[发明专利]一种水质参数光谱智能检测分析系统及方法

说明书

本发明实施例提供了一种水质参数光谱智能检测分析系统及方法，系统包括：便携式光谱采集模块、智能手机控制模块和云平台智能分析模块；智能手机控制模块分别与便携式光谱采集模块和云平台智能分析模块通信连接；便携式光谱采集模块用于获取待测水体反射的光谱信号；智能手机控制模块用于获取数字信号，并将数字信号传输至云平台智能分析模块；云平台智能分析模块用于基于数字信号和预设水质参数反演模型，获取待测水体的水质参数。本发明利用便携式光谱仪模块和智能手机控制模块实现待测水质光谱信息的快速获取，并通过云平台智能分析模块定量反演计算待测水质的水质参数，可实现快速分析待测水质优劣程度和变化趋势。

技术领域

本发明实施例涉及水质监测技术领域，更具体地，涉及一种水质参数光谱智能检测分析系统及方法。

背景技术

目前，天然湖泊河流、人工湖泊以及运河，共同构成了丰富的内陆水体，这些内陆水体具有调蓄水量、调节气候、灌溉、养殖、航运、旅游、提取化工原料和发电等多种功能。内陆水体也是淡水蓄水池，为湖泊周围的城市居民提供生活用水，这些湖泊的水质与人们的生活息息相关，由此保持内陆水体水质的健康十分重要。

然而随着经济发展，内陆水体水质的健康状况并不乐观，许多湖泊水域富营养化程度严重，因此展开水质监测工作十分重要。常规的水质检测工作需要现场采集水样，而现有的水质检测的相关仪器缺点是其体积和重量都无法满足日常携带的要求，难以实现单人操作，加上后期实验室的水样分析，使水体检测耗费大量的人力物力。因此，如何节约成本，实现对水质的简单、快速、高效监测是目前亟待解决的关键问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种水质参数光谱智能检测分析系统及方法。

一方面，本发明实施例提供了一种水质参数光谱智能检测分析系统，包括：便携式光谱采集模块、智能手机控制模块和云平台智能分析模块；

其中，所述智能手机控制模块分别与所述便携式光谱采集模块和所述云平台智能分析模块通信连接；

所述便携式光谱采集模块用于获取待测水体反射的光谱信号，并将所述光谱信号转换为数字信号，将所述数字信号传输至所述智能手机控制模块；

所述智能手机控制模块用于获取所述数字信号，并将所述数字信号传输至所述云平台智能分析模块；

所述云平台智能分析模块用于基于所述数字信号和预设水质参数反演模型，获取所述待测水体的水质参数；

其中，所述预设水质参数反演模型具体包括：波段比值与所述待测水体的水质参数之间的关系；所述波段比值为从所述数字信号中提取的两个预设特征波段的中心波长处对应的数字信号的比值，所述预设特征波段为所述数字信号中对应的波段中与所述待测水体的水质参数相关系数最大的波段或所述相关系数最大和第二大的波段。

优选地，所述便携式光谱采集模块具体包括：光源、探测器和数据传输模块；

所述光源用于照射所述待测水体；所述探测器上设置有滤波片，所述滤波片用于对所述待测水体反射的光谱信号进行滤波处理；所述探测器用于接收所述滤波片滤波处理后的光谱信号，并通过数模转换将滤波处理后的光谱信号转换为数字信号；所述数据传输模块用于将数字信号传输至所述智能手机控制模块。

优选地，所述便携式光谱采集模块还包括电源管理模块；所述电源管理模块用于为所述便携式光谱采集模块供电以及进行充放电管理。

优选地，所述智能手机控制模块还用于向所述便携式光谱采集模块发送控制指令，以控制所述便携式光谱采集模块的获取动作。

优选地，所述智能手机控制模块所处的智能手机内设置有显示模块，所述显示模块与所述智能手机控制模块物理连接；所述智能手机控制模块在获取光谱数字信号后，将所述数字信号与对应的波长绘制成曲线，并控制所述显示模块显示所述曲线。