一种基于数据采集的水环境监测预警系统

摘要

本发明公开了一种基于数据采集的水环境监测预警系统，包括单位采集器、信息处理模块与信息汇聚模块、预警模块、显示终端、后台终端；单位采集器包括浑浊度监测器、电导率监测器、臭气监测器、水温传感器、PH传感器、水位监测器、定位器，浑浊度监测器用于采集水环境的自然水浑浊度数据，电导率监测器用于采集水环境的电导率数据，臭气监测器用于采集水环境的臭气数据，水温传感器用于采集水环境温度值，PH传感器用于采集水环境PH值，水位监测器用于采集水环境水位值；本发明的有益效果是：具有分级预警的功能，提示工作人员及时进行处理，数据集成化管理，各个区域间的水环境污染情况观察更加直观，水环境治理的主次关系更加明确。

说明书

技术领域

本发明涉及水环境系统，具体为一种基于数据采集的水环境监测预警系统，属于水环境系统技术领域。

背景技术

水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，也有的指相对稳定的、以陆地为边界的天然水域所处空间的环境，水是由海洋水和陆地水二部分组成，水在地球上处于不断循环的动态平衡状态，天然水的基本化学成分和含量，反映了它在不同自然环境循环过程中的原始物理化学性质，是研究水环境中元素存在、迁移和转化和环境质量与水质评价的基本依据，水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成，地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等，水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域，水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一，因而需要对水环境进行监测，以在环境受到污染时及时作出相应的处理，水污染常规指标是反映水质污染状况的重要指标，是对水质监测、评价、利用以及污染治理的主要依据，其主要指标有：臭味、水温、浑浊度、pH值、电导率、溶解性固体、悬浮性固体。

现有的水环境系统，不具有分级制预警功能，无法在水环境出现问题时进行不同的预警以提示工作人员进行对应操作处理，没有对各个区域的水环境信息进行集成化管理，各个区域的水环境信息保存在各个区域对应的服务器下，没有进行统一化保存管理，调取各个区域的水环境信息较为麻烦，没有根据预警信号对各个区域的水环境进行分类统计，没有根据污染程度对水环境进行排名，人员观察数据时不够直观化，需要进一步的完善与加强功能。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的水环境系统，不具有分级制预警功能，无法在水环境出现问题时进行不同的预警以提示工作人员进行对应操作处理，没有对各个区域的水环境信息进行集成化管理，各个区域的水环境信息保存在各个区域对应的服务器下，没有进行统一化保存管理，调取各个区域的水环境信息较为麻烦，没有根据预警信号对各个区域的水环境进行分类统计，没有根据污染程度对水环境进行排名，数据观察时不够直观的问题，而提出一种基于数据采集的水环境监测预警系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据采集的水环境监测预警系统，包括单位采集器、信息处理模块与信息汇聚模块、预警模块、显示终端、后台终端；

所述单位采集器包括浑浊度监测器、电导率监测器、臭气监测器、水温传感器、PH传感器、水位监测器、定位器，所述浑浊度监测器用于采集水环境的自然水浑浊度数据，所述电导率监测器用于采集水环境的电导率数据，所述臭气监测器用于采集水环境的臭气数据，所述水温传感器用于采集水环境温度值，所述PH传感器用于采集水环境PH值，所述水位监测器用于采集水环境水位值，所述定位器用于获取对应的水环境的地理位置信息，所述信息处理模块用于接收单位采集器所采集到的数据，并对数据进行对比处理，具体的处理步骤包括：

步骤一：接收区域下水环境的浑浊度数据标记为S1、电导率数据标记为S2、臭气数据标记为S3、温度值标记为S4、PH值标记为S5、水位值标记为S6、地理位置信息标记为S7；

步骤二：预设置有浑浊度标准值标记为H

步骤三：对浑浊度进行判定处理，当S1-H

对电导率进行判定处理，当S2-D

对臭气进行判定，当S3-C

对PH进行判定处理，当0＜S5-P

对水位进行判定处理，当-50≤S6-S

步骤四：分别获取浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果；

当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果均为一级时，不触发预警；

当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为二级时，生成二级预警信号，发送给预警模块；

当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为三级时，生成三级预警信号，发送给预警模块；

所述信息汇聚模块用于接收各个区域的信息处理模块所反馈的数据信息，数据信息包括浑浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、地理位置信息、以及预警信号，所述信息汇聚模块用于根据信息处理模块所反馈的数据信息对各个区域下的水环境进行统计排名处理，具体的处理步骤如下：

S01：以地理位置信息作为关联依据，将该地理位置信息下的浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、预警信号与地理位置信息进行关联捆绑；

S02：没触发预警的即为空值，检索所有预警信号为空值的水环境，对预警信号为空值的水环境进行计数；

S03：检索所有预警信号为二级预警信号的水环境，对所有为二级预警信号的水环境进行计数；

S04：检索所有预警信号为三级预警信号的水环境，对所有为三级预警信号的水环境进行计数；

S05：对各个区域中有二级预警信号的水环境进行排名，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有一个为二级时，判定该区域的水环境位列第一，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有两个为二级时，判定该区域的水环境位列第二，以此类推，直至排到第五名；

S06：对各个区域中有三级预警信号的水环境进行排名，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有一个为三级时，判定该区域的水环境位列第六，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有两个为三级时，判定该区域的水环境位列第七，以此类推，直至排到第十名，其中，当出现多个区域下的水环境判定结果数量相同时，多个区域下的水环境并列名次。

进一步在于：所述预警模块用于根据信号进行提醒；

当信号为二级预警信号时，播放二级警报提示音，并亮起橙色灯；

当信号为三级预警信号时，播放三级警报提示音，并亮起红色灯。

进一步在于：所述显示终端用于显示对应区域下的水环境信息。

进一步在于：一个所述单位采集器、信息处理模块、显示终端、预警模块为一组，用于设置在不同区域的水环境内。

进一步在于：每个所述信息处理模块通过网络与信息汇聚模块连接，每个所述信息处理模块通过网络向信息汇聚模块传送数据信息。

进一步在于：所述后台终端用于显示信息汇聚模块所接收到的数据。

进一步在于：所述信息汇聚模块还用于根据键入信息检索数据；

当用户键入地理位置信息时，则检索匹配出与其相对应的水环境数据信息，包括浑浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、地理位置信息、以及预警信号；

当用户键入二级预警信号时，则检索匹配出与其信号相对应的所有区域的水环境数据信息；

当用户键入三级预警信号时，则检索匹配出与其信号相对应的所有区域的水环境数据信息，其中，信息的键入是通过外设设备，具体为键盘。

进一步在于：所述单位采集器与信息处理模块电连接，所述信息处理模块用于接收来自于单位采集器反馈的数据，所述信息处理模块分别与显示终端、预警模块电连接，所述信息汇聚模块与后台终端电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为二级时，生成二级预警信号，发送给预警模块，预警模块播放二级警报提示音，并亮起橙色灯，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为三级时，生成三级预警信号，发送给预警模块，预警模块播放三级警报提示音，并亮起红色灯，起到分级预警效果，提示工作人员及时进行处理。

2、由信息汇聚模块接收各个区域的信息处理模块所反馈的数据信息，检索所有预警信号为二级预警信号的水环境，对所有为二级预警信号的水环境进行计数统计，检索所有预警信号为三级预警信号的水环境，对所有为三级预警信号的水环境进行计数，并且对各个区域中有二级预警信号的水环境进行排名，对各个区域中有三级预警信号的水环境进行排名，数据集成化管理，各个区域间的水环境污染情况观察起来更加直观，水环境治理的主次关系更加明确。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明系统框架图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于数据采集的水环境监测预警系统，包括单位采集器、信息处理模块与信息汇聚模块、预警模块、显示终端、后台终端；

单位采集器包括浑浊度监测器、电导率监测器、臭气监测器、水温传感器、PH传感器、水位监测器、定位器，浑浊度监测器用于采集水环境的自然水浑浊度数据，电导率监测器用于采集水环境的电导率数据，臭气监测器用于采集水环境的臭气数据，水温传感器用于采集水环境温度值，PH传感器用于采集水环境PH值，水位监测器用于采集水环境水位值，定位器用于获取对应的水环境的地理位置信息，信息处理模块用于接收单位采集器所采集到的数据，并对数据进行对比处理，具体的处理步骤包括：

步骤一：接收区域下水环境的浑浊度数据标记为S1、电导率数据标记为S2、臭气数据标记为S3、温度值标记为S4、PH值标记为S5、水位值标记为S6、地理位置信息标记为S7；

步骤二：预设置有浑浊度标准值标记为H

步骤三：对浑浊度进行判定处理，当S1-H

对电导率进行判定处理，当S2-D

对臭气进行判定，当S3-C

对PH进行判定处理，当0＜S5-P

对水位进行判定处理，当-50≤S6-S

步骤四：分别获取浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果；

当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果均为一级时，不触发预警；

当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为二级时，生成二级预警信号，发送给预警模块；

当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为三级时，生成三级预警信号，发送给预警模块，其中，二级预警信号表示所预报风险并没有超过生产型设施运行能力，通过优化调节运行参数，可以及时控制潜在风险，三级预警信号是最严重的的情况，即所预报的风险超出了任何应急强化措施的处置能力，需要采取一些果断的措施，例如关闭水源或者生产设备，或者切换水源同时将情况向上级部门和公众通报；

信息汇聚模块用于接收各个区域的信息处理模块所反馈的数据信息，数据信息包括浑浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、地理位置信息、以及预警信号，信息汇聚模块用于根据信息处理模块所反馈的数据信息对各个区域下的水环境进行统计排名处理，具体的处理步骤如下：

S01：以地理位置信息作为关联依据，将该地理位置信息下的浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、预警信号与地理位置信息进行关联捆绑；

S02：没触发预警的即为空值，检索所有预警信号为空值的水环境，对预警信号为空值的水环境进行计数；

S03：检索所有预警信号为二级预警信号的水环境，对所有为二级预警信号的水环境进行计数；

S04：检索所有预警信号为三级预警信号的水环境，对所有为三级预警信号的水环境进行计数；

S05：对各个区域中有二级预警信号的水环境进行排名，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有一个为二级时，判定该区域的水环境位列第一，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有两个为二级时，判定该区域的水环境位列第二，以此类推，直至排到第五名；

S06：对各个区域中有三级预警信号的水环境进行排名，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有一个为三级时，判定该区域的水环境位列第六，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有两个为三级时，判定该区域的水环境位列第七，以此类推，直至排到第十名，其中，当出现多个区域下的水环境判定结果数量相同时，多个区域下的水环境并列名次；

预警模块用于根据信号进行提醒；

当信号为二级预警信号时，播放二级警报提示音，二级警报提示音的具体内容为“二级警告，请人员注意浑浊度、电导率、臭气、PH、水位”，并亮起橙色灯；

当信号为三级预警信号时，播放三级警报提示音，三级警报提示音具体内容为“三级警告，请人员注意浑浊度、电导率、臭气、PH、水位”，并亮起红色灯；

显示终端用于显示对应区域下的水环境信息；

一个单位采集器、信息处理模块、显示终端、预警模块为一组，用于设置在不同区域的水环境内；

每个信息处理模块通过网络与信息汇聚模块连接，每个信息处理模块通过网络向信息汇聚模块传送数据信息；

后台终端用于显示信息汇聚模块所接收到的数据；

信息汇聚模块还用于根据键入信息检索数据；

当用户键入地理位置信息时，则检索匹配出与其相对应的水环境数据信息，包括浑浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、地理位置信息、以及预警信号；

当用户键入二级预警信号时，则检索匹配出与其信号相对应的所有区域的水环境数据信息；

当用户键入三级预警信号时，则检索匹配出与其信号相对应的所有区域的水环境数据信息，其中，信息的键入是通过外设设备，具体为键盘；

单位采集器与信息处理模块电连接，信息处理模块用于接收来自于单位采集器反馈的数据，信息处理模块分别与显示终端、预警模块电连接，信息汇聚模块与后台终端电连接。

本发明在使用时，一个单位采集器、信息处理模块、显示终端、预警模块为一组分散在各个不同区域的监测点，由单位采集器对所在区域的水环境进行数据采集，采集内容包括浑浊度数据、电导率数据、臭气数据、温度值、PH值、水位值、地理位置信息，由信息处理模块依据各个数据所对应的标准值对浑浊度数据、电导率数据、臭气数据、PH值、水位值进行判定，根据浑浊度的判定可将区域水环境分为一级浑浊水域、二级浑浊水域、三级浑浊水域，根据电导率的判定，可将该区域水环境为一级电导率水域、二级电导率水域、三级电导率水域，根据臭气的判定，可将水环境分为一级空气水域、二级空气水域、三级空气水域，根据PH可将水环境分为一级酸碱度水域、二级酸碱度水域、三级酸碱度水域，根据水位可将水环境分为一级水位、二级水位、三级水位，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为二级时，生成二级预警信号，发送给预警模块，预警模块播放二级警报提示音，并亮起橙色灯，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中有一个以上包括一个为三级时，生成三级预警信号，发送给预警模块，预警模块播放三级警报提示音，并亮起红色灯，由信息汇聚模块接收各个区域的信息处理模块所反馈的数据信息，检索所有预警信号为二级预警信号的水环境，对所有为二级预警信号的水环境进行计数统计，检索所有预警信号为三级预警信号的水环境，对所有为三级预警信号的水环境进行计数，对各个区域中有二级预警信号的水环境进行排名，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有一个为二级时，判定该区域的水环境位列第一，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有两个为二级时，判定该区域的水环境位列第二，以此类推，直至排到第五名，对各个区域中有三级预警信号的水环境进行排名，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有一个为三级时，判定该区域的水环境位列第六，当浑浊度、电导率、臭气、PH、水位的判定结果中只有两个为三级时，判定该区域的水环境位列第七，以此类推，直至排到第十名，其中，当出现多个区域下的水环境判定结果数量相同时，多个区域下的水环境并列名次，所述信息汇聚模块中所有的数据通过后台终端进行展示，数据集成化管理，各个区域间的水环境污染情况观察起来更加直观，水环境治理的主次关系更加明确。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。