集成的参数包括:

  • 水质六参数: pH值、电导率、温度、溶解氧、浊度、氨氮

  • 气象六参数:气温、风向、风速、雨量、气压、相对湿度

  • 全光谱仪表:COD、BOD、TOC、硝氮、亚硝氮、TSS、溴化物、氯化物、硫化物(pH>8.3)、氯胺、酚

  • 生物类:蓝藻、叶绿素、红藻、CDOM

  • 水中石油类

  • 营养盐:正磷酸盐、总磷、总氮、氨氮、硝氮、亚硝氮

  • 硫化氢/总硫化物(0<pH<8.3),硫氢根离子/总硫化物(6.0<pH<13.5)

  • 色度、物质光度

  • 辐照度、辐亮度

  • 可推导参数:离水辐亮度、后向反射及其他表观参数

3.供电方式

搭配浮体单元内的自供电单元,保障水质监测浮标在无电网供电情况下长期监测的电力自供应,满足各种仪器设备对电力的要求,长时间阴雨天有足够冗余的电量储备,并能抵受严峻的海洋腐蚀性环境和台风等破坏力对供电系统的影响。

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特点:

采用50瓦全天候单晶硅太阳能板,发电效率高

单晶硅多路并联,如果发生船只碰撞,造成部分太阳能板断裂,剩余部分仍能向仪器供电,

供电单元有太阳能专用充放电控制器,可有效保护电路过载,钳制太阳能板电压,避免过压损坏储电单元和仪器。

太阳能板与蓄电池连接采用多级密封接头,保证连接稳定和安全。

4.自动清洗装置

仪表的维护工作非常简单,主要是对光学传感器进行清洗,为延长仪表的维护周期,浮标的设计中包括了自动清洗装置。该装置的原理为通过瞬间释放高压气体对仪表的玻璃窗口进行强力吹扫达到清洗的目的。该装置由下列部分组成:

l 微型空压机:为无油直流空压机,为清洗提供动力气源

l 清洗气管:穿过管道遍布所有的测量舱体,将气源输送给仪表

l 控制阀:位于空压机和吹洗接头中间,控制吹洗的频率和持续时间

吹洗接头:附于仪表测量表面,设计为环形收窄通道,使气体能快速冲出

5.数据采集

浮标式水质在线监测专用数据采集传输系统是我公司为浮标式水质在线监测特殊需求开发的一款高性能数据采集传输设备。符合HJ/T212-2005《污染源在线自动监测(监控)系统数据传输标准》和IEC-104规约(可定制其它协议)。实现了对仪表的实时监控,永远在线,并通过数字信号接口与COD、BOD、TOC、硝氮、亚硝氮、苯酚、叶绿素、蓝绿藻、水中油、PH、水温、溶解氧、悬浮物、电导率等测量仪器连接,使得对仪表监控更加方便快捷。

图片关键词


数据采集器与各传感器为RS485通讯,可以实时采集各传感器的分析测量值。

6.数据传输

从技术要求出发,建设“无处不在的网络”不仅需要有线网络技术的支撑还需要积极发展无线网络,积极开发和应用 相应控制软件,利用各种无线技术在泛在网的联网技术,可以实现 4G、WIFI、lorawan、NBIOT、北斗卫星通信等能够实无论何时何地只要通过手机、网页就能实现查看浮标水文、气象等信息。

7.云服务系统

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