水质自动监测站系统建设初探

水质自动监测站系统建设初探（共8篇）

水质自动监测站系统建设初探 篇1

水质自动监测系统建设与维护初探

摘要：本文结合江门市区堇边水质白动监测系统建设与维护过程中遇到的.实际问题,提出相应的解决方法及建议,以供验收后自行运营维护技术人员参考.作 者：夏光耀 洪流 尹丽君 作者单位：江门市环境监测中心站,广东江门,529000期 刊：科技创新导报 Journal：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：,“”(3)分类号：X84关键词：水质 自动监测 建设 维护

水质自动监测站系统建设初探 篇2

关键词：水文,水质,自动监测,饮用水安全

0 引言

淀山湖是上海最大的淡水湖,为黄浦江的源头,是上海的饮用水水源地,水质安全对上海人民的生产生活影响很大。近几年来湖区面临湿地退化、水体污染、生态环境恶化等问题,因此,掌握湖区水质状况尤为重要。但是传统的人工取样化验方式频次低(每月1次),不能及时反映水质变化,所以建设淀山湖湖区水文水质综合性自动监测系统(以下简称系统),监测淀山湖水体水质实时变化情况。该系统可以24 h不间断监测,大大提高了监测时效性,且运行成本低,主要为水质仪表试剂更换费用。

1 系统架构

系统建设采用国内外先进的在线监测仪器,应用自动控制技术,将监测数据集成并发送至数据分中心,分中心再将数据转发至中心站。

工业控制计算机为处理中心,工业PLC为控制中心,保证系统的稳定性。系统结构图如图1所示。视频监控和波浪监测的数据直接通过网络交换机传送至数据分中心,分中心通过网络控制监控摄像头,也可查看和下载波浪监测数据及视频影像;蒸发器、风速风向仪的数据由气象RTU采集后发送至现场工控机;2组水情设备均由水情RTU采集数据,一组发送至现场工控机,另一组通过GPRS模块发送至上海市水情遥测系统;工控机可以随时下载相连的2台RTU中固态存储的数据,水情遥测系统也可以远程召测水情RTU2的固态存储数据;水质监测设备的化验结果由现场工控机采集和存储,工控机中的控制采集软件可以实时控制水质监测流程,并将监测数据通过网络发送至分中心。分中心可远程设置系统运行参数,现场还配备有无线备用网络,当光纤网络故障时自动接入无线网络,光纤通信恢复后自动切入有线通信模式,保证数据实时在线传输。现场和数据分中心控制采集软件还可根据需要,将系统故障及数据超限参数等设置为报警信息,为保障系统运行和防汛及水质预警提供支持。

2 子系统建设

系统主要由水质、水情和气象等3个监测子系统组成。

2.1 水质监测子系统

水质监测数据有水温、p H、溶解氧、电导率、浊度、氧化还原电位、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、叶绿素、蓝绿藻等12项。

水质监测子系统包含取水、预处理、水质分析、辅助、运行环境支持、系统控制等单元[1],结构如图2所示。

系统控制单元为PLC设备,工控机用于现场人机交互,图文展示运行过程中的控制流程,界面清晰直观,控制软件可以实现数据输出、编辑、整理,便于数据处理和水文数据资料整编。运行环境支持单元主要包含电源(包括UPS)、空调、去湿、防雷等设备;水质分析单元指各水质在线分析仪表;辅助单元主要包含反吹清洗、除藻、废液收集、超标留样、纯水制备等设备;辅助单元和运行环境支持单元为水质化验提供辅助功能和外围软硬件环境支持,同时可接受系统控制单元的指令进行相应动作。系统控制单元与工控机实时交互,上报工作状态并接受工控机指令,以控制水质分析流程的有序执行。

水质自动监测子系统流程图如图3所示。流程运行的关键节点均设计反馈信号,流程中任何一步出现故障,系统都会自动记录报警内容,并判断是否影响之后的流程,从而决定是跳过故障继续运行还是停止运行,由此可实现系统故障的及时有效管理。

水质在线监测设备全部经过精密测试,运行稳定,数据准确度高。按照项目建设要求,严格执行《水质设备比对测试方案》[2],经过7 d共8个预比测数据和25个比对测试数据的考核,证明自动监测数据符合《水环境监测规范》要求。正式运行后,系统将定期与实验室进行数据比对测试,以校准仪器,消除仪器自身误差,保证水质数据的准确度。

水质系统的水路和电路施工过程全部按照国家标准化工艺[3,4]要求,可有效降低系统故障率。运行过程中只需要定期巡检和更换试剂,无需人员值守,满足湖区站点无驻测的特殊需求。

2.2 水情监测子系统

水情监测数据为水位和降雨量2项[5]。

水位传感器采用的是WFH-2型全量机械编码水位计,测量范围可达40 m,分辨力为1 cm,安装在水位井内;雨量传感器采用的是JDZ05(02)-1翻斗式雨量计,分辨力为0.5 mm,安装在室外观测场的机箱上。现场安装2套水情监测设备,由2台数据采集终端分别采集数据,其中一组和水质数据集成于现场工控机;另一组直接接入上海市水情自动测报系统,供防汛抗旱指挥系统采用。

水情监测子系统设备结构如图4所示。RTU采集雨量、水位传感器的数据并通过通信模块上传给相应的系统,蓄电池和太阳能为RTU提供电源。该子系统采用成熟的野外水情自动遥测站基本配置。

2.3 气象监测子系统

气象数据为风速、风向和蒸发3项。

风速风向传感器采用的是EZC-1传感器,安装在12 m高的不锈钢支架顶端。现场用手持风速风向仪与采集终端同时采集数据进行人工比对,风力级别与风向一致。

蒸发监测采用FFB-2型自动蒸发测量系统,分辨率为0.01 mm。蒸发系统采用E601B标准蒸发器,固定于蒸发场中心,蒸发场架设于湖面约2 m高处,平台为钢筋混凝土结构。由于测量的是湖面蒸发,蒸发器需安装在湖面上,按照SD265-88《水面蒸发观测规范》[6]的指导原则,蒸发器0.3 m以下部分应埋固在土里,现改为将蒸发器0.3 m以下部分浸泡在湖水中,使蒸发数据更接近湖面蒸发值。

蒸发数据由气象RTU采集、存储和传输,原理是将相邻2次测得的测量筒液位差作为该时间步长的蒸发量,时间步长为1 h。RTU可实时读取液位,每当累计蒸发量达到2 cm时自动补水,蒸发器内水位到达溢流水位(自动蒸发系统启用时定义)时停止。

由于该套蒸发装置位于湖区,风浪较大,为减小风浪对蒸发的影响,采取了以下措施:

1)蒸发器外围装设防浪栅格,避免蒸发场内的循环水进入蒸发器。

2)测量管路内添加了网格设备,以减小蒸发器口处水面波动对测量筒读数的影响。

蒸发场建设完成后,对湖水与蒸发场中的循环湖水水面下0.2 m的位置,在不同季节对水温进行了测量比对,发现2者之间的最大温差未超过0.5℃,对蒸发的影响可忽略。

经与淀山湖周边陆地蒸发(商榻蒸发站)数据比较,蒸发量基本相符,此设备可作为湖区蒸发数据的监测依据。自动蒸发测量系统的应用,除可用来分析日蒸发规律外,还可分析不同季节的蒸发规律和蒸发对湖区水量的影响。

3 结语

上海淀山湖湖区水文水质综合性自动监测系统对水质、水量等进行监测,保障了饮用水安全,完善了水安全事件应急响应机制,产生了巨大的经济和社会效益。淀山湖湖区水文水质综合性自动监测系统的建设成果有以下几点:

1)应用国内先进的集成技术,共集成了18个监测项目,是目前行业内监测项目最多的站点。采用国内外先进的自动化监测设备,只需定期巡查并为水质设备更换试剂,可无人值守,满足湖区站点不便驻测的特殊需求。

2)湖区自动蒸发测量系统首次使用,蒸发测量技术进一步提高。应用E601B型标准蒸发器和磁致伸缩液位传感器为蒸发量观测器具,以专用采集控制器采集处理蒸发数据并完成蒸发器补水、溢流自动控制,实现水面蒸发过程的高精度实时在线测量。测量分辨率达到了0.01 mm。通过长期观测,可分析蒸发对湖区水量的影响关系。

3)测站安装了废水回收装置,避免二次污染。在线水质化验设备大部分采用化学方法,使用的试剂若处理不当会对当地水源造成二次污染。水质自动监测系统将带有试剂的和自来水清洗产生的废水进行了分离,将前者排入废水回收装置,后者直接排入湖中。每2周巡检时由上海市水环境监测中心和松浦分中心将废水收回处理。

4)信息可即时交互。数据分中心安装有短信平台,可设置各类报警信息的短信群发,及时启动应急响应机制。

5)安装过程规范,系统操作简单。测站所有的安装调试都是由技术熟练的工程师完成,水、电、气等管路铺设均按照相应国家标准规范进行施工,保证了高水平的建设质量。现场和分中心控制软件操作指南,可指导维护人员操作。

参考文献

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[5]张建云,朱长年,崔家骏,等.水文自动测报系统技术规范[S].北京:中国水利水电出版社,2003:6-14.

水质自动监测站系统建设初探 篇3

1.背景

汤河水库是位于辽阳东南30多千米的東南山区的蓄水建筑和旅游景点。又是辽宁省的辽阳市、鞍山市这两大城市数百万居民饮用水的主要供水处。汤河水库还担任着此处下游大片农村的稻田灌区，特别是辽阳市的灯塔市，是辽宁省重要的稻米生产基地。2002年12月，中国环境监测总站在汤河水库水坝附近建设出库水质自动监测站，对汤河水库的水质进行实时监测，此外辽阳市环境监测站每月对汤河水库水质（包括入库2个点位、库中2个点位以及出库水坝1个点位，合计5个点位）人工取样监测1次。

目前对于汤河水库入库河流水质的监测，满足不了水库水质和生态环境保护的需求，一旦入库河流水质发生污染事件，不能及时发现、及时采取应对措施，影响辽阳、鞍山两大城市的饮用水水质及周边生态环境，将造成巨大的损失。

2.意义

汤河水源保护区水质自动监测系统的建成，使汤河入库水质实现了从手工监测到自动监测的质的飞跃，解放了劳动力，降低了成本，并且领导能够实时掌握汤河水库入库水质情况，一旦有污染事件存在，能够第一时间查出原因，并采取应对措施。汤河水源保护区水质自动监测系统是最好的预警方式，对辽阳和鞍山两大城市的数百万居民用水起到有效的保护作用。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设，将从城市可持续发展的角度，为资源合理利用、生态平衡、防范生态风险、实现生态补偿进行宏观控制性规划提供可靠依据，为计划部门确定城市重点生态建设内容提供基础，为生态环境保护部门在制定生态政策上提供宏观指引。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设，将为防治工业化、城市化过程中产生的区域性环境污染，恢复和促进城市生态系统的良性循环，提出了前瞻性的环境保护和生态建设措施。为政府各级领导和有关部门在实施区域开发、大项目建设等，提供综合决策的科学依据。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设，对推进可持续发展战略，优化产业结构、塑造辽阳市城市形象、营造和谐的城市生态系统，进一步把辽阳市建设成为经济发达、环境优美、功能完善、生态人居和谐、生态文化繁荣的现代化大城市，具有重要的指导意义。

3.建设内容

2014年8月8日，《国务院关于近期支持东北振兴若干重大政策举措的意见》（国发[2014] 28号）第二十五条意见，推进重点生态功能区建设。辽宁省根据国务院文件精神，将汤河水源保护区水质自动监测系统的建设列为辽宁省湖泊生态环境保护的重点项目。内容包括：2015-2016年，辽阳市环境监测站计划在汤河水库东西两个主要入库河流位置，各建设一个水质自动监测站，来实时监控汤河水库入库水质状况。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设包括：庙山北侧小西沟村建设汤河水库1#入库河流水质自动监测站，对下达河入库水质进行监测；大甸子村南侧鸡鸣寺村建设汤河水库2#入库河流水质自动监测站，对二道河入库水质进行监测（如图）。监测项目包括：高猛酸盐指数、氨氮、PH值、电导率、水温、浊度、溶解氧、总磷、总氮、叶绿素。基础建设方面包括：50平米的水站站房、电力系统、网络传输、采水配水系统、工控机、控制系统以及办公设备。数据传输系统，利用vpn技术，实现数据加密，并实时传输至互联网络。质量保障系统：利用辽阳市环境监测站现有的标准化实验室，每月对汤河水库水质比对一次；对于PH值、溶解氧、电导率、水温、氨氮等项目，利用便携式监测仪器进行不定期的数据比对。

建设资金需求，汤河水源保护区水质自动监测系统的建设合计费用300万元，包括两套完整的水质监测系统。其中站房建设每个站25万元；采水配水系统每个站18.3万元；工控机及控制系统每个站25.5万元；计算机及vpn通讯系统每个站5.7万元；在线监测仪器设备每个站74.9万元；打印机、传真机每个站0.6万元。

4.绩效目标

汤河水源保护区水质自动监测系统建设的直接经济效益：自动监测取代传统的手工取样监测，每年节省费用5万元左右。它的间接经济效益更为巨大，首先作为污染事件预警功能，可以有效的避免饮用水源污染事故的发生，带来不可估算的效益；自动监测的数据可以为规划部门提供城市开发的依据，更有效合理的利益水库周边的资源，获取更大的经济收益。

5.结论

水质自动监测站系统建设初探 篇4

徐永兵，孙水英,袁 东

（山东省水利勘测设计院，济南，250013）

摘要：南水北调东线工程是一项旨在缓解山东、天津等北方省市水资源短缺的国家战略性调水工程，调水水质影响着整个工程的成败。本文就水质智能监测分析系统的设计进行了分析与研究，提出在已建项目的基础上，充分利用先进的物联网技术、大数据技术、WebGIS技术，建立一个高起点、见效快、实用性强、创新型的专业水质监测分析系统，能够提升水质监测管理级别，深化水质监测管理；能够对水质监测数据进行快速、综合分析，充分挖掘水质监测数据价值，优化水质分析评价，并能够借助移动终端、微信公众平台等新型介质通过地图、图表等多种形式展示数据成果；通过深入对比分析不同监测指标的变化情况，分析水质变化的原因，实现辅助决策支持。

关键词： 南水北调；东线工程；水质监测；智能化；辅助决策

0.引言

南水北调东线工程是一项旨在缓解山东、天津等北方省市水资源短缺的国家战略性调水工程[1]。2016年3月1日实现对威海市首次供水，标志着南水北调东线一期工程规划供水目标全部实现。调水水质关系到整个调水工程的成败，山东段已对输水沿线渠道、河道、湖泊、各支流汇入输水河道的水质进行监测[2]。为了充分挖掘发挥水质监测数据的价值，实现安全调水的辅助决策功能，就需要在对各监测断面水质监测数据智能分析的基础上，开展水质智能监测分析系统的建设。

1.建设现状与需求分析

1.1.建设现状

东线山东段现有2个移动监测实验室和1个固定监测实验室，并已实现对关键断面的水质自动监测，现有二级坝、南四湖出口、东平湖入口、东平湖北出口、东平湖穿黄工程出口、鲁北段聊城与德州交界处、济南以东段与引黄济青交界处等7处水质自动监测站。水质监测主要指标包括：常规五参数（水温、酸碱度、电导率、浊度、溶解氧）、高锰酸盐、氨氮、总磷、总氮、叶绿素等[3]。1.2.系统功能需求

（1）对水质监测数据的综合对比与分析

通过对水质监测实时数据和历史数据进行综合对比与统计分析，找出水质变化的原因，掌握水质变化的规律。

（2）实现安全调水的辅助决策功能

在突发水体污染事件时，分析出污染源的大体位置和污染成分，预测下游测水质指标

范围，自动生成污染水体的解决方案。

（3）水质监测分析数据展示

通过移动终端查看水质监测分析数据，查看地图、图表等多样化水质监测数据趋势展示，同时能够建立互动性信息平台，实现信息的交流和共享。

2.系统设计原则

（1）实用性原则

必须坚持快见效，见实效，以管理、业务、服务需求为出发点和原动力，紧密结合项目实际情况进行设计开发，确保系统实用、高效和方便，贯彻面向最终用户的原则，建立友好的用户界面，使用户操作简单直观，易于学习掌握。

（2）先进性原则

采用符合当今潮流和发展趋势的主流技术，被公众认可的优质开发和应用平台，采用先进成熟的软件架构、设计理念和开发手段，选用技术先进、成熟稳定的基础支撑软件，充分预见未来技术发展趋势，保证系统在不替换现有设备、不损失前期投资的情况下能方便地升级和扩容。

（3）开放性原则

尽可能地利用已有的设备、软件及信息资源，对于未来可能增添的新的子系统、新的数据库、新的功能、新的用户都要留有接口，系统可以随形势的发展而不断成长扩大。

3.建设的目标与任务

3.1.建设目标

水质监测智能监测分析系统基于指标和元数据体系，整合重构各类水质监测相关数据资源，形成水质数据资源体系，实现水质监测一张图、水质综合分析、移动综合展示和微信公众平台四大应用，实现南水北调东线一期工程山东段水质监测数据的资源化、价值化和智慧化，充分挖掘水质监测数据价值，深化水质监测管理，实现辅助决策支持。3.2.建设任务

（1）梳理水质监测分析相关的各类数据，提取指标，通过元数据体系，构建水质数据资源体系，构建水质数据中心，提供数据的采集、整合、管理和服务。

（2）构建水质监测一张图，实现以地理结构为框架，以水质监测数据为基础、以统计数据为依据的实现查询、分析、展示功能，以“一张图”的形式全方位、多角度展示水

质监测统计情况。

（3）构建水质综合分析系统，对水质监测数据进行深入分析，实现关键断面水质快速分析、水质预警预报、多断面综合分析、缓冲区统计分析，实现辅助决策支持。

（4）构建移动综合展示系统，通过移动终端展示水质监测成果，能够让管理者通过移动终端及时获取各类水质监测指标信息、综合统计信息及其它相关信息。

（5）构建微信公众平台，实现信息的发布、订阅、上传、共享，实现信息的有效互动。

4.系统总体设计

水质监测分析平台通过梳理完善南水北调东线一期工程山东段水质指标体系，构建水质资源基础框架及元数据管理体系，形成水质数据资源体系，以指标驱动应用，实现水质综合分析，并通过地图、图表等多样化可视化方式进行数据展示。平台以数据为核心，盘活水质监测数据资源，实现数据资源化、价值化、智慧化。

图 1 系统总体架构框图

硬件网络层：提供数据采集手段以及通信基础设备保障，构成必要的硬件和网络环境，可以利用现有硬件和网络设备。

数据资源层：存储所有数据及信息，是所有应用的数据资源支撑，完成数据资源和信

息资源的标准化、结构化、有序化，形成水利数据资源体系。

支撑平台层：作为整个系统的公共支撑与服务平台，是系统的数据交换中心、信息交流中心和GIS地理服务中心，为各类业务应用系统提供公共技术支撑，实现各业务应用统一的标准规范、公共平台、统一用户权限，可利用现有的应用支撑平台实现。

应用系统层：所有面向最终用户的应用系统，直接为用户提供服务。

用户接入层：主要各级机构的管理人员，接入层提供通过电脑、手机等多种方式提供给用户，具有良好的人机交互界面和在线帮助功能。

5.应用系统建设

水质监测分析平台包括水质监测一张图、水质综合分析、移动综合展示、微信公众平台四大应用。5.1.水质监测一张图

水质监测一张图不仅包括常见的地图基本操作功能，还对资源进行综合展示，提供地理信息系统特有的空间查询分析功能，并结合统计数据实现各类指标的专题统计展示。

（1）自动监测站展示

资源显示：能够显示自动监测站的整体情况（如数量、名称等）及在地图上的分布情况。

信息显示：在地图上漫游到自动监测站，显示详细信息，同时能够查看到自动监测站的实时数据、历史数据。

快速定位：实现资源显示与地图的关联，能够快速定位到自动监测站所处的地点，可查看到资源的详细信息。

（2）移动监测站展示

资源显示：能够显示移动实验室的设备配置情况。信息显示：展示实时监测分析数据和历史数据等。

快速定位：实现资源显示与地图的关联，能够快速定位到移动实验室所处的地点，可查看到资源的详细信息。

（3）固定实验室展示

资源显示：能够显示固定实验室的整体情况（如数量、名称及设备配置等）及在地图上的分布情况。

信息显示：在地图上漫游到固定实验室，显示详细信息，同时还可展示实时监测分析

数据等。

快速定位：实现资源显示与地图的关联，能够快速定位到固定实验室所处的地点，可查看到资源的详细信息。5.2.水质综合分析

（1）水质监测查询统计

水质监测查询：可根据指标查询水质监测站监测的水质情况。可按照水质级别指标，也可按照物理指标、化学指标、生物指标进行对各个水质监测站点进行查询。

特征值统计：按时段统计站点的监测项目的样品总数、检出率、超标率、实测范围、最大值超标倍数、最大值出现日期和时段平均值。特征值统计有年统计、任意时段统计和自定义统计。

水质统计：包括水质评价基本情况统计、水质统计和水质类别统计等。

超标统计：统计包括干线超标站点统计、行政区超标站点统计、单项超标站点统计和单项超标率统计。

（2）关键断面水质快速分析

饼形分析：以饼形图分析此断面的各个水质污染指标占比，进而分析出那个污染是主要污染。

趋势分析：各个水质污染物数据以趋势展现，可根据此趋势对比分析出各个污染源情况以及哪个污染源上升最快，哪个污染源相对稳定，哪个污染源在逐渐降低。

报表分析：单独水质污染物报表分析：分析不同时段的此污染物对应的污染程度。多水质污染物报表分析：分析不同污染物在相应的时段污染情况。

图形分析：以不同的颜色标注的同一个断面图上的不同污染物，进而直观得看出断面的水质情况。

（3）水质预警、预报

水质预警预报是在一定范围内，对一定时期的水质状况进行分析、评价，确定水质的状况和水质变化的趋势、速度，以及达到某一变化限度的时间等，预报不正常状况的时空范围和危害程度，按需要适时地给出变化或恶化的各种警戒信息及相应的综合性对策。

（4）多断面综合分析

通过对比分析不同断面监测指标的变化情况，分析水质变化的原因，并提出相应的措施，实现辅助决策支持。

多断面图形分析：多断面同一污染源图形展示分析，直观分析出此种污染源在不同断面的分布情况，是否因为新的污染进入进而造成某一断面此种污染上升。

多断面不同污染物图形展示分析，以可视化友好的方式展现不同污染物在不同断面的分布情况。

多断面历史回溯分析：基于多断面多污染源历史回溯，能够查询分析水质在不同时刻不同断面的情况。

多断面趋势分析：多断面多水质指标趋势分析，分析出不同水质指标在不同断面的变化速度和相应的趋势，是指标在不断下降还是在加快上升，下游断面的水质指标在上升还是在下降，为调度运行提供决策支持。5.3.移动综合展示

移动综合展示通过移动终端的形式为各级管理人员提供服务，能够及时展示水质监测的整体情况、运行状态、指标监测情况、综合统计情况及动态信息。

地图浏览：可进行地图浏览，能够对闸泵站、监测站等进行查询，也可以根据位置查看周围的各类信息。

工程概况：通过列表、图片和图表等多种方式直观展示闸泵站、监测站概况信息。运行状态：通过地图、图片、图表、文字等多种可视化展示工程运行状态的实时信息，能够及时看到更新的信息和统计情况，监督工程的运行管理工作，如查看水质监测站各个设备是否在运行，运行次数，已投入运行时间，设备故障情况，故障频率，故障次数。

指标监测：直观展示水质监测分析重要指标信息，包括指标数据、上升下降趋势等，如水质级别、常规五参数等等，对于异常指标能够进行提醒。

综合统计：对指标数据进行查询，可根据兴趣选择任意指标、时间进行统计，提供地图和图表等多种方式展现综合统计结果。5.4.微信公众平台

水质监测微信公共平台针对关心调水水质的用户及管理人员提供信息服务，构建信息互动平台。主要包括：

信息推介：重要信息实时推送到用户端，可对用户分类推送，针对不同的用户关心信息种类不同，进行区别推送。对领导层推送宏观主要数据和信息，对操作用户推送运行情况等操作人员关心的信息。对用水用户推送相应区段用户关心的水质情况。

定制服务：不同的使用者可进行水质信息定制，比如某个用户只关心其中两个站点的

COD数据，可进行定制，系统进行定时推送。

信息上传：用户可通过微信客户端，上传文字、图片、音频、视频等。

6.总结

山东段水质智能监测分析系统是在已建项目的基础上，充分利用先进的物联网技术、大数据技术、WebGIS技术，建立一个高起点、见效快、实用性强、创新型的专业水质监测管理系统，提升水质监测管理级别，深化水质监测管理；对水质监测数据进行快速、综合分析，充分挖掘水质监测数据价值，优化水质分析评价，并能够借助移动终端、微信公众平台等新型介质通过地图、图表等多种形式展示数据成果；通过深入对比分析不同监测指标的变化情况，分析水质变化的原因，实现辅助决策支持。该系统的建设具有十分重要的现实意义，建议南水北调建设管理单位尽快推进该系统的建设。

参考文献：

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XU Yongbing，SUN Shuiying，YUAN Dong（Shandong Survey and Design Institute of Water Conservancy，Jinan 250013，China）Abstract: The eastern route of South to North Water Diversion Project is a designed to ease the Shandong, Tianjin and other provinces and cities in the north of the shortage of water resources of national strategic adjustment of water project, the water quality of water diversion affect the success or failure of the whole project.The intelligent monitoring of water quality analysis system design to carry on the analysis and the research, proposed in the construction project based on, make full use of advanced network technology, data technology, WebGIS technology, the establishment of a high starting point, quick, practical strong, innovative professional water quality monitoring and analysis system.The system can enhance the management level of water quality monitoring, water quality monitoring and management deepen.The system can rapidly and comprehensive analysis of the monitoring data of water quality, fully tap the value of water quality monitoring data, optimize water quality analysis and evaluation.System to use mobile terminal, micro channel public platform and other new media to demonstrate the results of the data through the maps, diagrams and other forms，through in-depth comparative analysis of different indicators for monitoring the changes and reasons for changes in water quality analysis, aided decision support.Key word：South-to-north water diversion；East line project;Water quality monitoring;Intelligent;Assistant decision 作者简介：

地表水水质自动监测站 篇5

水质自动监测站所选择的水域首先要有明确的水域功能，具有反映水环境质量状况的空间与时间代表性，满足环境管理的需要。站房建设需考虑的因素有： 必须保证电力供应、通讯畅通、自来水供应。站房设计建设时要考虑站房内的监测仪器和其他辅助设备的安全。3 周围环境的交通便利。站点建设费用较大，在选址是考虑长期使用性。监测因子：

水质自动监测站的监测项目包括水温、pH、溶解氧（DO）、电导率、浊度、高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、氨氮等 水站分类： 分心小屋式水质自动监测站

分析小屋式水质自动监测站，站房材质多为彩钢板或不锈钢板，表现做喷塑或烤漆处理，具备完善的供水、供电、防雷、接地、密封、保暖、网络通讯以及视频监控功能，仪表多采用壁挂方式安装，适用于用占地面积有限、地理情况复杂、项目建设周期较短、有移址或调整监测点位需求的水站建设。监测指标：

水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、COD、BOD、TOC、DOC、硝酸盐、亚硝酸盐、H2S、TSS、UV254、NO2-N、BTX、色度、指纹图和光谱报警、氨氮、叶绿素a、蓝绿藻、磷酸盐、盐度、氯化物、氟化物 等

配备仪器：

分析小屋式全光谱水质自动监测法内部结构图

系统特点： 1．管路设计精细、科学

2．测量池、预处理均为专利设计 3．建议应用全光谱测量技术 4．维护量小、运行稳定

5．占地小，施工周期短，可移址

6．适宜于高温、低温环境下水站运行要求

7．实时在线，即插即测

8．无需试剂，无二次污染 9．自动清洗，降低维护 10．.一套系统，多种参数 11．全光谱指纹图，智能报警 12．安装便捷，适应各种应用条件

13．3D指纹图能够分析紫外及可见光的吸收全光谱，从而能额外提供水质

变化的整体信息

14．设备运行及记录管理、质量控制，实时数据有效性和事件甄别及预报警。2 集装箱式水质自动监测站

集装箱式水质自动监测站，是基于标准化集装箱进行集成成安装的一套完整的水质在线监测系统，将监测系统所有组成单元安装于标准的集装箱内，形成一种规格化、标准化的集成模式，便于系统的快速生产、现场快速安装调试，并在需要时可方便起吊、移址。监测指标：

水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、COD、BOD、TOC、DOC、硝酸盐、亚硝酸盐、H2S、TSS、UV254、NO2-N、BTX、色度、指纹图和光谱报警、氨氮、总磷、总氮、高锰酸盐指数、重金属、叶绿素a、蓝绿藻、磷酸盐、盐度、氯化物、氟化物等

“西安世园会”水质安全保障项目 浐河水质自动监测站

浐河水质自动监测站采样平台 配备仪器：

集装箱式传统分析方法水质自动监测站

系统特点：

1.节约建设监测房的费用投入（征地、土建、管理等）2.占地面积小，空间紧凑，专业化、标准化程度高 3.整体性好，便于运输和现场安装

4.釆水配水单元结构简洁，功能齐全，经济适用 5.内部空间大，移址方便，防护性好

6.适宜于野外防护性要求高，可能移址的环境。固定站房式水质自动监测站

传统站房式式水质自动监测站，是在具备固定永久性站房基础建设，并将长期固定的监测点位的条件下，在监测点位附件建设标准化水质自动监测站站房，并设计仪表室、质控室、维护人员工作休息室，等高标准、高要求的水质自动监测站，一般应用于河流断面考核监测、出入境断面监测、重要监测点位的水质自动监测站建设。

监测指标：

水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、COD、BOD、TOC、DOC、硝酸盐、亚硝酸盐、H2S、TSS、UV254、NO2-N、BTX、色度、指纹图和光谱报警、氨氮、总磷、总氮、高锰酸盐指数、重金属、叶绿素a、蓝绿藻、磷酸盐、盐度、氯化物、氟化物、生物毒性、视频、流量、液位等。配备仪器：

艾依河水质自动监测站取样图

系统特点：

站房面积大，布局规范，便于规范化管理 便于维护人员、质控人员、值守人员工作休息 保温条件好，可开展较多因子的监测 4 漂浮式水质自动监测站 方案简介：

漂浮式水质自动监测站，是在被监测水域选择有代理性的监测点，将监测传感器集成于漂浮式平台上，并配备太阳能、风能供电设备，采用锚系固定在水面上的一种监测系统，适宜于水库、湖泊、景观水、湿地水质自动连续监测，以及突发性污染事故的预警。

系统特点：

不占地，无现场施工，投放方便 无采样距离，监测数据更真实可靠 运行节能，便于维护

可根据监测需要拖移，方便变换监测点位

监测参数：

物理参数：溶解氧、温度 PH ORP 电导率 盐度 浊度 叶绿素 蓝绿藻 罗丹明和PAR 化学参数：氨氮 硝氮

亚硝氮 亚磷酸盐 硅酸盐 总磷 总氮 气象参数：风速 风向 气压 气温 湿度 光照度 雨量 水文动力参数：流速 流向和非流向波 微型水质自动监测站

微型水质自动监测站是利用国际先进的水质监测技术，包括全光谱技术、光学传感器技术、离子选择性传感器技术，集成在小型户外机箱中，可采取太阳能供电，也可采取市电供电，可安装于河道、水库岸边的一种小型、方便搬移的高集成度的水质自动监测站。适宜于输水河道、水库、湖泊、景观水、管网水的水质自动连续监测，以及突发性污染事故的预警。

监测参数：

水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、COD、BOD、TOC、DOC、硝酸盐、亚硝酸盐、H2S、TSS、UV254、NO2-N、BTX、色度、指纹图和光谱报警、氨氮、叶绿素a、蓝绿藻、磷酸盐、盐度、氯化物、氟化物等。

系统特点：

管路设计精细、科学

应用全光谱测量技术，维护量小、运行稳定 占地小，施工周期短，可移址 实时在线，即插即测

无需试剂，无二次污染 自动清洗，降低维护 一套系统，多种参数 全光谱指纹图，智能报警 安装便捷，适应各种应用条件

3D指纹图能够分析紫外及可见光的吸收全光谱，从而能额外提供水质变化的整体信息 设备运行及记录管理、质量控制，实时数据有效性和事件甄别及预报警。高寒地区水质自动监测站

高寒地区水质自动监测站是针对北方及西北地区冬季极寒天气下，进行水质监测时的整体解决方案，方案解决了低温环境下的保暖、采样、清洗、日常维护等问题，可以应用该技术对冬季冰层以下水质进行实时监测，正大环保在此解决方案中有着丰富的工程经验及集成经验。可满足最低最低零下26℃，冰层厚度1.7m的水质监测环境。

站房建设

水产养殖水质物联网监测管理系统 篇6

鱼 类 养 殖 水 质 监 测 管 理 系 统

设计单位：广州莱安智能化系统开发有限公司

地址：广州市天河区中山大道建中路11号103

欢迎来电索取详细方案或来电洽谈机房、机房监控、机房建设、楼宇智能化等各类机房设备业务，免费提供设计方案，价格实惠

目录：

一、鱼类养殖管理监测系统背景............................4

二、鱼类养殖管理监测系统概述............................4

三、建设鱼类养殖水质监测系统目的........................4

四、鱼类养殖水质监测管理系统构成........................5

五、鱼类养殖水质监测管理系统主要功能....................5

六、信息化水产养殖系统的优点............................6

七、水产养殖智能检测系统................................7

八、鱼类养殖中需要监测的几个方面.....................10

九、鱼类养殖需要的环境.................................11

一、鱼类养殖管理监测系统背景

由于鱼塘的地理位置偏僻，经常出现一些偷钓、偷捕的情况，甚至出现了不少鱼塘遭到投毒的恶意事件，不仅给鱼塘养殖户带来的重大损失，并且对当地治安管理来说产生了很大影响。

鱼类养殖已经是十分普遍的养殖项目，但因其肉类鲜美，营养丰富，种类繁多，养鱼业不仅没被众多水产养殖业淘汰，反而呈现出发展上升的态势。随着自然环境的改变，很多珍惜鱼类濒临灭绝，如：娃娃鱼、中华鲟鱼……人工养殖渔业不仅成为满足市场需求的做法，更是保存物种多样性的最佳方式。

随着科技的发展，物联网养殖的出现，传统的养殖模式开始向这一新型养殖方式靠拢。物联网采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位管理、监测，具有数据实时采集分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。在保证质量的基础上大大提高了产量。

中国水产养殖产量占到了全世界总产量的73%，是名符其实的水产养殖大国。随着物联网养殖技术的出现，传统的养殖模式开始向这一新兴养殖模式靠拢。国家农业智能装备工程技术研究中心农业物联网集成智能水质传感器、无线传感网、无线通信、智能管理系统和视频监控系统等专业技术，对养殖环境、水质、鱼类生长状况等进行全方位监测管理，最终实现节能降耗、增产增收的目标。

二、鱼类养殖管理监测系统概述

目前国内的水产养殖业其水质监测基本上仍处于人工取样、化学分析的人工监测阶段，其耗时费力、精确度不高，并且需要有专业人员进行操作。我们开发的水质监测系统操作简单、数值输出快而精确，并且可以实现水产养殖全过程的连续或适时监测，对于预防极端气候造成极端水质物理指标及各水环境因子综合的病害机理具有重要意义，可以指导我们的水产养殖业规避风险，带来利润。

目前各水产院校、水产研究机构和水产养殖公司除极少数已配备了水质自动监测仪以外，一般单位并没有采用，其原因多是市场上的水质监测（分析）仪器价格昂贵，在目前人力相对廉价的情况下，一般不会采用这种监测仪器。但是随着水产养殖业的发展，整个水产行业在不久的将来必将发生经营观念上的彻底转变，也必将会逐步选择先进的水质监测系统服务于养殖作业流程。

三、建设鱼类养殖水质监测系统目的

对于养殖户来说，鱼塘的安全生产问题必须要高度重视和尽快采取有效的方法手段来解决这一难题。目前养殖户普遍采取的手段是增加人手进行巡逻预防，然而起到的效果有限。利用现代安防科技及物联网，我们可以建立一套安全防范管理及水质监控系统，结合人防与技防手段，实现鱼塘的7X24模式实时监控以达到安全生产的目的

四、鱼类养殖水质监测管理系统构成

鱼类养殖水质监测管理系统利用传感器测量出水中相应的环境因子（如ph值，溶解氧，温度等），然后利用相应参数的在线仪表读出传感器传出的信号，并可将这些信号转化为数字信号或者模拟电流信号，传入现场plc控制系统以及终端，再通过编制的软件实现数据整理和数据分析，并实施预警预报。

（1）、信息采集系统：温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、水温探头。用途：用于监测水域影响鱼类生长的各类信息参数，及时消除不利因数。

（2）、无线传输系统

用途：用于远程无线传输数据采集。

（3）、自动控制系统:水口电磁阀、增氧泵、天窗自动开启和关闭。

（4）、软件平台：远程数据实时查看功能；自动化控制功能；各类预警功能；

五、鱼类养殖水质监测管理系统主要功能 鱼类养殖水质监测管理系统目前已完成和实现的

（2）主要功能包括作为下位机的分析仪、现场控制器和作为上位机的终端电脑应用程序的一部分，能监测多种水质参数：水温、水深、酸度、盐度、含氧量等。

使用分析仪来实现数据采集，分析仪的传感器测得原始数据，通过信号分析获得测量的参数值。车间里每个养殖池可放置一个或多个分析仪的传感器，各分析仪之间利用485网络连接，从而可将车间里各养殖池中水环境的多项参数连续不断的采集起来。

终端电脑和下位机的通讯采用的是“主－从”式通讯方式，上位机通过rs232接口主动发出命令或数据，下位机被动响应。

系统对养殖池分类，分别设定不同的标准参数，在采集到的鱼池5参数超出标准时可进行报警，从而实现水质的实时监控。

终端电脑上的软件对连接的养殖池水质可进行自动监测和手动监测。自动监测是对一组分析仪（也就是多个养殖池）根据设定的时间间隔，按顺序逐一进行数据采集，存入数据库，同时和标准值进行比较，进行监测；手动监测是根据设定的时间间隔对一个指定的分析仪进行数据采集，进行监测。

在鱼类养殖水质监测管理系统中还可对各个分析仪进行参数校正，以确保采集数据的准确有效；可修改分析仪的id号，位置信息等，方便分析仪和数据信息的管理与使用。

六、信息化水产养殖系统的优点

智能化多参数养殖水质监测系统的成功研发是电子信息技术与水产养殖技术的完美结合。该系统的推广应用将成为利用现代电子手段改造传统行业的又一成功案例。在水产养殖发展中，随着人们消费水平和环保意识的提高，绿色水产越来越受到消费者的青睐，传统的养殖模式存在的种种弊端，已经难以满足市场的要求。因此发展智能化水产养殖，才能真正从根本上解决现在所面临的问题。

七、水产养殖智能检测系统：

采用具有自识别功能的检测传感器，对水质、水环境信息（温度、光照、深度、PH值、溶解氧、浊度、盐度、氨氮含量等）进行实时采集。

基于现代物联网信息技术的水产养殖整体解决方案，主要包括三个部分：信息采集、自动控制和信息发布与智能决策。

1、鱼类养殖水质监测管理系统：

依据水产品在各养殖阶段的长度与重量关系，养殖环境因素与饵料养分的吸收能力、摄取量的关系建立数据库，进行实施采集。

2、水产养殖视频监控系统：

采用视频监控技术，能直观的把养殖基地的现场情况呈现到我们眼前，为远程管理提供了直观的信息。

在水产养殖区域内设置可移动监控设备，可实现：（1）、现场环境实时查看；（2）、远程实时监控；

（3）、视频资料可查看、传输和存储，积累养殖经验。

3、智能化控制系统：

可实现换水、增氧、增温、喂料等功能。由采集器根据目标参数及与实际参数的偏差以及室内环境的变化进行计算，控制增氧泵、灯光、水泵等设备，可以实现加氧、补光和换水。（1）、增氧、投饲无线远程控制

采用集散式控制模式，中央控制室和室外分布式网络节点之间实现无线数据传输，可设定或采用专家软件灵活设定溶氧范围，实现自动控制增氧；通过控制自动投饲机和增氧机的启动次数、启动时间、运行时间长短控制投饲量和增氧量，同时具有远程控制，数据记录等功能。

控制方式灵活； 可以采取软件在电脑或控制柜上直接控制增氧机和投饵机，也可以设定好自动投饲机和增氧机的启动次数、启动时间、运行时间长短控制投饲量和增氧量，自动化程度高；数据无线传输：可进行远程无线控制。（2）、智能增氧控制

增氧在线控制：利用水质在线监测系统对溶氧进行监测，根据养殖水体中溶解氧的实际情况，由中央控制室发出无线控制信号，控制增氧机开关。通过控制软件，可设定增氧机开关的上下阈值。

4、环境采集

通过采集器和环境气象站可以把水产养殖基地水质的含氧量、温度、光照等参数和现场气象参数传输到互联网平台，通过数据报表、变化曲线和实时图像方式显示。用户登录环境监测管理平台就可以查看基地任何时间段内的环境参数，通过对数据图表的分析可以提供生产管理建议。

5、信息管理平台：

各省、市相关单位（水产局、畜牧水产局、水产技术服务推广中心）通过该信息管理平台可科学化、全方位的进行智能部署，有效减轻管理人员工作量，提升监管工作的及时性、准确性和有效性。

6、、信息发布

信息发布系统分为LED显示屏和大屏幕显示电视墙终端。LED显示屏用于实时显示养殖基地的环境测量值。监控中心或者调度室主要应用大屏幕显示电视终端。

7、智能决策 根据采集到的环境参数通过智能决策管理系统，可以设置报警限值，从而实现短信报警、邮件报警和远程控制。

8、短信报警（可选配置）

当养殖水体中的溶解氧达到临界值时，报警（触控键入设定每个测量单元的最低和最高溶氧值范围。低于最低值或高于最高值，系统将自动报警）。报警信息以短信的形式发送到用户手机。短信报警功能具有价格低，实用方便，管理平台统一、成熟等优点，让用户实现养殖设备的远程管理，使整个自动控制系统更加完善。

八、鱼类养殖中需要监测的几个方面

1、养殖水域环境监测

（1）温度监测

温度是影响水产养殖的重要环境因素之一，这其中包括进水口温度，池内温度，养殖场空气温度等。根据经验总结，在适合的水温范围内：1）水温越高，鱼类摄食量越大，更快生长； 2）水温越高，孵化时间越短。计算好合适的水温，对鱼的生长起到重要作用。物联网监测系统可24小时全天候监测养殖水域水体温度，当温度高于或低于设定范围时，系统自动报警，并将现场情况通过短信发到用户手机上，监控界面弹出报警信息。用户可通过重新设置，自动打开水温控制设备，当水温恢复正常值时，系统又会自动关闭。

（2）光照检测

光照时间长短、强弱决定着鱼类生长的繁殖周期和生产品质，光照系统会自动计算水域养殖时鱼类需要的光照时间长短，是否需要开关天窗。

2、养殖水域水质监测

（1）PH值监测

PH值过低，水体呈酸性，会引起鱼类鱼鳃病变，氧的利用率降低，照成鱼类生病或者水中细菌大量繁殖。系统安装PH值测试探头，当水体PH值超过正常范围时，水口阀门自动开启，进行换水。

（2）溶解氧监测

溶解氧的含量关系着鱼类食欲、饲料利用率、鱼类生长发育速度等，当水体溶解氧含量降低时，系统会自动打开增氧泵增氧。

（3）氨氮含量监测

鱼池塘中的氨氮来源于饵料、水生动物排泄物、肥料及动物尸体分解等，氨氮含量超高，会影响鱼类生长，过高则会造成鱼类中毒死亡，给生产带来重大损失。系统监测氨氮含量，超出正常值范围时，就要对养殖区进行清洁或换水。

九、传统的水产养殖与现代化水产养殖区别传统的水产养殖大量使用人工，浪费人力，增加成本。或者因为信息采集不及时和残缺，导致能源使用的浪费。而物联网智能系统能更好的规避这些问题：

1、根据水质，自动开启、关闭水口电磁阀进行换水；

2、自动检测养殖区含氧量，无需24小时增氧，当氧量不足时，系统会自动打开增氧泵；

3、养殖区温度过高时，天窗自动开启散热。

九、鱼类养殖需要的环境

渔业养殖水域是水产养殖动物的生活环境，每一种水产养殖动物都需要有适合其生存的水质环境。水质环境若能满足要求，水产养殖动物就能生长和繁殖，如果水质环境中的水受到某种污染，某些水质指标超出水产养殖动物的适应和忍耐范围，轻者水产养殖动物不能正常生长，重者可能造成水产养殖动物大批死亡。

溶解氧是指溶解于水中的分子态氧，是水中生物和植物生存不可缺少的条件。我国养殖的几种主要鱼类，在成鱼阶段可允许的溶氧量为3mg／L以上。当溶氧降低到2mg／L以下时，就会发生轻度浮头；降到0．8—0．6mg／L时，出现严重浮头(鱼类发生一次严重浮头就像生一场大病一样)；降到0．5—0．3mg／L时，鱼就会窒息而死[2]。为此能有效地监测和控制水中溶氧量成为水产养殖急需解决的问题。鱼池水质管理，直接影响养鱼效益。衡量鱼池水质好坏的指标主要有：池水温度、酸碱度(PH值)、溶氧值和透明度。现将其测试技术简介如下： 1.温度测试

不同鱼类对水温的要求不同。鲢、鳙、草、鲤、团头鲂等属温水鱼类，适宜生活的水温为20℃～30℃。罗非鱼属热带鱼类，适宜水温为25℃～34℃。为了给鱼创造最适宜的温度环境，就要随时掌握池水的温度变化。监测水温最常用的是水银温度计，但只能测得表层水温。水质分析仪和溶氧测定仪，均有水温测试功能，且可测定不同水层的水温。2.酸碱度测试

池水的酸碱度(PH值)既影响鱼类的生长生活，又影响到池水中的营养素，因此人们常用石灰来调节鱼池水的酸碱度。对于鲢、鳙、草、鲤、团头鲂等温水鱼类，喜偏碱性水，其适宜PH值为7.5～8.5。测定池水酸碱度最简单可靠的方法，是使用石蕊试纸。测定时，将一张试纸浸入水中2～3分钟后取出，再与酸碱度色谱对照，找到其中与试纸颜色相同的一段，就能知道池水的酸碱度了。3.溶氧值测试

一般鱼类适宜的溶氧值为3毫克/升以上，当水中溶氧值小于3毫克/升时，鱼停止摄食和生长；溶氧值小于2毫克/升时，鱼就会浮头；在0.6～0.8毫克/升时开始死亡。过去测试溶氧值大多采用化学方法，即磺量法，这种方法虽然准确性较高，但既麻烦难度又大，一般养鱼户难以掌握。近年来已有不少测量溶氧值的电子仪器投放市场，如水质分析仪、溶氧测定仪等。这些仪器都有一个专用探头，只要把探头放到水中，将转换开关拨到测氧档，经过大约1～2分钟，仪表头上的指针就会指出水中的溶氧值。4.透明度测试

所谓透明度，就是阳光透入水中的程度。透明度与水色直接相关，而水色又标志着水的肥瘦程度和水中浮游生物的多少。测定透明度可以自己制作一只黑白盘：用薄铁皮剪成直径为20厘米的圆盘，用铁钉在圆盘中心打一个小孔，再用黑色和白色油漆把圆盘漆成黑白相间的颜色，在圆盘中心穿一根细绳，并在绳上划上升度记号。将黑白盘浸入鱼池水中，至刚好看不见圆盘平面时为止，这时绳子在水面处的长度标记值就是池水的透明度。如果透明度大于35厘米，说明池水太瘦了，要追肥，可多投饲料；如果透明度小于25厘米，说明池水太肥，要少投饲料，并加注新水。

设计单位：广州莱安智能化系统开发有限公司

地址：广州市天河区中山大道建中路11号103

水质自动监测站系统建设初探 篇7

随着我国经济建设的发展, 环境保护尤其是水环境的保护已成为极其重要的工作。水体水质的实时监测是水资源保护、防止水污染的重要一环。在水质监测工作中, 通过传统方式采集数据是非常困难的, 而无线传感器网络技术的应用为野外采集、监测水体水质提供了方便。[1]研究、设计、制成、集成、部署、测试基于Zig Bee协议无线传感器网络技术的远程实时水质监测系统, 实现水体水质监测数据的采集及传输, 把无线传感器网络技术应用于鄱阳湖湖区水体水质的实时监测, 为保护鄱阳湖“一湖清水”提供实时有效的监测数据, 将具有十分重要的意义。

1 系统设计方案

1.1 系统网络拓扑选择与设计

Zig Bee网络常见的拓扑结构是星型拓扑和网状网拓扑。Zig Bee协议中采用了动态路由的方式, 即网络中数据传输的路径不是预先设定的, 而是通过对网络当前可用路径进行搜索、分析, 选择出一条最佳路径进行传输。路径的选择使用“梯度法”, 即先选择最短的一条路径进行传输, 若不通, 则尝试另外一条稍远的路径, 以此类推直到数据成功送达目的地。在实际现场应用中, 预先确定的传输路径随时可能发生变化, 或因各种原因中断, 或因任务繁忙不能及时处理传输。网状拓扑结构结合动态路由, 就可以很好地解决现场应用中的这个问题, 保证数据传输的可靠性[2,3]。

系统的树形网络拓扑图如图一所示。

水环境质量监控系统选择的网络拓扑结构为树型结构。树型结构网络的通信路径总长度短, 节点易于扩充, 寻找路径方便。

水环境质量监控系统网络拓扑结构如图二所示。

1.2 系统总体设计方案

水质监测系统的整体方案如图三所示。

当数据采集子节点距主控板距离较近时, 子节点可通过无线直接传输给主控板 (PH子节点和雨量子节点) ;当数据采集子节点距中控板距离较远时, 子节点可通过中间子节点跳传的方式向主控板传输数据 (温湿度子节点的数据通过PH子节点的跳转将数据传输入主控板) 。网络协调器再通过DTU模块将采集到的各类环境监测数据传输给远端的监控管理中心, 并存入数据库。

2 系统硬件设计

2.1 传感器节点设计

传感器节点结构如图四所示。

各个无线网络传感器节点相应的传感器将采集到的数据送入MCU进行数据处理, 根据汇集节点的指令将处理好的数据通过无线模块发送出去。传感器节点采用的是宏晶公司出品的STC12C5A40S2单片机, 其抗干扰能力强、功耗低、速度更快, 适用于强干扰环境的应用场合。

2.2 汇集节点设计

汇集节点通过DTU接收来自Internet的指令, MCU通过对指令的分析, 做出相应的动作。如果是查询汇集节点传感器的数据, 则将采集到的数据通过DTU发送至对应的服务器中;如果接收到拍照指令, 则将摄像头拍摄的照片通过DTU发送至服务器;如果是查询其他传感器节点的采集数据, 则通过无线模块发送出去, 并接收回复的采集数据, 后通过DTU将数据发送至服务器。

汇集节点结构如图五所示。

汇集节点MCU采用宏晶公司的90C58AD系列单片机, 其抗干扰能力强、功耗低。汇集节点DTU (Data Transfer unit, 即数据传输单元) 是专门用于串口数据与IP数据相互转换, 并接收发送数据的无线终端设备, 系其内置工业级GPRS/CDMA无线模块, 支持UDP和TCP协议。

2.3 Zig Bee模块设计

Zig Bee模块中无线传输模块的硬件连线图如图六所示。

本系统设计的模块并不是针对专门数据采集而设计的, 是可以通过改变传感器就能改变采集的数据, 而且在现有节点的基础上可以扩展其他的节点、采集其他的数据。

2.3.1 Zig Bee方案选择

IEEE 802.15.4定义了2.4GHz和868/915MHz两个物理层标准。2.4GHz是世界免费的ISM频段;由于频段使用需要申请, 868/915MHz在中国不能使用。因此Zig Bee组网在中国只能使用2.4GHz。

2.3.2 Zig Bee的硬件选择

NRF905芯片如图七所示。

NRF905芯片基本特性:兼具收发两个功能。433/868/915工作频段, 其中433MHZ开放ISM频段可免许使用;最高发射速率50KBPS, 在10dbm的发射功率下, 使用外置鞭状天线, 可使有效传输距离达到300米左右;抗干扰能力强, 绕障碍物穿透能力强;170个频道, 可实现多点网络通讯, 并根据TD-MA-CDMA-FDMA原理, 实现无线网络通讯;数据传输稳定性高、功耗低。

NRF2401A芯片如图八所示。

NRF24L01芯片如图九所示。

CC1100芯片如图十所示。

由于本系统具有图像传输功能, 要求传输的字节数比较大, 而HSD-1M模块可一次传输无数个字节的数据包, 能够满足需求。

HSD-1M芯片如图十一所示。

2.3.3 Zig Bee模块原理图设计

Zig Bee模块的原理图如图十二所示。

Zig Bee模块中用到的模数转换电路如图十三所示。

模数转换包括采样、保持、量化和编码四个过程。

2.4 网络协调器外围电路设计

2.4.1 网络协调器的电源

若直接用市电供电, 可通过工业电源将市电降压至12V左右。

若采用太阳能供电, 需要太阳能电池板电路, 其系统结构如图十四所示。

2.4.2 复位电路

复位电路的设计原理图如图十五所示。

手动按钮复位需要手动在复位输入端RST上加入一个高电平。当手动按下按钮时, Vcc的+5V电平会加到RST端, 人的动作再快也会使按钮保持接通数十毫秒, 因此满足复位的时间要求[4,5]。

2.4.3 串口电路设计

串口电路的设计原理图如图十六所示。

MAX232芯片是美信公司为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片, 集成度较高, 故选择它来支持Zig Bee模块同PC机的通信。

2.5 水质监测模块的设计

2.5.1 传感器的选择

本监测系统选择使用的传感器有翻斗式雨量传感器、AM2301温湿度传感器、PH和ORP传感器、电导率传感器、溶解氧传感器。

2.5.2 水质参数传感器的测量电路设计

PH值、电导率、ORP、溶氧量等水质参数的传感器传感器转换电路如图十七所示。

本系统中由于传感器探头采集的都是模拟数据量, 不便于传输处理和识别, 所以通过该电路将采集到的模拟量转换易于识别、传输、处理更稳定的数字量[6]。

2.5.3 温度传感器的测量电路设计

本系统采用了DS18B20数字温度传感器, 该产品采用美国DALLAS公司生产的可组网数字温度传感器芯片封装而成, 耐磨耐碰, 体积小, 使用方便, 封装形式多样, 适用于空间狭小的应用场合。

温度传感器测量电路如图十八所示。

2.5.4 水质监测模块的电源设计

电源转换芯片采用LM2576。水环境参数检测模块的电源设计原理图如图十九所示。

可通过太阳能和市电供电。此电源是宽电压输入, 输入电压范围为8V~24V。

3 系统硬件编程

3.1 Zig Bee无线软件开发平台

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。

Keil开发平台界面如图二十所示。

3.2 网络协调器节点程序

网络协调器流程如图二十一所示。

3.3 路由传感器节点程序

路由传感器流程如图二十二所示。

3.4 温湿度传感器节点程序

温湿度传感器节点流程如图二十三所示。

3.5 雨量传感器节点程序

雨量传感器节点流程如图二十四所示。

4 系统测试

本水质自动监测系统选择对南昌市青山湖的水体水质进行实时在线监测, 整个软、硬件系统通过实地相关功能测试和检验。测试结果表明, 整个系统能够在恶劣的环境下稳定工作, 提升了水质监测的可靠性和水质预报预警的及时性, 扩大了可监测的水体区域, 大大降低了监测系统的建设成本, 能够满足水质多参数监测的实际应用需要, 具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]张燕萍.水资源和水污染分析及应对之策[J].大众商务 (下半月) , 2009, (12) :297.

[2]苗立伟.基于ARM的智能家居控制系统[J].科技资讯, 2013, (05) :32.

[3]谢智英, 唐军.无线传感器网络在空调系统节能中的应用[J].贵州科学, 2009, 27 (03) :76-78.

[4]路博.光伏系统中的高精度太阳跟踪方法研究[D].新乡:河南师范大学, 2012.

[5]黄景早.真空微电子加速度传感器信号处理电路的研究[D].重庆:重庆大学, 2006.

水质自动监测站系统建设初探 篇8

关键词：环境污染；自动监测系统；结构，优越性；应用

中图分类号：X839文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0061-02

进入21世纪以来，工业、交通和城市那发展速度越来越快，伴随着各行各业的发展，城市规模越来越大，城市污染形势也愈发严峻。噪音污染已经成为各大城市最严重的污染之一，据相关数据显示，每年污染投诉量最大的当属噪音污染，占投诉量的60%以上。噪音监测手段是城市噪音污染监测的主要法，噪音的随机性和起伏性较大，传统的监测方法已经很慢满足社会的需求，环境噪声自动监测系采用国外先进科学技术，经过自发研究后，形成了环境噪音自动监测系统，该系统对城市噪音污染有很好的控制作用，值得各城市开发利用。

1城市噪声的影响及危害

1.1影响人们日常生活

伴随着经济的发展，人们对生活的品质要求越来越高。日常生活中噪音污染的来源很多，如施工噪音、汽车鸣笛声、商场的喧闹声以及机械的操作声等，噪音不仅影响了人们的日常生活作息，对身体健康也有较大的危害。身体上的危害主要表现在听力受损、听力下降等方面，面对激烈的生活竞争，噪音污染还会影响人们的心理健康，如噪音污染会使人们精神紧张、脾气暴躁等。

1.2影响动物生存

一直以来，人们都忽视了噪音对动物产生影响。据动物学家表示，严重的噪音污染不仅会影响动物的情绪，对动物的生活习惯也会产生较大的危害，如受到严重的噪音影响后，动物的生育能力会随之下降，有的动物甚至会出现脱毛现象，更有甚者会导致动物死亡。

1.3影响经济发展

噪音污染对经济发展产生的影响主要表现在影响工作人员情绪、降低工作效率、房地产贬值、产品质量降低等多种社会问题。据相关调查显示，每年因噪音污染都会产生大量的经济损失，随着噪音污染越来越严重，如果不加大力度防止，经济损失就更大。

2城市环境噪声自动监测系统结构

城市环境噪声自动监测系统是在科技水平进步的前提下发展起来的一种全新的监测技术，该体系综合实现声电传输、数据处理、存储、校对等功能于一体，既属于声学仪器范畴，又属于计算机硬软件和质量保证监测网领域。城市环境噪声自动监测系统由三部分组成：户外单元测点、数据传输单元、中央控制单元。城市环境噪声自动监测系统结构如图1所示。

户外单元主要设置在各个测点上，主要包括传声器、前置放大器、输入放大器以及数据采集和处理、自动校准器等多个组成部分。

数据传输单元主要设置在数据接收的中间站，传输方式主要有市话线网、无线通讯网、计算机互联网三种形式，市话网线应用次数最多，通常情况下可以选择其中一种或者多种混合使用，完成数据的传输。

中心控制单元和数据传输单元一样设置在数据接收的中间站，重要功能是处理、存储接收的数据，并且完成校准、发布等工作，中心控制单元的组成部分有计算机和计算机软件系统两部分。

3城市环境噪声自动监测系统的优越性

与传统的噪音监测手段相比，噪声自动监测系统具有提高监测数据的准确性、传输方式多样、操作界面强大等特点，并且可以增强点位代表，笔者结合工作经验，对城市环境噪声自动监测系统的优越性作简单介绍。

3.1提高监测数据的准确性

环境噪声自动监测系统可以有效提高监测数据的准确性。自动监测系统是传统监测方式的升华，通常情况下的监测手段都是采用干电池进行系统供电，电池用完后如果没及时更换供电系统不稳定，监测数据也会出现误差，另外，干电池还受特殊环境的影响，如遇阴湿天气，电池手酸，造成供电不稳。噪音自动监测系统在传统的监测系统上进一步发展，采用先进科技，利用电源模块有效地解决了干电池供电产生的各种问题，保障监测数据准确、可靠的同时，还可以降低噪音污染，提高人们的生活水平。

3.2传输方式多样、快捷

噪音自动监测系统可以定点安装，也可以移动安装。便于携带式的监测统计系统经过电缆与电脑的连接接受数据，也可以通过微型打印机获得数据，不仅方式多样，而且快速、可靠，传统的监测系统很难做到多种形式并且快速得到数据。另外，噪音自动监测系统还可以通过无线进行数据传输，进一步提升了数据的传输速度。

3.3操作界面强大、便捷

一般的噪音监测系统结构较单一，操作假面不够强大，数据传输比较慢，导致工作效益很难得到提升。噪音自动监测系统摒弃了传统监测系统运用简单计算机汇编语言获得数据的弊端，采用计算机c++和vb两种高级语言程序组合形成噪音自动监测系统的操作界面，这种利用两种高级计算机汇编语言的操作面具有强大的据算、统计和数据传输能力，不仅操作界面强大、便捷，外观也非常符合现代社会的要求。

3.4增强点位代表

传统的噪音监测系统在进行噪音监测时需要工作人员定点操作或者流动操作，工作人员必须保持高度集中的注意力曹能保障监测数据的准确性，得到监测数据后还需要手动录入、填报、据算和打印，这些过程都由人工完成，很容易造成数据误差。噪音自动监测系统只需要在噪音监测的地区或某路段进行安装，计算机系统就可以对监测到的数据进行自动地录入，保障数据准确性的同时，提高办事效率。

4环境噪声自动监测系统在城市建设中的应用

一直以来，我国多数城市都采用传统的噪音监测系统，主要用一年监测多次或定时监测的方法完成噪音污染的监测。噪音污染变化性较大，具有随机性和随时性的特点，传统手工监测很难掌握准确、可靠的数据。经过多年的研究探索，噪音自动监测系统在传统手工监测系统的基础上升华，满足了社会的需求。科学合理、有效减少噪音污染的自动监测系统应该具有操作方便、界面强大、数据准确、接受快捷、安装方便等特点，自动监测系统应该集永久性和半永久性噪声监测终端、流动性监测终端于一体，通过监测数据预测监测环境内的噪音。

根据城市发展需要，建设噪音自动监测系统，要充分考虑建设点的选择和建设成本的投入，综合永久性监测点、半永久性监测点、流动性监测点，将城市噪音污染区按程度划分为多个监测区域，如在人口密集区和交通流量大的区域设置半永久性监测点；在建筑工地、企业厂区、居民投诉较多的区域建立流动性监测点，从而达到全城市的噪音污染检监测。

5结语

总之，噪音自动监测系统具有提高监测数据的准确性、传输方式多样、操作界面强大等优势，在城市噪音污染监测中发挥着不可代替的作用。城市建设者应该在明确噪音影响人们日常生活、动物生存和经济发展的同时，深入了解噪音自动监测系统的优势，让有关部门充分利用噪音自动监测系统，改善城市环境，提高人们的生活质量。

参考文献：

[1] 关莉娜,肖骁.探究城市环境噪声在线自动监测系统[J].科技与企业,2013,(5).

[2] 卞金良.关于城市环境噪声在线自动监测系统的研究[J].硅谷,2013,(1).

endprint

摘要：伴随着经济的发展，城市污染越来越严重，这严重影响了高品质、高质量生活水平的形成。城市环境污染的种类非常多，包括水污染、空气污染、噪音污染等，其中噪音污染对人们的日常生活已经产生了严重的影响。伴随着科技的进步，人们不断推出新的噪音监测系统，环境噪音自动监测系统就是为了满足城市发展的需要应运而生的，在城市噪音污染的防治工作中发挥着重要的作用。文章从噪音的危害着手，分析了城市环境噪音自动监测系统的结构及优越性，对环境噪声自动监测系统在城市建设中的应用作了简要分析。

关键词：环境污染；自动监测系统；结构，优越性；应用

中图分类号：X839文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0061-02

进入21世纪以来，工业、交通和城市那发展速度越来越快，伴随着各行各业的发展，城市规模越来越大，城市污染形势也愈发严峻。噪音污染已经成为各大城市最严重的污染之一，据相关数据显示，每年污染投诉量最大的当属噪音污染，占投诉量的60%以上。噪音监测手段是城市噪音污染监测的主要法，噪音的随机性和起伏性较大，传统的监测方法已经很慢满足社会的需求，环境噪声自动监测系采用国外先进科学技术，经过自发研究后，形成了环境噪音自动监测系统，该系统对城市噪音污染有很好的控制作用，值得各城市开发利用。

1城市噪声的影响及危害

1.1影响人们日常生活

伴随着经济的发展，人们对生活的品质要求越来越高。日常生活中噪音污染的来源很多，如施工噪音、汽车鸣笛声、商场的喧闹声以及机械的操作声等，噪音不仅影响了人们的日常生活作息，对身体健康也有较大的危害。身体上的危害主要表现在听力受损、听力下降等方面，面对激烈的生活竞争，噪音污染还会影响人们的心理健康，如噪音污染会使人们精神紧张、脾气暴躁等。

1.2影响动物生存

一直以来，人们都忽视了噪音对动物产生影响。据动物学家表示，严重的噪音污染不仅会影响动物的情绪，对动物的生活习惯也会产生较大的危害，如受到严重的噪音影响后，动物的生育能力会随之下降，有的动物甚至会出现脱毛现象，更有甚者会导致动物死亡。

1.3影响经济发展

噪音污染对经济发展产生的影响主要表现在影响工作人员情绪、降低工作效率、房地产贬值、产品质量降低等多种社会问题。据相关调查显示，每年因噪音污染都会产生大量的经济损失，随着噪音污染越来越严重，如果不加大力度防止，经济损失就更大。

2城市环境噪声自动监测系统结构

城市环境噪声自动监测系统是在科技水平进步的前提下发展起来的一种全新的监测技术，该体系综合实现声电传输、数据处理、存储、校对等功能于一体，既属于声学仪器范畴，又属于计算机硬软件和质量保证监测网领域。城市环境噪声自动监测系统由三部分组成：户外单元测点、数据传输单元、中央控制单元。城市环境噪声自动监测系统结构如图1所示。

户外单元主要设置在各个测点上，主要包括传声器、前置放大器、输入放大器以及数据采集和处理、自动校准器等多个组成部分。

数据传输单元主要设置在数据接收的中间站，传输方式主要有市话线网、无线通讯网、计算机互联网三种形式，市话网线应用次数最多，通常情况下可以选择其中一种或者多种混合使用，完成数据的传输。

中心控制单元和数据传输单元一样设置在数据接收的中间站，重要功能是处理、存储接收的数据，并且完成校准、发布等工作，中心控制单元的组成部分有计算机和计算机软件系统两部分。

3城市环境噪声自动监测系统的优越性

与传统的噪音监测手段相比，噪声自动监测系统具有提高监测数据的准确性、传输方式多样、操作界面强大等特点，并且可以增强点位代表，笔者结合工作经验，对城市环境噪声自动监测系统的优越性作简单介绍。

3.1提高监测数据的准确性

环境噪声自动监测系统可以有效提高监测数据的准确性。自动监测系统是传统监测方式的升华，通常情况下的监测手段都是采用干电池进行系统供电，电池用完后如果没及时更换供电系统不稳定，监测数据也会出现误差，另外，干电池还受特殊环境的影响，如遇阴湿天气，电池手酸，造成供电不稳。噪音自动监测系统在传统的监测系统上进一步发展，采用先进科技，利用电源模块有效地解决了干电池供电产生的各种问题，保障监测数据准确、可靠的同时，还可以降低噪音污染，提高人们的生活水平。

3.2传输方式多样、快捷

噪音自动监测系统可以定点安装，也可以移动安装。便于携带式的监测统计系统经过电缆与电脑的连接接受数据，也可以通过微型打印机获得数据，不仅方式多样，而且快速、可靠，传统的监测系统很难做到多种形式并且快速得到数据。另外，噪音自动监测系统还可以通过无线进行数据传输，进一步提升了数据的传输速度。

3.3操作界面强大、便捷

一般的噪音监测系统结构较单一，操作假面不够强大，数据传输比较慢，导致工作效益很难得到提升。噪音自动监测系统摒弃了传统监测系统运用简单计算机汇编语言获得数据的弊端，采用计算机c++和vb两种高级语言程序组合形成噪音自动监测系统的操作界面，这种利用两种高级计算机汇编语言的操作面具有强大的据算、统计和数据传输能力，不仅操作界面强大、便捷，外观也非常符合现代社会的要求。

3.4增强点位代表

传统的噪音监测系统在进行噪音监测时需要工作人员定点操作或者流动操作，工作人员必须保持高度集中的注意力曹能保障监测数据的准确性，得到监测数据后还需要手动录入、填报、据算和打印，这些过程都由人工完成，很容易造成数据误差。噪音自动监测系统只需要在噪音监测的地区或某路段进行安装，计算机系统就可以对监测到的数据进行自动地录入，保障数据准确性的同时，提高办事效率。

4环境噪声自动监测系统在城市建设中的应用

一直以来，我国多数城市都采用传统的噪音监测系统，主要用一年监测多次或定时监测的方法完成噪音污染的监测。噪音污染变化性较大，具有随机性和随时性的特点，传统手工监测很难掌握准确、可靠的数据。经过多年的研究探索，噪音自动监测系统在传统手工监测系统的基础上升华，满足了社会的需求。科学合理、有效减少噪音污染的自动监测系统应该具有操作方便、界面强大、数据准确、接受快捷、安装方便等特点，自动监测系统应该集永久性和半永久性噪声监测终端、流动性监测终端于一体，通过监测数据预测监测环境内的噪音。

根据城市发展需要，建设噪音自动监测系统，要充分考虑建设点的选择和建设成本的投入，综合永久性监测点、半永久性监测点、流动性监测点，将城市噪音污染区按程度划分为多个监测区域，如在人口密集区和交通流量大的区域设置半永久性监测点；在建筑工地、企业厂区、居民投诉较多的区域建立流动性监测点，从而达到全城市的噪音污染检监测。

5结语

总之，噪音自动监测系统具有提高监测数据的准确性、传输方式多样、操作界面强大等优势，在城市噪音污染监测中发挥着不可代替的作用。城市建设者应该在明确噪音影响人们日常生活、动物生存和经济发展的同时，深入了解噪音自动监测系统的优势，让有关部门充分利用噪音自动监测系统，改善城市环境，提高人们的生活质量。

参考文献：

[1] 关莉娜,肖骁.探究城市环境噪声在线自动监测系统[J].科技与企业,2013,(5).

[2] 卞金良.关于城市环境噪声在线自动监测系统的研究[J].硅谷,2013,(1).

endprint

摘要：伴随着经济的发展，城市污染越来越严重，这严重影响了高品质、高质量生活水平的形成。城市环境污染的种类非常多，包括水污染、空气污染、噪音污染等，其中噪音污染对人们的日常生活已经产生了严重的影响。伴随着科技的进步，人们不断推出新的噪音监测系统，环境噪音自动监测系统就是为了满足城市发展的需要应运而生的，在城市噪音污染的防治工作中发挥着重要的作用。文章从噪音的危害着手，分析了城市环境噪音自动监测系统的结构及优越性，对环境噪声自动监测系统在城市建设中的应用作了简要分析。

关键词：环境污染；自动监测系统；结构，优越性；应用

中图分类号：X839文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0061-02

进入21世纪以来，工业、交通和城市那发展速度越来越快，伴随着各行各业的发展，城市规模越来越大，城市污染形势也愈发严峻。噪音污染已经成为各大城市最严重的污染之一，据相关数据显示，每年污染投诉量最大的当属噪音污染，占投诉量的60%以上。噪音监测手段是城市噪音污染监测的主要法，噪音的随机性和起伏性较大，传统的监测方法已经很慢满足社会的需求，环境噪声自动监测系采用国外先进科学技术，经过自发研究后，形成了环境噪音自动监测系统，该系统对城市噪音污染有很好的控制作用，值得各城市开发利用。

1城市噪声的影响及危害

1.1影响人们日常生活

伴随着经济的发展，人们对生活的品质要求越来越高。日常生活中噪音污染的来源很多，如施工噪音、汽车鸣笛声、商场的喧闹声以及机械的操作声等，噪音不仅影响了人们的日常生活作息，对身体健康也有较大的危害。身体上的危害主要表现在听力受损、听力下降等方面，面对激烈的生活竞争，噪音污染还会影响人们的心理健康，如噪音污染会使人们精神紧张、脾气暴躁等。

1.2影响动物生存

一直以来，人们都忽视了噪音对动物产生影响。据动物学家表示，严重的噪音污染不仅会影响动物的情绪，对动物的生活习惯也会产生较大的危害，如受到严重的噪音影响后，动物的生育能力会随之下降，有的动物甚至会出现脱毛现象，更有甚者会导致动物死亡。

1.3影响经济发展

噪音污染对经济发展产生的影响主要表现在影响工作人员情绪、降低工作效率、房地产贬值、产品质量降低等多种社会问题。据相关调查显示，每年因噪音污染都会产生大量的经济损失，随着噪音污染越来越严重，如果不加大力度防止，经济损失就更大。

2城市环境噪声自动监测系统结构

城市环境噪声自动监测系统是在科技水平进步的前提下发展起来的一种全新的监测技术，该体系综合实现声电传输、数据处理、存储、校对等功能于一体，既属于声学仪器范畴，又属于计算机硬软件和质量保证监测网领域。城市环境噪声自动监测系统由三部分组成：户外单元测点、数据传输单元、中央控制单元。城市环境噪声自动监测系统结构如图1所示。

户外单元主要设置在各个测点上，主要包括传声器、前置放大器、输入放大器以及数据采集和处理、自动校准器等多个组成部分。

数据传输单元主要设置在数据接收的中间站，传输方式主要有市话线网、无线通讯网、计算机互联网三种形式，市话网线应用次数最多，通常情况下可以选择其中一种或者多种混合使用，完成数据的传输。

中心控制单元和数据传输单元一样设置在数据接收的中间站，重要功能是处理、存储接收的数据，并且完成校准、发布等工作，中心控制单元的组成部分有计算机和计算机软件系统两部分。

3城市环境噪声自动监测系统的优越性

与传统的噪音监测手段相比，噪声自动监测系统具有提高监测数据的准确性、传输方式多样、操作界面强大等特点，并且可以增强点位代表，笔者结合工作经验，对城市环境噪声自动监测系统的优越性作简单介绍。

3.1提高监测数据的准确性

环境噪声自动监测系统可以有效提高监测数据的准确性。自动监测系统是传统监测方式的升华，通常情况下的监测手段都是采用干电池进行系统供电，电池用完后如果没及时更换供电系统不稳定，监测数据也会出现误差，另外，干电池还受特殊环境的影响，如遇阴湿天气，电池手酸，造成供电不稳。噪音自动监测系统在传统的监测系统上进一步发展，采用先进科技，利用电源模块有效地解决了干电池供电产生的各种问题，保障监测数据准确、可靠的同时，还可以降低噪音污染，提高人们的生活水平。

3.2传输方式多样、快捷

噪音自动监测系统可以定点安装，也可以移动安装。便于携带式的监测统计系统经过电缆与电脑的连接接受数据，也可以通过微型打印机获得数据，不仅方式多样，而且快速、可靠，传统的监测系统很难做到多种形式并且快速得到数据。另外，噪音自动监测系统还可以通过无线进行数据传输，进一步提升了数据的传输速度。

3.3操作界面强大、便捷

一般的噪音监测系统结构较单一，操作假面不够强大，数据传输比较慢，导致工作效益很难得到提升。噪音自动监测系统摒弃了传统监测系统运用简单计算机汇编语言获得数据的弊端，采用计算机c++和vb两种高级语言程序组合形成噪音自动监测系统的操作界面，这种利用两种高级计算机汇编语言的操作面具有强大的据算、统计和数据传输能力，不仅操作界面强大、便捷，外观也非常符合现代社会的要求。

3.4增强点位代表

传统的噪音监测系统在进行噪音监测时需要工作人员定点操作或者流动操作，工作人员必须保持高度集中的注意力曹能保障监测数据的准确性，得到监测数据后还需要手动录入、填报、据算和打印，这些过程都由人工完成，很容易造成数据误差。噪音自动监测系统只需要在噪音监测的地区或某路段进行安装，计算机系统就可以对监测到的数据进行自动地录入，保障数据准确性的同时，提高办事效率。

4环境噪声自动监测系统在城市建设中的应用

一直以来，我国多数城市都采用传统的噪音监测系统，主要用一年监测多次或定时监测的方法完成噪音污染的监测。噪音污染变化性较大，具有随机性和随时性的特点，传统手工监测很难掌握准确、可靠的数据。经过多年的研究探索，噪音自动监测系统在传统手工监测系统的基础上升华，满足了社会的需求。科学合理、有效减少噪音污染的自动监测系统应该具有操作方便、界面强大、数据准确、接受快捷、安装方便等特点，自动监测系统应该集永久性和半永久性噪声监测终端、流动性监测终端于一体，通过监测数据预测监测环境内的噪音。

根据城市发展需要，建设噪音自动监测系统，要充分考虑建设点的选择和建设成本的投入，综合永久性监测点、半永久性监测点、流动性监测点，将城市噪音污染区按程度划分为多个监测区域，如在人口密集区和交通流量大的区域设置半永久性监测点；在建筑工地、企业厂区、居民投诉较多的区域建立流动性监测点，从而达到全城市的噪音污染检监测。

5结语

总之，噪音自动监测系统具有提高监测数据的准确性、传输方式多样、操作界面强大等优势，在城市噪音污染监测中发挥着不可代替的作用。城市建设者应该在明确噪音影响人们日常生活、动物生存和经济发展的同时，深入了解噪音自动监测系统的优势，让有关部门充分利用噪音自动监测系统，改善城市环境，提高人们的生活质量。

参考文献：

[1] 关莉娜,肖骁.探究城市环境噪声在线自动监测系统[J].科技与企业,2013,(5).

[2] 卞金良.关于城市环境噪声在线自动监测系统的研究[J].硅谷,2013,(1).