，如COD、T0C、 TURB和N03-N等。结合所获得的其他水质信息，结合所获得的其他水质信息，依照地表水环 境质量标准GB3838-2002,将监测装置的水质进行分类，并对不同类别进行标注；
[0023] 当出现设备故障报警和水质超标报警时，将触发报警机制；其中水质超标报警有 以下两种情况：水质信息超过预设的警戒值；监测系统检测到与"指纹光谱"吻合的光谱， "指纹光谱"由流域中所获取的特征光谱建立。
[0024] 进一步，所述远程监控平台具有web网页版和APP版，可设置多种用户权限，其中 普通用户权限可随时查看监控区域的水质信息，管理员权限主要用于实时监控流域水质、 管理监测系统及监测设备等；该平台主要包括水质参数查询、报警记录查询、设备管理查 询、系统设置、GIS显示模式几个方面，可根据流域中不同位置所感兴趣的水质参数及关注 程度不同，个性化设置流域中监测装置所采集的水质信息种类以及采集频率。
[0025] 本发明的有益效果在于：
[0026] 1)将直接光谱法与混合无线传感网络相结合，系统响应速度快、监测范围广，可大 大减少人力物力。利用直接光谱法从根本上摒弃了复杂的水质预处理过程，检测速度快、 测量精度高、无二次污染；采用自组网与广域网相结合的方式，监测系统灵活性高，适应性 强，抗干扰性强，通过增加监测装置可扩大监测区域，实现对流域的远程监控。所述监测装 置的增减并不影响整个系统的工作稳定性和环境适应性。所述监测装置可在无 GPRS覆盖 的位置正常工作；
[0027] 2)监测设备放置位置灵活，可放置于岸边或水面平台，布点分为三类：按流域监 测断面划分出的位置；源头和重点污染源；在不方便设立固定监测点的地方，采用船载的 方式临时采集数据。根据流域中不同位置感兴趣的水质参数及关注程度不同，可个性化设 置监测装置所采集的水质信息种类以及采集频率，从而有效的避免了信息的冗余和资源的 浪费，实用性更强；
[0028] 3)监测设备采用低功耗控制模块，利用太阳能电池与蓄电池相结合的供电方式， 功耗低、节能环保。水环境监控中心可随时获取监测设备的电量信息，便于易于管理，通过 水中平台，还在人工不易到达的位置进行水质信息的采集；
[0029] 4)通过智能算法解算水质参数，准确快速，适用范围广，根据国标分段划分流域内 的水质等级，更加全面展示水质从上游至下游各个断面的变化过程；通过智能算法联合所 获取的历史及监测装置的上下游数据，对水质状况进行准确预测，报警信息多样，趋势预警 和水质超标报警；通知形式多样，短信和邮件、界面等，多种方式及时反馈给管理人员；
[0030] 5)利用云计算等技术，使得水质的解算过程不受平台影响，可由任意能够接入互 联网的设备，如手机、电脑、平板等，通过网页或APP访问水环境监控中心查看监测流域水 质信息。水环境监控中心利用GIS技术，动态显示监测流域的水质信息，能够手动控制监测 装置的工作状态，方便快捷又直观。水质监测系统拥有多种不同用户，其中管理员权限主要 用于有关部门实现对流域水质的管理；用户权限可满足普通民众随时随地了解身边的水质 状况，将监测系统推广至广大群众，全民一起监督水环境水质，防御水质污染。
【附图说明】
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行 说明：
[0032] 图1为系统示意图；
[0033] 图2为系统结构框图；
[0034] 图3为水质监测装置结构图；
[0035] 图4为水环境监控中心结构图。
【具体实施方式】
[0036] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0037] 如图1所示，本发明所述系统包括：水质监测装置、云数据处理平台和远程监控平 台。具体的系统运作流程参照图2,分布在流域中的水质监测装置，由GPS模块获取节点地 理位置信息，通过紫外-可见光谱仪、传感器等设备24小时实时在线采集水质数据，其中采 集的水质吸收光谱在水质监测装置进行压缩处理，降低网络中的数据传输量；监测节点将 采集到的水质信息存储并按照相应的帧格式进行封装通过远距离无线数据传输网络传输 至具有上网功能的监测网关装置处，然后经广域网（如GPRS)发送至云数据处理平台。
[0038] 在云端，监测流域的水质信息依次存入云端数据库中，通过主成份分析（PCA)和 极限学习机与粒子群优化算法（PSO-ELM)等方法分类建立应用于不同水质场景的紫外可 见光谱法水质预测模型，根据光谱的特征自动选取相应的预测模型，解算出流域中对应位 置水质的参数，如COD、TOC、TURB和N03-N等。
[0039] 用户可在任意可上网设备通过网页/APP登录水质信息远程监控平台，清楚、直观 地查看整个流域中水体水质变化情况以及节点设备的运行情况。水质信息查询系统拥有 GIS模式和多种用户权限，可同时满足不同用户的需求，其中管理员权限可通过水质信息远 程监控中心改变系统参数设置，还可对各水质监测装置发送控制指令，各节点根据指令要 求进行相应操作。
[0040] 如图3所示，水质监测装置由传感器模块、GPS模块、微处理器、无线通信模块和电 源模块组成，按照有无广域网模块可分为两类：监测节点和监测网关。
[0041] 传感器模块包括传感器探头和A/D转换模块，其中传感器探头包含光谱探头、温 度探头、pH探头、流速探头、电导率探头等传感器探头，拥有多个预留扩展口，可配置其他传 感器模块及相应的清洁装置，他们通过多路继电器进行工作状态的切换。其中光谱探头与 光谱仪相连，其它探头与A/D转换模块相连，将实时采集的水质信息转换为数字信号传输 至微处理器。
[0042] 微处理器负责协调和控制水质监测装置其它的模块工作，存储采集的水质信息。 监测装置所获取的水质环境的吸收光谱数相对平滑，数据间相关性较高，选择使用合适的 压缩算法可极大减小数据量，提高数据传输效率，降低通信成本。由于光谱的有用信号的能 量集中在低频部分，高频分量很少。在微处理器中，可通过小波变换编码，阈值的选取采用 能量阈值法来压缩光谱数据，具体过程如下：
[0043] 1)对光谱信号采用sym4小波4层分解，并按绝对值从大到小排列小波分解系数C1 〉C2〉· · ·〉C · · ·〉C n;
[0044] 2)计算小波系数的能量
[0045] 3)计算g(t)的导数g'⑴，当g' (t。）= 0时，求得t。时刻的％作为压缩阈值；
[0046] 4)保留大于选定阈值的小波系数，并将小于选定的阈值的小波系数置零，达到压 缩目的。
[0047] 压缩后的光谱数据量大大减少，此时可将处理后的光谱数据及其他传感数据按照 采集时间与数据类型进行分类存储，同时将水质信息按照相应的帧格式进行封装，通过无 线通信模块传输至云端数据中心。
[0048] 无线通信模块负责监测装置与水环境监控中心间的通信，主要包含无线数据传输 模块和广域网模块。其中无线数据传模块包括但不限于zigbee模块、数传电台、GPRS模块 等，广域网模块包括但不限于GPRS模块、无线网卡等。无线数据传输模块负责组建并加入 无线数据传输网络，组建的网络可自愈和，抗干扰性强。广域网模块主要负责将设备接入互 联网Internet中，可以随时接收或发送数据至云端数据处理中心。采用自组网与广域网相 结合的方法，组网方式灵活、适应性强、抗干扰性强，通过增加监测