[发明专利]一种水质监测系统

权利要求书

1.一种水质监测系统，其特征在于，包括

传感器组，用于定时定量检测采集所检测段的流量、流速、水位、水温、泥沙、浊度、酸碱度、电导度、溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、营养盐和叶绿素参数，并通过北斗模块将所采集到的数据发送到监测中心；

定位模块，与传感器复合成一体，用于定位各个传感器所在的位置，并将定位信息通过北斗模块发送到监测中心；

监测中心，用于接收水文水质信息采集模块和定位模块发送的数据，将这些数据发送到数据处理模块进行显示，发送到数据库进行储存，发动到虚拟传感器进行显示，并将这些数据转换成物理模型构建模块所能识别的数据格式发送到物理模型构建模块；用于将定位模块发送来的数据和水文水质信息采集模块发送到虚拟传感器；

物理模型构建模块，用于接收中央处理器发现的数据建立待检测段的水质物理模型；

虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；

虚拟传感器，为在待检测段的水质物理模型中插入一些各类型的虚拟结构来达到直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元，用于接收各功能传感器所检测到的数据、定位模块的定位数据，并进行显示；

仿真分析模块，用于输入可以分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数，再结合仿真分析方法进行不同的参数进行计算求解；

数据分析处理模块，用于对接收到的环境数据进行计算，得出水质环境结果，并将所得水质环境结果发送到显示屏进行显示和储存；

专家评估模块，用于储存各类典型的水质环境数据以及其所可能带来的水质灾害情况，用于将接收到的水质环境数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；内设一网络爬虫进程，用于在网络中查找与所接收的水质环境数据相关的网页或文档，并将查询结果发送到显示屏；

显示屏，用于显示水质环境结果、专家评估结果以及网络相关数据查询结果，并基于水质环境结果输出表征水质环境的二维结果图、三维结果图；

人机操作模块，用于输入信息调用命令，所述中央处理器根据信息调用命令，从数据储存模块中调用人们所需的数据信息；通过显示屏显示监控中心所调用的数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种水质监测系统，其特征在于，所述传感器组包括流速传感器、流量传感器、水压传感器、水温传感器、含氧量传感器和pH值传感器。

3.根据权利要求1所述的一种水质监测系统，其特征在于，所述虚拟传感器包括通用虚拟传感器和专用虚拟传感器。

4.根据权利要求1所述的一种水质监测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括

几何模型建立模块，用于基于所述研究区水文水质条件、地形地貌建立相应的几何模型；

模型分层模块，用于接收所述建立几何模型模块输出的几何模型，并对所述几何模型进行分层；

边界划分处理模块，用于基于研究区实际地形地貌、水质情况设置所述几何模型边界；

实体设置模块，用于表示一区域是否有河流、降雨量、蒸发，设置所述几何模型的源汇项；

网格划分模块，用于对所述几何模型进行网格划分；

参数输入模块，用于接受所述监测模块获得的所述环境数据，将所述环境数据传送至所述输入参数模块；

数学模型选择模块，用于基于要解决的水质灾害类型，选择数学模型模块类型；

模型求解计算模块，用于基于所述数学模型选择模块选择的所述数学模型模块，选择所述求解计算模块对数学模型进行计算；

模型校正模块，用于将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟结果在预定的误差范围内与实测结果吻合；

参数灵敏度分析模块，用于基于参数值的时空分布、边界条件不确定度的影响，确定不确定度对校正后的模型的影响程度。

5.根据权利要求1所述的一种水质监测系统，其特征在于，所述定位模块为北斗模块、RFID芯片、电子罗盘芯片和单片机，北斗模块、RFID芯片、电子罗盘芯片均与单片机相连，RFID芯片用于识别各个传感器的类别。

6.根据权利要求1所述的一种水质监测系统，其特征在于，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。