[发明专利]一种基于边缘计算的水体污染物分析处理方法和系统

权利要求书

1.一种基于边缘计算的水体污染物分析处理方法，其特征在于，包括：

在水体关键节点按照设定的距离间隔设置边缘计算节点，所述边缘计算节点之间以通信方式传输数据和指令，全部边缘计算节点与总控节点之间以通信方式连接；

每个所述边缘计算节点对控制区域内的水体污染物按照所述总控节点控制的时间间隔进行采集，在所述边缘计算节点进行处理后，将处理结果发送至所述总控节点；

当第一边缘计算节点发现水体中存在污染物异常情况时，按照污染物类型和浓度向水体中投放污染物处理药剂，并向水流方向的下游第二边缘计算节点发送污染物报告；

所述第二边缘计算节点按照所述第一边缘计算节点发送的污染物报告，根据水文特征、污染物类型，预测出污染物到达所述第二边缘计算节点时需要投放的污染物处理药剂组分和剂量，包括：

所述水体污染物从所述第一边缘计算节点到所述第二边缘计算节点的降解过程中，水质降解模型公式为：

其中，C为水体中在所述第一边缘计算节点(x，y)处时间t的指定污染物的浓度，h为水体深度，α、β分别为x、y方向的水流流速分量，S为所述第一边缘计算节点处的初始污染程度，k为所述污染物的生化降解系数；

所述第二边缘计算节点按照预测出来的污染物处理药剂组分和剂量，向水体中投放污染物处理药剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一边缘计算节点将污染物处理药剂投放量发送至所述总控节点；

所述第二边缘计算节点将所述预测出来的污染物处理药剂组分和剂量，发送至所述总控节点；

所述总控节点对所述第一边缘计算节点的污染物处理药剂投放量、所述预测出来的污染物处理药剂组分和剂量，结合所述第一边缘计算节点和第二边缘计算节点采集到的水文特征，通过机器学习算法对所述预测出来的污染物处理药剂组分和剂量进行修正；

将所述修正结果发送至所述第二边缘计算节点，所述第二边缘计算节点按照所述修正结果进行污染物处理药剂投放。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第二边缘计算节点作为新的第一边缘计算节点，将水流方向下游的邻近节点作为新的第二边缘计算节点；

所述新的第一边缘计算节点按照所述总控节点控制的时间间隔对水体污染物状况进行采集，并向所述新的第二边缘计算节点发送污染物报告；

所述新的第二边缘计算节点按照所述新的第一边缘计算节点发送的污染物报告，根据水文特征、污染物类型，预测出污染物到达所述新的第二边缘计算节点时需要投放的污染物处理药剂组分和剂量；

所述新的第二边缘计算节点按照预测出来的污染物处理药剂组分和剂量，向水体中投放污染物处理药剂；

如此往复进行节点递归传递。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述边缘计算节点对控制区域内的水体污染物按照所述总控节点控制的时间间隔进行采集，在所述边缘计算节点进行处理后，将处理结果发送至所述总控节点，包括：

在所述边缘计算节点进行处理后，将检测出异常的处理结果发送至所述总控节点；

所述总控节点将全部边缘计算节点发送来的数据进行大数据存储，并进行大数据分析；

所述总控节点根据所述大数据分析需求，向所述边缘计算节点发送数据调取指令，调取数据进行分析。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当第一边缘计算节点发生故障时，总控节点向其附近的第二边缘计算节点发送接替指令；

所述第二边缘计算节点接替第一边缘计算节点，进行污染物采集、分析和污染物处理药剂预测。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当第一边缘计算节点发生故障时，所述第一边缘计算节点向第二边缘计算节点发送故障报告；

所述第二边缘计算节点接替第一边缘计算节点，进行污染物采集、分析和污染物处理药剂预测。