一种用于景观公园的水质监控系统及方法与流程

本发明属于水质监测技术领域，具体涉及一种用于景观公园的水质监控系统及方法。

背景技术：

目前社会经济、文化的发展都有效的带动了人民生活水平的提高，相应的对居住环境和城市整体环境也有了更高的要求，而景观水成为改善城市环境的重要手段之一。但由于起步晚、发展慢，特别是管理措施不到位，导致景观水的水质逐渐发生了变化，有些水质变化较为严重的地方，已经影响到了附近居民的正常生活。

景观公园水质问题已引起相关部门的重视，随着监测技术、计算机技术和无线通信技术的发展，出现了许多湖泊监测类现场水质分析仪。这些仪器一般带有可充电电池和存储芯片，使用时，实验员先把分析仪带往需检测的水域，使分析仪直接接触目标水体，经过几秒钟的现场自动分析后，数据分析结果直接存进内部存储芯片，然后由实验员把分析仪带回实验室，通过分析仪带有的通信接口(如RS232接口、无线红外等)将分析接口上传给PC机。这些分析仪具有准确度高、可测量水质参数多、监测探头可安装可卸载可自由组合等特点，但是这些分析仪需要人手主动操作，工作量大，如果检测点在湖心，则非常不方便，且不能实现实时远程检测，对于需要长期监控水质的使用要求，不能满足。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，一种用于景观公园的水质监控系统及方法，能实时监控景观公园的水质情况，准确性高，并将信息远程主动推送，方便景观公园管理者随时获知水质情况，减少人工劳动强度，从而提高工作效率，减少经济成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于景观公园的水质监控系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据判断模块、中央控制模块、无线通讯模块、报警模块和净化处理模块，数据采集模块连接有设备管理模块，设备管理模块连接有电源管理模块，数据采集模块连接有数据接收模块，数据接收模块连接数据判断模块，数据判断模块分别连接中央控制模块和报警模块，数据判断模块连接有数据库管理模块，中央控制模块分别连接净化处理模块和无线通讯模块，无线通讯模块连接有手机终端；该监控系统能实时监控景观公园的水质情况，准确性高，并将信息远程主动推送，方便景观公园管理者随时获知水质情况，减少人工劳动强度，从而提高工作效率，减少经济成本。

进一步，设备管理模块分别连接有pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块，由pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块对水体进行采集，获取水体的pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息等。

进一步，电源管理模块连接有太阳能发电模块，利用太阳能获得电能，节能环保，维护保养简单，维护费用低，节省经济成本。

进一步，中央控制模块连接有分析模块，分析模块连接有信息反馈模块，信息反馈模块将分析模块分析得出的结果反馈给监控中心的专业人员，以便专业人员对系统设置的参数进行更好的调试，完善系统，实现系统对水体监控的准确性和有效性。

进一步，报警模块连接有图文发送模块，图文发送模块连接手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者可直观清楚的看到出现水质问题时的具体参数，远程监控，减少工作强度，从而提高工作效率。

进一步，数据接收模块连接有数据统计模块，数据统计模块连接有存储模块，数据统计模块统计后的信息可用于修改数据库管理模块中的数据库数值，从而提高系统的监控能力。

一种用于景观公园的水质监控系统的方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)数据收集：所述数据采集模块每隔15分钟采集一次数据，设备管理模块执行采集水质信息的动作，由pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块对水体进行采集，将获取水体的pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息发送给数据采集模块，当设备管理模块在空闲状态下，电源管理模块将设备管理模块的供电关闭，降低系统运行时的功耗，从而减少成本；

(b)数据处理：数据采集模块将采集到的信息发送给数据接收模块，数据接收模块将获取水体的pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息转化为系统识别的pH值、温度值、水面高度值和坐标值，数据统计模块将每次采集到的信息进行分类统计，通过存储模块进行存储，将每次采集到的信息进行分类统计，专业人员通过对这些信息进行研究分析，得出水体的水质变化特点，从而对系统进行相应的调试，更好地发挥系统的监控作用，数据统计模块统计后的信息可用于修改数据库管理模块中的数据库数值，从而提高系统的监控能力；

(c)数据判断：数据接收模块将转化后的数据发送给数据判断模块，数据判断模块根据数据库管理模块中的数据库进行比较，当该组数据超出数据库的报警阀值时，数据判断模块立即分别发送信号给报警模块和中央控制模块，报警模块发出报警信号，中央控制模块执行动作；

(d)远程监控：报警模块将报警信号发送给图文发送模块，图文发送模块将报警信息转化为以图形和文本形式的数据，然后发送给手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者根据数据信息实时监控水质情况，景观公园管理者可直观清楚的看到出现水质问题时的具体参数，然后记录这些信息，并采取相应的措施，完善系统，减少景观公园管理者的劳动强度，减少成本；

(e)水质净化：中央控制模块发送信号给净化处理模块，命令净化处理模块执行动作，净化处理模块根据系统预设值改变增氧机和循环水泵的工作状态，逐级加强，每一级工作时间为30分钟，直到报警信号消失为止，中央控制模块通过无线通讯模块，将系统对水体的净化处理过程转化为可观察数据，发送给手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者根据数据信息了解水质的变化情况，实时了解系统的净化处理过程，方便景观公园管理者采取相应的补救措施，减少损失；

(f)信息反馈：分析模块将系统每次应对水质反常的处理情况进行分析比较，将分析过程、处理完成时间及处理结果转化为数据信息，发送给信息反馈模块，信息反馈模块将这些信息反馈给监控中心的专业人员，以便专业人员对系统设置的参数进行更好的调试，完善系统，实现系统对水体监控的准确性，提高系统对水质净化处理的有效性。

进一步，步骤(a)中的在对水体进行采集前，将pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块分别对应的传感器的光学探头进行校准，再用清洗刷清洗光学探头3～5分钟，保证传感器采集信息的准确性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明能实时监控景观公园的水质情况，准确性高，并将信息远程主动推送，方便景观公园管理者随时获知水质情况，减少人工劳动强度，从而提高工作效率，减少经济成本。

数据采集模块所采集的水质信息包括pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息，数据统计模块将每次采集到的信息进行分类统计，通过存储模块进行存储，将每次采集到的信息进行分类统计，专业人员通过对这些信息进行研究分析，得出水体的水质变化特点，从而对系统进行相应的调试，更好地发挥系统的监控作用；

当采集到的水质信息超出数据库的报警阀值时，报警模块将报警信号发送给图文发送模块，图文发送模块将报警信息转化为以图形和文本形式的数据，然后发送给手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者可直观清楚的看到出现水质问题时的具体参数，然后记录这些信息，并采取相应的措施，同时中央控制模块发送信号给净化处理模块，命令净化处理模块执行动作，净化处理模块根据系统预设值改变增氧机和循环水泵的工作状态，逐级加强，每一级工作时间为30分钟，直到报警信号消失为止，并将系统对水体的净化处理过程转化为可观察数据，发送给手机终端，景观公园管理者根据数据信息了解水质的变化情况，实时了解系统的净化处理过程，方便景观公园管理者采取相应的补救措施，减少损失。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种用于景观公园的水质监控系统的流程示意图；

图2为本发明中中央控制模块的流程示意图；

图3为本发明中设备管理模块的流程示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，为本发明一种用于景观公园的水质监控系统，包括数据采集模块、数据判断模块、中央控制模块、无线通讯模块、报警模块和净化处理模块，数据采集模块连接有设备管理模块，设备管理模块分别连接有pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块，由pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块对水体进行采集，获取水体的pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息等。设备管理模块连接有电源管理模块，电源管理模块连接有太阳能发电模块，利用太阳能获得电能，节能环保，维护保养简单，维护费用低，节省经济成本。

数据采集模块连接有数据接收模块，数据接收模块连接有数据统计模块，数据统计模块连接有存储模块，数据统计模块统计后的信息可用于修改数据库管理模块中的数据库数值，从而提高系统的监控能力。数据接收模块连接数据判断模块，数据判断模块用于判断采集的水质信息是否存在异常。数据判断模块分别连接中央控制模块和报警模块，当采集的水质信息存在异常时，报警模块发送报警通知。报警模块连接有图文发送模块，图文发送模块连接手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者可直观清楚的看到出现水质问题时的具体参数，远程监控，减少工作强度，从而提高工作效率。

数据判断模块连接有数据库管理模块，中央控制模块分别连接净化处理模块和无线通讯模块，无线通讯模块连接有手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备。净化处理模块控制增氧机和循环水泵的启动与关闭，从而对水体进行净化处理，改变水体的水质情况，使其趋于正常。中央控制模块连接有分析模块，分析模块连接有信息反馈模块，信息反馈模块将分析模块分析得出的结果反馈给监控中心的专业人员，以便专业人员对系统设置的参数进行更好的调试，完善系统，实现系统对水体监控的准确性和有效性。

一种用于景观公园的水质监控系统的方法，包括如下步骤：

(a)数据收集：所述数据采集模块每隔15分钟采集一次数据，设备管理模块执行采集水质信息的动作，由pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块对水体进行采集，将获取水体的pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息发送给数据采集模块，当设备管理模块在空闲状态下，电源管理模块将设备管理模块的供电关闭，降低系统运行时的功耗，从而减少成本。对水体进行采集前，将pH检测模块、温度检测模块、液位检测模块和定位模块分别对应的传感器的光学探头进行校准，再用清洗刷清洗光学探头3～5分钟，保证传感器采集信息的准确性。

(b)数据处理：数据采集模块将采集到的信息发送给数据接收模块，数据接收模块将获取水体的pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息转化为系统识别的pH值、温度值、水面高度值和坐标值，数据统计模块将每次采集到的信息进行分类统计，通过存储模块进行存储，将每次采集到的信息进行分类统计，专业人员通过对这些信息进行研究分析，得出水体的水质变化特点，从而对系统进行相应的调试，更好地发挥系统的监控作用，数据统计模块统计后的信息可用于修改数据库管理模块中的数据库数值，从而提高系统的监控能力。

(c)数据判断：数据接收模块将转化后的数据发送给数据判断模块，数据判断模块根据数据库管理模块中的数据库进行比较，当该组数据超出数据库的报警阀值时，数据判断模块立即分别发送信号给报警模块和中央控制模块，报警模块发出报警信号，中央控制模块执行动作。可将水质污染分为两类：

(1)持续性污染：主要表现为水质呈趋势性恶化，水质特征指标逐步偏离(超过或低于)正常值。因此对于持续性污染，采取在水质参数偏离某一设定值时发出警报，即：P>Pw或P<Pw时，报警(P为某一时刻或时段内平均值，Pw为设定常数)。

(2)突发性污染：主要表现为突发性强、污染负荷高、持续时间短，特征水质参数急剧变化。对于突发性污染，需要考虑某段时间内的水质变化幅度，即当变化幅度超过某一设定值时触发报警；另外，突发性污染往往伴随着水质参数偏离正常值，需结合设定的报警阀值进行预警，即：P_t2-P_t1>M时，报警，或P>Pw或P<Pw时，报警(P为某一时刻或时段内平均值；M、Pw为设定的常数；P_t1、P_t2为t1、t2时刻的监测值或t1、t2时段内的平均值)。

(d)远程监控：报警模块将报警信号发送给图文发送模块，图文发送模块将报警信息转化为以图形和文本形式的数据，然后发送给手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者根据数据信息实时监控水质情况，景观公园管理者可直观清楚的看到出现水质问题时的具体参数，然后记录这些信息，并采取相应的措施，完善系统，减少景观公园管理者的劳动强度，减少成本。

(e)水质净化：中央控制模块发送信号给净化处理模块，命令净化处理模块执行动作，净化处理模块根据系统预设值改变增氧机和循环水泵的工作状态，逐级加强，每一级工作时间为30分钟，直到报警信号消失为止。增氧机能提高水体中的溶解氧含量，使其保持好氧状态，防止水体黑臭现象的发生，保持水体具有活性而有利于生物的生长，利用生物的净化能力从而净化水体。循环水泵在水体底部运行，可衍成出一些诸如喷泉、假山、瀑布等水景，使水体循环流动，防止形成死水区，遏制了水体出现富营养化现象的可能，从而保证水体清澈，水景观赏不受影响。中央控制模块通过无线通讯模块，将系统对水体的净化处理过程转化为可观察数据，发送给手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者根据数据信息了解水质的变化情况，实时了解系统的净化处理过程，方便景观公园管理者采取相应的补救措施，减少损失。

(f)信息反馈：分析模块将系统每次应对水质反常的处理情况进行分析比较，将分析过程、处理完成时间及处理结果转化为数据信息，发送给信息反馈模块，信息反馈模块将这些信息反馈给监控中心的专业人员，以便专业人员对系统设置的参数进行更好的调试，完善系统，实现系统对水体监控的准确性，提高系统对水质净化处理的有效性。

本发明能实时监控景观公园的水质情况，准确性高，并将信息远程主动推送，方便景观公园管理者随时获知水质情况，减少人工劳动强度，从而提高工作效率，减少经济成本。

数据采集模块所采集的水质信息包括pH信息、温度信息、水面高度信息和位置信息，数据统计模块将每次采集到的信息进行分类统计，通过存储模块进行存储，将每次采集到的信息进行分类统计，专业人员通过对这些信息进行研究分析，得出水体的水质变化特点，从而对系统进行相应的调试，更好地发挥系统的监控作用；

当采集到的水质信息超出数据库的报警阀值时，报警模块将报警信号发送给图文发送模块，图文发送模块将报警信息转化为以图形和文本形式的数据，然后发送给手机终端，手机终端连接对应的景观公园管理者的移动设备，景观公园管理者可直观清楚的看到出现水质问题时的具体参数，然后记录这些信息，并采取相应的措施，同时中央控制模块发送信号给净化处理模块，命令净化处理模块执行动作，净化处理模块根据系统预设值改变增氧机和循环水泵的工作状态，逐级加强，每一级工作时间为30分钟，直到报警信号消失为止，并将系统对水体的净化处理过程转化为可观察数据，发送给手机终端，景观公园管理者根据数据信息了解水质的变化情况，实时了解系统的净化处理过程，方便景观公园管理者采取相应的补救措施，减少损失。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。