基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

摘要：針對傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測方案布線困難、成本高等不足，設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對溶解氧、PH值、溫度等多參數(shù)的采集、傳輸、處理。該方案便于遠程監(jiān)測，適用于飲用水及養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)監(jiān)測等領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：傳感器；水質(zhì)監(jiān)測；ZigBee；GPRS

0 引言
為了徹底解決傳統(tǒng)人工水質(zhì)監(jiān)測及DCS、現(xiàn)場總線方式在管理及應(yīng)用上存在的布線困難、成本高等不足，本文提出了以智能水質(zhì)傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、專家?guī)鞌?shù)據(jù)庫為核心的物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過分布式動態(tài)組網(wǎng)，可實現(xiàn)大范圍、24 h不間斷的監(jiān)測，同時通過布設(shè)在水源地具有定位功能的無線傳感器節(jié)點，能夠偵測到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決飲用水及養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)在線監(jiān)測和管理問題。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作過程
本系統(tǒng)的組成圖如圖1所示。系統(tǒng)在水源地布置多個水上節(jié)點(水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點、遠程視頻采集節(jié)點、水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點、ZigBee+GP RS無線網(wǎng)關(guān))，然后通過水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點實時采集PH值、水溫、水位、溶氧量等水質(zhì)參數(shù)，并通過ZigBee Endpoint上傳給無線網(wǎng)關(guān)的Zig Bee Coor dinator，再由后者經(jīng)串口送入GPRS傳送到服務(wù)器；同時通過IPCamera(網(wǎng)絡(luò)攝像機)采集水面視頻信息，由3G方式送入(移動)服務(wù)器。運行于服務(wù)器上的信息管理系統(tǒng)將對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，并根據(jù)飲用水用水管理要求實時預(yù)警、告警，自動下發(fā)控制指令到GPRS無線網(wǎng)關(guān)，然后由ZigBee網(wǎng)絡(luò)下發(fā)指令到水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點，啟動增氧機或PH值調(diào)節(jié)設(shè)備、水泵等，實時調(diào)節(jié)用水參數(shù)。管理人員則可通過PC、平板電腦或PDA等方式獲取實時水質(zhì)數(shù)據(jù)，并對設(shè)備進行遠程控制。