一種水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測綜合信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

李 雙， 梅鵬蔚， 白家磊， 韓殿鵬， 彭 媛， 韓 鐵， 高志賢

(軍事科學院軍事醫(yī)學研究院環(huán)境醫(yī)學與作業(yè)醫(yī)學研究所 天津市環(huán)境與食品安全與風險監(jiān)控技術重點實驗室，天津 300050)

目前,現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展，水質(zhì)問題一直是全球普遍關注的重點問題。水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展于上個世紀七十年代初期，美、法、英、德、日等發(fā)達國家先后建立了該類系統(tǒng)。以往對水質(zhì)參數(shù)的采集多通過人工方式測量與記錄，然而該方式耗時費力，且采集獲得的數(shù)據(jù)普遍具有偶然性，也不利于對水體質(zhì)量進行綜合分析。我國在水質(zhì)自動監(jiān)測、預警預報以及溯源體系建設方面還處于探索階段，當前研發(fā)的地表水水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)仍存在價格昂貴、效率欠佳、功能尚待完善等諸多弊端。

針對現(xiàn)有的地表水水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)所存在的價格昂貴、效率欠佳、功能尚待完善等問題，本研究設計了一種水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測綜合信息管理系統(tǒng)，其包括水質(zhì)監(jiān)測傳感器、無線網(wǎng)絡傳輸模塊、預警預報監(jiān)視模塊、預警預報工作模塊、水質(zhì)監(jiān)測工作模塊、基礎信息管理模塊和系統(tǒng)維護管理模塊。水質(zhì)監(jiān)測傳感器設置于各個地表水監(jiān)測站點，包括溫度傳感器、濁度傳感器、TDS傳感器、pH值傳感器、電導率傳感器、ORP傳感器、水位傳感器等，同時還包括與各類傳感器對應的調(diào)理電路，水質(zhì)監(jiān)測傳感器用于對各類水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進行實時采集，水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)包括地表水的溫度、濁度、TDS值、pH值、電導率、ORP值、水位等。無線網(wǎng)絡傳輸模塊用于將各個地表水監(jiān)測站點的水質(zhì)監(jiān)測傳感器所采集的各類水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至水質(zhì)監(jiān)測工作模塊。水質(zhì)監(jiān)測傳感器與無線網(wǎng)絡傳輸模塊相連，預警預報監(jiān)視模塊與預警預報工作模塊相連，水質(zhì)監(jiān)測工作模塊分別與無線網(wǎng)絡傳輸模塊、預警預報監(jiān)視模塊、預警預報工作模塊、基礎信息管理模塊和系統(tǒng)維護管理模塊進行連接。

本研究設計的水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測綜合信息管理系統(tǒng)使用B/S與C/S結構，采用系統(tǒng)工程和軟件工程技術，在PC端實現(xiàn)水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測綜合信息軟件框架、軟件功能、界面的設計，基于地表水監(jiān)測站點實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠程傳輸，開發(fā)“智能標識+溯源日志+促發(fā)式質(zhì)控”模型，建立地表水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)溯源體系，根據(jù)地表水環(huán)境資源綜合評價算法，建立主要監(jiān)測指標的預警指標體系，實現(xiàn)水質(zhì)環(huán)境安全預警預報功能。

圖1 水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測綜合信息管理系統(tǒng)基本組成