智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

沈新宇

摘要： 在計算機技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，智能監(jiān)測系統(tǒng)受到了社會各界的廣泛關(guān)注，搭建合理的智能水環(huán)境監(jiān)測平臺，從而提高水環(huán)境管理的效率，確保能有效完成河流污染物通量管理以及監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計等工作，促進開放水域管理工作的全面進步。本文分析了我國國內(nèi)水環(huán)境監(jiān)測研究的現(xiàn)狀，并闡釋了水環(huán)境監(jiān)測的采集設(shè)備和相關(guān)技術(shù)，著重探討智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的需求和設(shè)計要點，僅供參考。

關(guān)鍵詞： 智能監(jiān)測平臺;水環(huán)境;設(shè)計;技術(shù)分析

【中圖分類號】TP311.52【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）15-0231-01

環(huán)境監(jiān)測部門為了提升水質(zhì)監(jiān)測工作的綜合水平，要在融合新型技術(shù)體系的同時，提高信息數(shù)據(jù)化管理效果，有效發(fā)揮智能監(jiān)測技術(shù)解決實時有效監(jiān)控水環(huán)境質(zhì)量的難題，從而提高水資源利用效率。1水環(huán)境監(jiān)測的研究現(xiàn)狀

追溯我國水環(huán)境研究發(fā)展的情況，從上世紀八十年代開始，相關(guān)部門就陸續(xù)開展了水質(zhì)監(jiān)測工作，其中，離線水質(zhì)分析、視頻技術(shù)、水環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)以及水環(huán)境生物監(jiān)測系統(tǒng)是較為常見的方式，盡管相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)了全面轉(zhuǎn)型，但是整體研究體系依舊處于初級階段。為了進一步推動相關(guān)工作的進程，我國設(shè)立了近3000個水質(zhì)監(jiān)測站點，針對國境河流、入海口等進行集中監(jiān)測和分析，但是依舊存在分布不均勻以及覆蓋面有限的問題，多數(shù)系統(tǒng)采取的是半自動化數(shù)據(jù)采集機制，缺乏實時性互動處理模塊，這就使得水污染狀態(tài)的分析還存在滯后性。因此，全面研究并且推進智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的搭建具有重要的時代價值[1]。

2水環(huán)境監(jiān)測的采集設(shè)備與技術(shù)

2.1采集設(shè)備分析

第一，水質(zhì)傳感器。作為一種基礎(chǔ)的檢測裝置，主要是應(yīng)用內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電化學(xué)電壓完成相應(yīng)的操作，實現(xiàn)參數(shù)的放大，能有效且精準的對已知離子濃度予以描述，繪制對應(yīng)的曲線。在水質(zhì)傳感器中，數(shù)據(jù)處理、無線通信、電源供應(yīng)以及數(shù)據(jù)感應(yīng)是基本的組成部分，完善數(shù)據(jù)的富集和處理傳輸，從而有效滿足控制要求[2]。

第二，ADCP。是一種多功能測量裝置，能有效實現(xiàn)向水體傳輸聲波脈沖。在計算機不斷進步的背景下，ADCP配備全球定位系統(tǒng)，能有效和導(dǎo)航儀進行連接，判定相應(yīng)斷面的地理坐標(biāo)，從而完善相應(yīng)的監(jiān)控工作。

2.2平臺建設(shè)技術(shù)分析

第一，建立集成框架結(jié)構(gòu)。Struts-Spring-Hibemate是較為常見的框架結(jié)構(gòu)，利用應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層以及數(shù)據(jù)層完成數(shù)據(jù)信息的富集和處理，在提升視圖效果的同時，也能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分離，加之系統(tǒng)的重用性和靈活性較高，對于優(yōu)化相應(yīng)監(jiān)測工作的效率具有較為突出的優(yōu)勢[3]。

第二，建立界面框架。主要是基于Javascript完成的ExtJS框架，用戶界面和操作方式較為標(biāo)準，能應(yīng)用在不同的開發(fā)語言環(huán)境中，有效提升使用體驗。相較于傳統(tǒng)的頁面，ExtJS框架下的代碼數(shù)量較為有限，能提升工作流程的合理性和系統(tǒng)性，確保能第一時間借助事件處理加載模塊實現(xiàn)相應(yīng)的請求。

綜上所訴，將Struts-Spring-Hibemate框架和ExtJS予以融合就能有效完成數(shù)據(jù)的處理，提升數(shù)據(jù)訪問功能的應(yīng)用水平，減少繁雜的工作量，從而一定程度上建立更加合理的數(shù)據(jù)庫訪問接口模式，優(yōu)化應(yīng)用數(shù)據(jù)的控制效果。

3智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的設(shè)計

3.1智能水環(huán)境監(jiān)測平臺需求

在建立智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的過程中，要滿足相應(yīng)參數(shù)采集的需求，主要是對河流斷面污染參數(shù)以及水文水動力參數(shù)的富集和處理，并且能結(jié)合相應(yīng)的情況有效完成指令的下達，從而提升監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用的效果，建立相關(guān)校對系統(tǒng)。

一方面，建立數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。能實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和處理，完成校驗工作和解析工作，并且依據(jù)數(shù)據(jù)的相關(guān)內(nèi)容落實對應(yīng)指令，也能進行數(shù)據(jù)的存儲，以備后續(xù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)對比。

另一方面，建立業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。主要分為系統(tǒng)管理以及智能數(shù)據(jù)處理監(jiān)管兩個單元，前者對單位信息、人員信息、角色信息以及角色權(quán)限分配予以討論，判定維護工作的分配方式，后者則是要落實站點管理、設(shè)備管理、通量估算以及檢測指標(biāo)的分析[4]。

3.2智能水環(huán)境監(jiān)測平臺設(shè)計

依托Java EE平臺完成智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的搭建工作，利用Java語言進行業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的研發(fā)，應(yīng)用技術(shù)框架選擇Struts-Spring-Hibemate，建立對應(yīng)的應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層以及數(shù)據(jù)層。

首先，借助Struts-Spring-Hibemate完成業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的搭建和處理，并且借助MVC模式完成請求內(nèi)容的過濾操作，建立頁面請求處理框架和轉(zhuǎn)發(fā)機制，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時性跟蹤控制，確保能依據(jù)請求進行結(jié)果的處理[5]。

其次，完成DI和IoC的業(yè)務(wù)邏輯管理工作，確保能提升實務(wù)處理的安全性和準確性。尤其是要對以下幾個方面進行綜合控制：1）時間域截取，建立時間參數(shù)體系;2）數(shù)據(jù)校驗功能模塊;3）通量估算模塊;4）數(shù)據(jù)查詢模塊;5）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能鍵;6）用戶身份認證，完成認證后進入子系統(tǒng)開展相應(yīng)操作。

再次，應(yīng)用Struts-Spring-Hibemate進行數(shù)據(jù)持久層的處理，保證能對語言環(huán)境中的對象和數(shù)據(jù)之間完成映射控制，從而直接形成實體性數(shù)據(jù)和文件，最后借助Ext JS框架完成數(shù)據(jù)渲染。

最后，在數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)分析后，就能集中生成水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保解析處理和校驗處理完成后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的富集，形成數(shù)據(jù)庫，將相應(yīng)的指令直接傳到水質(zhì)傳感通信設(shè)備中，完成相應(yīng)指令的下達。

除此之，也要重視數(shù)據(jù)庫的設(shè)計工作，確保數(shù)據(jù)庫能符合功能的實時性需求以及數(shù)據(jù)庫的性能標(biāo)準，從而提升數(shù)據(jù)完整性和一致性，打造更加合理的全過程數(shù)據(jù)監(jiān)督模式，真正意義上發(fā)揮智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的應(yīng)用價值。

結(jié)束語：總而言之，為了全面提升水環(huán)境管理工作的綜合水平，要積極強化智能水環(huán)境監(jiān)測平臺的設(shè)計和實現(xiàn)過程，從而打造更加高效的水資源監(jiān)督控制模式，優(yōu)化水資源利用率，從而在多維數(shù)據(jù)分析及家屬的支持下優(yōu)化水污染監(jiān)督管理效果。

參考文獻

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[2]張偉男.遙感技術(shù)在水環(huán)境和大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究進展[J].智能城市，2019，5（19）：131-132.

[3]林舒，徐瑋.水環(huán)境監(jiān)測實驗室信息管理系統(tǒng)的開發(fā)[J].化學(xué)分析計量，2018，27（4）：111-114.

[4]陳杰，包學(xué)才，涂振宇.面向水環(huán)境監(jiān)測的無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)作波束形成遠距離傳輸優(yōu)化方法[J].水利水電技術(shù)，2018，49（6）：118-125.

[5]牛慶國.基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境智能監(jiān)測研究及應(yīng)用[J].云南建筑，2017（4）：40-42.