[发明专利]一种基于物联网的河湖污染监测系统及其方法

摘要

一种基于物联网的河湖污染监测系统及其方法，包括参数采集模块、GPRS传输模块、基站、GPS接收机、卫星、通信服务器、监控中心，其特征为：所述采集模块用于采集监测水域的水质参数；所述GPRS传输模块通过RS485与采集模块链接；所述卫星发送监测流域中采集模块的地理位置给GPS接收机；该GPS接收机通过GPRS传输模块上传给基站；所述基站通过无线网络将采集数据传输给通信服务器，所述监控中心实时调用通信服务器中接收的数据，所述监控中心包括基于地理信息系统GIS功能模块，该地理信息系统GIS功能模块采用客户端/服务器(C/S)模式，具有监测数据更新速度快的特点；该地理信息系统GIS功能模块采用Oracle+ArcSDE架构实现监测区域基础地理数据的高效存储和管理。

主权项

1.一种基于物联网的河湖污染监测系统，包括GPRS传输模块、参数采集模块、卫星、GPS接收机、基站、通信服务器、监控中心，其特征为：所述GPRS传输模块通过RS485与参数采集模块链接；所述卫星发送监测水域中采集的地理位置给GPS接收机；该GPS接收机通过GPRS传输模块上传给基站；所述基站通过无线网络将采集的数据传输给通信服务器，所述监控中心实时调用通信服务器中接收的数据，所述监控中心包括地理信息系统GIS功能模块，该地理信息系统GIS功能模块采用客户端/服务器C/S模式，具有监测数据更新速度快的特点；该地理信息系统GIS功能模块采用Oracle+ArcSDE架构实现监测区域基础地理数据的高效存储和管理；所述参数采集模块用于采集监测水域的水质参数，该参数采集模块中的传感器节点采用星型组网结构，其上级为中转节点，一个半径百米区域内有一个中转节点，其它传感器节点的监测数据都会上传至该中转节点；所述参数采集模块中的每一个传感器节点包括传感器探头、信号采集单元、信号调理单元、信号校正单元、处理器单元、存储器、能量供应单元、无线通讯单元，传感器探头实现水体的感知，根据需要采集水体中参数，该传感器探头采集数据后，经过信号放大、隔离、滤波、A/D转换器转换后将信号传输给处理器单元,放大功能采用为OP27运算放大器芯片,隔离功能采用光耦进行光电隔离，其光耦选用美国快捷半导体公司的6N136芯片,滤波功能采用二阶无源滤波器,A/D转换器选为32位模/数转换器；处理器单元实现任务调度、设备控制，无线通信单元用于收发数据；能量供应模块用于为节点各部分提供所需电能；所述处理器选为ARM8系列，能够自由写入或操作功能程序；所述参数采集模块采集的水质参数包括pH值、温度、亚硝酸盐氮、石油类、溶解氧、砷、汞、镉；所述参数采集模块设置在浮动平台上，该浮动平台的供电系统采用离网式风光互补发电系统；当系统接收到新GPS定位数据信息时，判断与上一次估计的数据是否关联，如果关联，则新的GPS定位数据信息更新航迹，如果不关联，则该信息点为新的航迹的起始点，然后根据新的航迹点以及数学模型计算估计下一个GPS数据点的位置；该地理信息系统GIS功能模块与神经网络结合，利用GIS本身的数据存储功能，将参与评价的因子按神经网络模型中的因素选取确定之后，以地图图层的形式输入GIS系统中，由于得到的因子图层中有的属于连续分布的类型，因此，还须对这种连续分布的因子进行重新分类，在GIS系统实现时，可将图元区域的各项因素指标值写入中间数据库，供人工神经网络评价模型直接调用；地理信息系统GIS功能模块通过将评价模型所得结果写入相应图元的属性数据，便可将分析预测结果通过GIS直接成图，并通过颜色划分危险等级区域。