一种基于物联网的河涌水域污染监控和分段管理方法与流程

本发明涉及水质分析和监控技术领域，特别是一种基于物联网的河涌水域污染监控和分段管理方法。

背景技术

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程；监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等；主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、ph值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。

传统的检测水质的方法是采用人工监测方式，先对水质进行取样，然后在送至检测机构进行检测，无法实现及时对水质的检测和判断，而且检测方法单一，容易受恶劣天气的影响，耗费大量的人力物力，成本过高，实验室分析得到的水质信息与水样处的实时水质信息可能会存在一定误差，造成水质信息监测不准确，不具有实时性；后来随着信息技术的发展，出现了很多自动监测方法，但部分方案依然采用人工对某河涌区域的多个点进行监控，缺少系统化和自动化的采集河涌水质的实施手段，而且传统技术中对河涌水域的监控方法设计不合理，难以有效地、实时地获取不同河涌区域的相应水质信息，如果出现污染也难从有限的时间确定污染源的位置，从而不能及时对河涌水域污染的区域进行治理。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供实时监控水质的变化、分区分段管理的河涌水质、能快速确定被污染河涌水的污染源的一种基于物联网的河涌水域污染监控和分段管理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的河涌水域污染监控和分段管理方法，其中：包括以下步骤：

1)监控分布设定：在河涌水域的两侧以等间距形式，沿河涌水流方向布置若干个污染监控装置，其中以至少两个污染监控装置所覆盖的区域形成一段河涌实时监控区，所述河涌实时监控区以该河涌所在村委、乡镇管辖范围或固定距离进行划分；

2)实时监控设定：所述污染监控装置以固定时间间隔获取所在位置的水质信息，将水质信息通过物联网卡上传至水质监控服务器，其中所述水质信息至少包括水中的氨氮信息、悬浮物颗粒信息、cod指数信息、重金属含量信息、温度信息、ph值信息；

3)确定污染区域：获取水质信息中各指标参数超标的受污染河涌实时监控区，其中受污染河涌实时监控区包括有水质信息中个指标参数超标的河涌实时监控区，及该监控区上游方向的相邻河涌实时监控区；

4)确定污染源：对比受污染河涌实时监控区中各个污染监控装置的水质信息，根据河涌水流的速度以及获取水质信息的固定时间间隔进行统计分析，确定污染源位置。

本发明的进一步改进：所述监控分布设定步骤中，对每个污染监控装置设定有唯一定位编号信息，所述定位编号信息包括独立和唯一的id编码、所在位置信息、所属河涌实时监控区信息。

作为本发明的进一步改进：所述实时监控设定步骤中，所述水质监控服务器获取所述污染监控装置发送的水质信息，构建河涌水域水质监测地图模型，在地图模型中的相应位置导入相应水质信息。

作为本发明的进一步改进：所述实时监控设定步骤中，所述氨氮信息由氨氮传感器获取，所述悬浮物颗粒信息由水质悬浮物传感器获取，所述cod指数信息由cod传感器获取、所述重金属含量信息由水质重金属传感器获取，所述温度信息由水质温度传感器获取、所述ph值信息由水质ph检测仪获取。

作为本发明的进一步改进：在每个河涌实时监控区中设定至少一个移动监控终端或能与水质监控服务器通讯的管理者移动设备，用于获取河涌水质信息或管理建议信息。

作为本发明的进一步改进：所述确定污染区域步骤中，所述水质监控服务器获取受污染河涌实时监控区的水质信息，并将相应超标的水质信息和管理建议信息通过通讯网络发送至移动监控终端或管理者移动设备。

作为本发明的进一步改进：所述确定污染源步骤中，所述统计分析包括对比收污染河涌实时监控区中各个污染监控装置的水质信息，确定最开始监控水质信息超标的污染监控装置所在位置，以该污染监控装置所在位置通过计算河涌水流速度和污染监控装置获取水质信息的固定时间间隔得到相应受污染河涌水流动距离，以该污染监控装置所在位置往上游方向的受污染河涌水流动距离确定出河涌水的污染源位置。

作为本发明的进一步改进：所述水质服务器通过通讯网络将污染源位置发送警示信息到相应河涌实时监控区的移动终端或管理者移动设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明监控分布设定确定每个污染监控装置的定位编号信息，在河涌水域中以分段形式布置，实时获取河涌水域中各段河涌水的水质情况，当河涌水质受污染时，及时获取相应受污染河涌实时监控区，通知各监控区管理者进行治理，同时能快速在有限时间内确定污染源位置，通知污染源位置所在的河涌实时监控区管理者进行应急处理。

本发明将多个河涌水的监测点进行系统化定点设计，对河涌水域实现实时监控，极大促进各个地方区域对河涌水域的水质保护和有效治理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明工作原理示意图；

图3为本发明污染监控装置结构示意图。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

参考图1，一种基于物联网的河涌水域污染监控和分段管理方法，其中：包括以下步骤：

1)监控分布设定：在河涌水域1的两侧以等间距形式，沿河涌水流方向布置若干个污染监控装置2，其中以至少两个污染监控装置所覆盖的区域形成一段河涌实时监控区3，所述河涌实时监控区以该河涌所在村委、乡镇管辖范围或固定距离进行划分；

对每个污染监控装置设定有唯一定位编号信息，所述定位编号信息包括独立和唯一的id编码、所在位置信息、所属河涌实时监控区信息。

所述污染监控装置包括设在河涌边石栏杆上的设备装定装置21、在设备装定装置21上向河涌延伸出的延长杆22、一端固定延长杆22末端的碳纤维管23或柔性金属网管和沉水式水质实时监测装置24，所述水质实时监测装置24设于碳纤维管23的另一端，用于沉入水中获取水质信息，所述碳纤维管23上还设有一水面浮力装置25，用于保证每个水质实时监测装置沉入水中的深度一致，所述碳纤维管内还设有电源线和数据线，所述电源线和数据线一端接入水质实时监测装置，另一端分别相应地与固定在设备装定装置上的信息采集装置26和供电装置27连接，所述信息采集装置26设有物联网卡，用于与水质监控服务器无线连接及传输数据，所述信息采集装置通过数据线获取水质实时检测装置采集水质信息，并通过物联网卡上传至水质监控服务器，所述供电装置采用太阳能供电模组或风力发电模组。

2)实时监控设定：所述污染监控装置以固定时间间隔获取所在位置的水质信息，将水质信息通过物联网卡上传至水质监控服务器；

所述水质监控服务器获取所述污染监控装置发送的水质信息，构建河涌水域水质监测地图模型，在地图模型中的相应位置导入相应水质信息，根据直观观察到某个河涌水域的水质情况，对河涌实时监控区有更直观的了解；

所述水质信息至少包括水中的氨氮信息、悬浮物颗粒信息、cod指数信息、重金属含量信息、温度信息、ph值信息，其中所述氨氮信息由氨氮传感器获取，所述悬浮物颗粒信息由水质悬浮物传感器获取，所述cod指数信息由cod传感器获取、所述重金属含量信息由水质重金属传感器获取，所述温度信息由水质温度传感器获取、所述ph值信息由水质ph检测仪获取。

3)确定污染区域：获取水质信息中各指标参数超标的受污染河涌实时监控区，其中受污染河涌实时监控区包括有水质信息中个指标参数超标的河涌实时监控区，及该监控区上游方向的相邻河涌实时监控区；

在每个河涌实时监控区中设定至少一个移动监控终端或能与水质监控服务器通讯的管理者移动设备，用于获取河涌水质信息或管理建议信息，当某一河涌实时监控区中出现水质受污染情况，水质监控服务器中的管理者或专家可以发送信息到相应河涌区域的管理者，通知其管理的河涌区域的水质受污染，同时可以给出相应治理的建议，及时对河涌水域受污染区域进行治理。

4)确定污染源：对比受污染河涌实时监控区中各个污染监控装置的水质信息，根据河涌水流的速度以及获取水质信息的固定时间间隔进行统计分析，确定污染源位置；

所述统计分析包括对比收污染河涌实时监控区中各个污染监控装置的水质信息，确定最开始监控水质信息超标的污染监控装置所在位置，以该污染监控装置所在位置通过计算河涌水流速度和污染监控装置获取水质信息的固定时间间隔得到相应受污染河涌水流动距离，以该污染监控装置所在位置往上游方向的受污染河涌水流动距离确定出河涌水的污染源位置；

所述水质服务器通过通讯网络将污染源位置发送警示信息到相应河涌实时监控区的移动终端或管理者移动设备，通知相应管理者或负责人进行及时有针对性治理污染源。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。