發布日期：2022-05-20 點擊率：68
一、概述
水質監測是水資源管理與保護的重要基礎，是保護水環境的重要手段。在新的世紀中，面對洪水威脅、水資源緊缺、水污染嚴重的現狀，我國的水質監測工作面臨著嶄新的內容。我國水資源分布不平衡，水質型缺水問題嚴重，跨流域調水工程多，水資源的開發利用與保護都對水質監測提出了更高的要求，也使水質監測具有了更加特殊的意義：水權交易、國家間的水事磋商等也都離不開水質監測數據。水質污染主要體現如下圖所示：
我國目前大部分地區的水環境監測主要是以化學化為主。即人工定期（或不定期）的現場采樣、化驗、水質分析。這樣工作量大且具有隨機性，不能準確反映整個水量水質的變化過程，因而不能得到污水處理的可靠依據。目前市場上的水質監測以有線部署為主，通過有線部署帶來很多不便性，比如不法分子破壞，特殊環境無法布線等。在現有技術中，通過通用設備采集數據，例如使用通用儀器FLUKE8845A進行單通道模擬量電壓的測試，因此需要編寫額外的控制軟件，不但價格高，而且系統可靠性低。
上海聚美物聯網科技有限公司經過充分調研、考察的基礎上，研制開發了JOYMAKE基于WiFi應用的水質量監測系統。該系統克服現有技術缺陷，提供一種多通道（可達16通道）數據采集設備，采用現場可編程邏輯陣列(FPGA)控制A/D芯片實現數據采集，大大提高了采樣精度和系統可靠性，大幅降低了成本。該系統可以對諸如排污口污水的PH值、DO、溫度、電導和排污流量進行實時監控，通過WiFi無線網絡將所采集的數據傳送到監控中心和環境管理部門，工作人員可以在監控中心或辦公室進行遠程監測，隨時對水質進行監測，得到即時數據報告。
二、系統組成、工作原理
系統結構圖：
系統主要是由各種水質測試儀及電極，基于WiFi的數據采集標簽，標簽系統，WLAN無線網絡組成。測試儀通過放在水中的電極實時得到水質數據，WiFi標簽通過無線采集測試儀的數據，通過無線網絡回傳數據到系統中，測試人員就可以調用系統里的實時數據對水質進行分析。采集的數據是由標簽系統服務器進行處理與存儲。
三、設備介紹
3．1 電路測試儀
一般情況下水質參數如下表：
上海聚美根據水質參數自行研發出PH值數據采集儀、電導率數據采集儀、水溫數據采集儀等設備。數據采集儀通過有線連接放在水中的電極，以采集水質的各種參數，再通過無線的方式把數據發給WiFi標簽。
3．2 基于WiFi的傳感與定位系統
3．2．1 系統結構
系統由標簽、定位引擎、接入點AP、EASY VIEW組成。
3．2．2 標簽
JOYMAKE 標簽可通過任何標準 Wi-Fi 網絡，在各種環境中運行，在網絡覆蓋下將這些標簽與JOYMAKE EasyView 企業軟件結合使用，即可為客戶提供完整的 JOYMAKE可視性解決方案。
3．2．3 定位引擎
定位引擎工作于系統后臺，對來自于觸發器的大量定位數據進行分析和解算，得到用戶關心的定位結果。定位引擎基于Wi-Fi的分布式定位算法，借助于標簽和觸發器的硬件設計，建立了高精度的誤差模型，通過實時補償技術將傳統的無線定位精度大幅提高。數據庫工作于后臺，容納了標簽和觸發器等硬件信息以及其他需要管理的海量數據。數據庫軟件采用穩定可靠的Microsoft SQL Server，保證用戶的數據安全。
3．2．4 EASY VIEW
EASY VIEW提供了簡單的人機界面，可追蹤人員、資產。基于WEB開發，可提供一系列報告、管理、預警功能，還可以將所獲得的信息傳送給第三方應用軟件。
顯示終端通過虛擬地圖技術將解算得到的定位結果顯示在終端計算機上，同時將標簽佩戴者發出的報警和觸發器發出的故障信號等信息一并向監控人員做出提示，方便及時進行處理。由于顯示終端直接面向用戶，因此采用了面向對象的高級語言進行開發，界面友好，兼容Windows用戶的使用習慣，無需進行長時間培訓即能上手使用。軟件中內置了大量的幫助信息和使用向導，方便用戶快速掌握。
用戶接口是為了方便用戶使用而設計的系統對外接口。為系統中常用的定位算法、數據庫查詢管理、結果顯示等部分功能函數設計了軟件接口，以API函數和ActiveX控件的形式供用戶進行二次開發，嵌入到用戶的其他應用軟件中，方便用戶的各種特殊需求。此外，定位系統在進化過程中會不斷的進行改良和優化，以系統更新補丁包的形式通過用戶接口進行升級，不斷的向用戶提供更好的服務。
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