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深圳市华谊环保科技有限公司
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阅读：414发布时间：2020-8-26
一．项目背景
水质常规五参数（温度、浊度、PH值、电导率、溶解氧）是水环境质量评价的基本指标，可反映水体质量的变化情况。但目前水资源分布广泛，许多地区很难进行测量，并且大部分水质监测方法是现场采样，在实验室进行检验和分析，由于这种人工采样方式存在浪费大量人力，收集的信息量有限，处理数据慢，设备老旧等问题很难满足环境监测的发展要求。
因此一套能够实时监测水质五参数的产品具有十分重要的意义，华谊环保微型水质五参数在线监测站可实现水质五参数信息的实时采集和远程传输，辅助监管中心对测量水域的水质变化情况及时评判和响应，对水环境质量评价及水污染控制具有重要意义。
二．方案建设
1. 建设依据
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《中华人民共和国土地管理法》
《地表水环境质量标准》GB3838-2002
《地下水环境监测技术规范（HJ/T164-2004）》
《水和废水监测分析方法》（2002年第四版）
《水污染排放总量监测技术规范》
《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002）
《PH水质自动分析仪技术要求》（HJ/T96-2003）
《电导率水质自动分析仪技术要求》（HJ/T97-2003）
《浊度水质自动分析仪技术要求》（HJ/T98-2003）
《水质河流采样技术指导》（HJ/T52-1999）
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ-93-96）
2. 建设目标
微型水质五参数在线监测站采用岸基方式，以小型无线水质监测终端为核心元素，布置在河流、水库、湖泊、饮用水源的岸边，采用移动通讯为传输媒介，以大屏幕显示器和*服务器为数据处理和监控中心，组成一个综合性的水环境自动监测网络系统，达到实时在线监测水质五参数的目的。
3. 监测站组成
主要包括：可将水质的物理量转化为模拟电信号的传感器模块，包括的传感器类型主要有：温度、浊度、PH值、电导率、溶解氧。
可将模拟信号转换为数字信号的数据采集模块以及液晶屏显示模块、数据通信模块，和具有数据存储、显示、历史数据查询功能的上位机模块。
4. 建设原则
（1）可靠性原则：系统能够稳定运行，客户能够对工程进行实时监测。
（2）可维护性原则：系统在设计和开发的过程中要足够的重视系统的可维护性，提前衡量系统的可修改程度或者是根据一些功能需求进行修改的难易程度。
（3）可操作原则：在可靠行实时性基础上，技术人员在控制台对工程进行设置操作。
（4）可扩展性原则：软硬件设计将留有升级接口和升级空间，为以后平台向更加广阔的空间提供保障。
5. 系统功能
① 自动监测：水质在线实时监测设备能够连续、及时、准确的对水质温度、浊度、PH值、电导率、溶解氧指标进行自动监测。
② 数据采集：水质在线实时监测设备信息处理系统具有水质监测信息采集功能，并把水质监测数据以统一的格式自动存入嵌入式控制器中。
③ 数值显示：水质在线实时监测设备可实时显示仪器运行状态和水质监测数据（温度、浊度、PH值、电导率、溶解氧）；
④ 数据传输：水质在线实时监测设备可通过4G或无线传输方式，与后端监控中心建立连接，并把水质监测数据发送至后端监控中心服务器的数据库进行存储；
⑤ 设备运行状态管理：水质在线实时监测设备智能化程度高，具有自动清洗、故障自动复位、系统自动检测等功能，便于水质在线实时监测设备维护及故障处理。
6. 方案架构
本设计采用感知控制层、传输通信层、应用服务层三层架构设计。
（1）感知层主要为地表水水质监测子站建设，包括固定站点、水站仪器仪表集成及系统集成。该层可实现水质监测数据、报警数据、仪器设备状态数据以及环境动力指标数据的采集，同时还可传输视频监控信息，实现监测站与中心端的联网接入，以及监测站的反向控制。
（2）传输通信层主要建设内容为无线通讯链路或者有线光纤通讯链路。
（3）应用服务层对监测点数据进行接收、处理、汇总、统计、分析，该层具备动态实时监测、历史数据查询、报警数据查询、登录日志及操作日志查询、时段统计、曲线分析、用户管理、测点管理、历史数据导入等多项功能。
三．云平台
1. 建设目标
为集成传感器的设备提供数据管理、存储、数据显示功能，使得设备数据合理有效的标识管理。不同的用户可以创建不同的产品项目，不同的产品项目下可以接入多个设备，同时能提供良好的设备通信接口，能够编辑图形化显示数据。
2. 云平台架构
感知层采集到的数据经过应用层的处理之后，实时显示到监控平台的界面上。用户可以根据这些实时数据及平台发出的报警信息及时发现被监测区域内的变化情况，并且通过客户端远程控制调节设备。
数据库用来存储参数数据、工作人员的个人信息以及传感器的信息等。软件部分的设计主要包括采集节点的软件设计、数据处理、数据库设计和控制算法研究四部分。具体流程如下图所示：
3. 主要功能
（1）用户管理功能：云平台给不同注册用户提供其用户下设备数据管理服务，以个人用户为基本单元，对应保存用户的注册信息、加密信息、个人基本信息等，用户需要通过对应的个人注册账号、密码等信息来进行个人登录。
（2）设备管理功能：针对不同的设备分配不同的设备ID，设备型号信息、位置信息、工作状态信息等都会存储在云服务器中。云平台将传感器采集的水质数据接收，用户可以通过数据模板对数据进行查看、编辑等操作。
（3）数据查询功能：用户通过自己注册的账号登录云平台，然后进入自己创建的产品下查看设备生成的数据信息点，访问数据历史记录；还可以对云平台当中的数据进行图表化显示，判断数据信息趋势，并打印下载相关数据。
（4）设置管理功能：为用户提供了设置账户下的用户信息，修改密码、用户姓名等基本功能。
5.系统部分页面展示
登录界面
实时数据
客户传输监控
超标预警
监控大屏
四．相关硬件产品
1. 产品概述
水质五参数自动监测站是一款高度集成的自动监测系统，以水质五参数在线监测仪为核心，配套了完善的太阳能供电系统、测量单元、水路单元、清洗单元，实现全天候无人值守的自动监测。具一体化设计、占地面积小、安装简单、基本免维护等特点。
2. 产品优势
●自动吸水：通过程序控制自动吸水，具取水自我判断功能。
●自动排淤：通过程序控制及水箱倾斜设计，实现自动排淤功能。
●自动溢流：通过固件结构，与自动排淤实现上下同时换水，保证测量时效性。
●液位侦测：通过液位计实时监控，保证传输数据的合理性。
●自动清洗：通过程序控制定期自动清洗，保证传感器测量界面清洁。
●自动存储：根据需求自定义设定存储周期，实时保存记录。
●电量监控：远程监控电池电压，可程序设定电压数值。
●供电系统：太阳能板、电池组、控制器、逆变器、太阳能支架/箱体一体化设计。
●前置漂浮：通过过滤取水，防止底阀漏气，保证取水正常。
3. 技术参数
显示7寸彩色触摸屏，界面美观，操作简单，可同时显示多个测量参数存储具备数据存储功能，可设定存储周期，支持历史数据查看，导出功能供电太阳能光伏板，电池组，太阳能控制器，逆变器水路单元可通过程序设定排水、取水，清洗时间，大吸程8米；同时具备进水判断、液位判断功能脚轮4个平板万向轮，承重140kg设备输出1路RS485（ModbusRTU标准协议）输出，可定时开发其他协议；2路独立继电器，程序设定时间控制输出；5路隔离室4-20mA程序设定输出（选配）材质水箱材质为进口透明PVC，水管材质为进口UPVC选配箱体：铁外烤漆/不锈钢烤漆参数选择PH、电导率、溶解氧、浊度、温度、COD、氨氮、ORP、叶绿素、蓝绿藻、氟化物、氯化物、透明度、硝酸盐等
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