一种基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统的制作方法

本发明涉及一种水质信息监测系统，具体是一种基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统。

背景技术：

目前，环境保护尤其水资源的保护是世界各国面临的紧迫问题，为了有效防范重大水质污染事故，预防改善水资源环境现状，符合国家对水源管理工作的要求，满足国家清洁能源等总体方针，需要进行水质监控，现有水质监测设备检测方式单一、检测范围局限，检测精度低，工作效率低，不便于判断数据正确性，同时，受气候、地域等环境影响，水质检测设备不能正常运行，传统环保存在信息滞后、处理繁琐等问题。

目前，铁路、公路等建设项目在施工过程中其隧道开挖会对地下水环境产生影响，可能造成靠地下水进行补给的地表水体如泉、塘、井等的干涸。因此在施工过程中经过地下水环境敏感地区的通常需要进行相关敏感水体的水位监测，而这些水体通常位于十分偏僻的地区，人口稀疏，交通不便，可利用的供电、通讯等条件基本没有。目前的监测方法主要是施工单位通过人工观测的方式定期到相关点位进行查看，效率低、可靠性差、成本高昂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统，包括服务器部分、设备层和通讯层，所述服务器层为pc端，由多个服务器组成，处理分析数据，输出可视化报表，提供决策依据；所述设备层由水质监测传感器、水下影像系统、水下无人机、无人船、北斗/gps定位设备、太阳能电池及电源管理模块组成；所述通讯层由无线通讯设备组成，包括gprs、4g无线；所述水质监测传感器包括溶解氧传感器、ph值传感器、温度传感器、浑浊度传感器。

作为本发明进一步的方案：所述服务器分别实现定点水质监测和动态水质监测,。

作为本发明再进一步的方案：实现定点水质监测的定点水质监测系统包括太阳能电池及电源管理模块、北斗/gps定位设备、信号采集与处理模块、4g无线、北斗/gps通信系统，所述信号采集与处理模块分别与溶解氧传感器、ph值传感器、温度传感器、浑浊度传感器连接。

作为本发明再进一步的方案：每个所述定点水质监测系统均设有浮标本体，多个所述浮标本体通过无线或卫星通信连接到信号接收、集中处理的集中器模块，集中器模块通过网络连接到服务器

作为本发明再进一步的方案：实现动态水质监测的动态水质监测系统包括视频图像显示器、北斗/gps定位设备、水质监测传感器，所述动态水质监测系统内还设置水下机器人本体、无人船本体或无人飞行器本体，所述水下机器人本体、无人船本体、无人飞行器本体分别通过4g无线连接到服务器。

作为本发明再进一步的方案：所述服务器包括水质信息数据显示与分析模块、gis地理信息系统、大数据存储及分析模块、用户管理系统，所述水质信息数据显示与分析模块包括水产养殖水质信息实时监测、海洋信息定点实时及动态多点监测、陆上河流污染溯源及水质监测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该系统综合运用无线智能传感器网络技术、嵌入式计算技术、4g无线通信技术、gis空间信息处理技术、北斗卫星通信及定位技术等先进技术，集成先进智能水质传感器、无人船、无人机、水下机器人、深水监控等多种测量手段，可对所监测水质实现全天候远程立体自动监测，可完整记录各监测点水质数据的动态变化过程及可视化展示，并提供分析数据，为决策者提供依据。该系统可对大量水质数据可进行保存与分析，可有效的用于海洋环境监测、污染监测及溯源、水产养殖检测等领域。

附图说明

图1为基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统的实现方案图。

图2为基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统中定点水质监测的浮标布置图。

图3为基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统中定点水质监测的结构示意图。

图4为基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统中动态水质检测及污染溯源图。

图5为基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统中服务器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种基于物联网和大数据技术的可视化水质信息监测系统，包括服务器部分、设备层和通讯层，所述服务器层为pc端，由多个服务器组成，处理分析数据，输出可视化报表，提供决策依据；所述设备层由各种水质监测传感器、水下影像系统、水下无人机、无人船、北斗/gps定位设备、太阳能电池及电源管理模块等组成；所述通讯层由无线通讯设备组成，包括gprs、4g无线等；所述水质监测传感器包括溶解氧传感器、ph值传感器、温度传感器、浑浊度传感器。

所述服务器分别实现定点水质监测和动态水质监测，实现定点水质监测的定点水质监测系统包括太阳能电池及电源管理模块、北斗/gps定位设备、信号采集与处理模块、4g无线、北斗/gps通信系统，所述信号采集与处理模块分别与溶解氧传感器、ph值传感器、温度传感器、浑浊度传感器等连接；每个定点水质监测系统均设有浮标本体，多个所述浮标本体通过无线或卫星通信连接到信号接收、集中处理的集中器模块，集中器模块通过网络连接到服务器。

实现动态水质监测的动态水质监测系统包括视频图像显示器、北斗/gps定位设备、水质监测传感器，所述动态水质监测系统内还设置水下机器人本体、无人船本体或无人飞行器本体，所述水下机器人本体、无人船本体、无人飞行器本体分别通过4g无线连接到服务器。

所述服务器包括水质信息数据显示与分析模块、gis地理信息系统、大数据存储及分析模块、用户管理系统，所述水质信息数据显示与分析模块包括水产养殖水质信息实时监测、海洋信息定点实时及动态多点监测、陆上河流污染溯源及水质监测。

本发明的系统把水质监测与智慧城市管理理念结合起来，助力政府智慧城市、智慧海洋建设，让数据为管理服务，为政府、企业提供决策依据。

1、针对海洋环境、环保领域：

本发明的系统多种测量手段相结合，可对海洋内陆水域进行全方位水质检测，利用信息反馈等即时技术能从源头发现污染信息，第一时间做出信号反馈，可节省大量人工成本，并且可实现人力所不能及的一些监测，例如污染溯源等，解决了传统环保存在信息滞后、处理繁琐、方法单一等问题，大大提高环保效率。

2、针对养殖行业

本发明的系统可对海洋养殖水域数据进行监测，对养殖环境的变化及时了解，对养殖的突发状况作出预警，提高养殖产品的安全程度。政府可根据相关水质变化情况，提前对养殖业主进行提醒，对不利情况针对性提出解决方案，实现信息化养殖。

3、其他增值服务

本发明的系统建成以后，可掌握大量海洋水域及水产养殖水域信息，运用大数据分析处理技术，可有针对性地进行数据服务，例如根据数据可提前预判海参市场价格波动等。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。