本发明涉及水质检测技术领域,尤其是涉及一种检测灵敏度高,准确性好的饮用水水源监测预警系统及方法。
背景技术:
通常的水质监测方法只能定点监测,而水源地流域是大面积的,无法进行综合有效的评估监测;
针对全天候监测的传感器,目前的传感器信号分析方法有很大的不足,针对检测得到的海量检测数据,缺乏有效的特征分析方法;
目前的监测方法中,存在传感器综合检测信息的利用度不高的问题。
技术实现要素:
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的监测方法监测范围有限,传感器综合检测信息的利用度不高的不足,提供了一种检测灵敏度高,准确性好的饮用水水源监测预警系统及方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种饮用水水源监测预警系统,包括设于水源处的壳体、设于壳体内的处理器、无线发射器、存储器和GPS定位仪,还包括计算机和与计算机电连接的无线接收器;
壳体上设有上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组,上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组均包括溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器;
处理器分别与无线发射器、存储器、GPS定位仪电连接,处理器分别与各个传感器组的溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器电连接。
本发明的各个传感器分别设于水源处的上层、中层及底层,可以全面的检测不同深度处的水质参数,从而使检测的信号更加均匀、准确,溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器可以全面测量水源地的水质,处理器控制无线发射器发送检测信号,无线接收器接收检测信号,计算机对检测信号进行处理并做出水质判断。
作为优选,所述壳体上设有3个筒状金属网,上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组分别位于3个筒状金属网中。
作为优选,3个金属网内均侧设有毛刷,壳体内设有3个用于带动毛刷沿金属网内周面转动的毛刷电机,3个毛刷电机均与处理器电连接。
作为优选,壳体呈竖筒状,壳体周围设有若干条警示杆。
一种饮用水水源监测预警系统的方法,包括如下步骤:
(5-1)各个传感器组的溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器分别检测溶解氧、水温、PH值、氨氮含量、磷酸盐含量和浊度;
(5-2)处理器控制无线发射器发送各个传感器组的检测信号,无线接收器接收检测信号,计算机计算每种传感器的平均检测信号;
(5-3)对每个传感器的平均检测信号均进行如下处理:
对于平均检测信号中的每个时刻t,计算机计算t-T时刻至t时刻的电压幅度均值VU(t)、电压幅度最大值MA(t)和电压幅度最小值MI(t);
设定
其中,
设定溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器的V(t)分别为Vs1(t)、Vs2(t)、Vs3(t)、Vs4(t)、Vs5(t)和Vs6(t);
(5-4)利用公式计算综合判断指标Eva(t);
当Eva(t)≥R1的时候,计算机做出当前时刻水质良好的判断;
当R1>Eva(t)≥R2,计算机做出当前时刻水质中性的判断;
当Eva(t)<R2,计算机做出当前时刻水质差的判断。
作为优选,处理器控制无线发射器发射GPS定位仪检测的位置信息,计算机将位置信息与水质判断结果关联。
作为优选,饮用水水源监测预警系统的壳体上设有3个筒状金属网,上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组分别位于3个筒状金属网中;3个金属网内均侧设有毛刷,壳体内设有3个用于带动毛刷沿金属网内周面转动的毛刷电机,3个毛刷电机均与处理器电连接;步骤(5-2)还包括如下步骤:
处理器控制毛刷电机带动毛刷刷除金属网内周面的杂物及污垢。
作为优选,R1为4至5;R2为0.9至1.2。
因此,本发明具有如下有益效果:检测灵敏度高,准确性好,监测范围广。
附图说明
图1是本发明的一种原理框图;
图2是本发明的一种流程图。
图中:处理器2、无线发射器3、存储器4、GPS定位仪5、计算机6、无线接收器7、溶解氧传感器11、温度传感器12、pH值传感器13、氨氮传感器14、磷酸盐传感器15、浊度传感器16、毛刷电机202。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示的实施例是一种饮用水水源监测预警系统,包括设于水源处的壳体、设于壳体内的处理器2、无线发射器3、存储器4和GPS定位仪5,还包括计算机6和与计算机电连接的无线接收器7;
壳体上设有上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组,上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组均包括溶解氧传感器11、温度传感器12、pH值传感器13、氨氮传感器14、磷酸盐传感器15和浊度传感器16;
处理器分别与无线发射器、存储器、GPS定位仪电连接,处理器分别与各个传感器组的溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器电连接。
壳体上设有3个筒状金属网,上层传感器组、中层传感器组和底层传感器组分别位于3个筒状金属网中。
3个金属网内均侧设有毛刷,壳体内设有3个用于带动毛刷沿金属网内周面转动的毛刷电机202,3个毛刷电机均与处理器电连接。壳体周围设有6条警示杆。
如图2所示的一种饮用水水源监测预警系统的方法,包括如下步骤:
步骤100,各个传感器检测水质参数
各个传感器组的溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器分别检测溶解氧、水温、pH值、氨氮含量、磷酸盐含量和浊度;处理器控制毛刷电机带动毛刷刷除金属网内周面的杂物及污垢。
步骤200,计算平均检测信号
处理器控制无线发射器发送各个传感器组的检测信号,无线接收器接收检测信号,计算机计算每种传感器的平均检测信号;
步骤300,对每个传感器的平均检测信号均进行如下处理:
对于平均检测信号中的每个时刻t,计算机计算t-T时刻至t时刻的电压幅度均值VU(t)、电压幅度最大值MA(t)和电压幅度最小值MI(t);
设定
其中,
设定溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、磷酸盐传感器和浊度传感器的V(t)分别为Vs1(t)、Vs2(t)、Vs3(t)、Vs4(t)、Vs5(t)和Vs6(t);
步骤400,水质判断
利用公式计算综合判断指标Eva(t);
当Eva(t)≥4.27的时候,计算机做出当前时刻水质良好的判断;
当4.27>Eva(t)≥1.09,计算机做出当前时刻水质中性的判断;
当Eva(t)<1.09,计算机做出当前时刻水质差的判断。
处理器控制无线发射器发射GPS定位仪检测的位置信息,计算机将位置信息与水质判断结果关联。
应理解,本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。