基于北斗的水质监管系统.pdf

本发明公开一种基于北斗的水质监管系统，包括：初级水质监管模块、水质分析处理模块、水质监管控制中心，所述初级水质监管模块先初步判断水质污染程度，所述水质分析处理模块根据所述初级水质监管模块的结果进行进一步水质信息监测，所述水质监管控制中心接收所述水质分析处理模块监测结果数据进行污水处理控制操作及水质监测参数的设定。本发明的有益效果是可以实时对不同水域的水质信息进行初步整体的污染程度判断，然后通过水质分析处理模块得出水质信息具体监测数据，同时根据污染程度及具体监测数据进行分析处理并且做出相应的有效地水质监管命令。

权利要求书
1.  一种基于北斗的水质监管系统，其特征在于，包括：
初级水质监管模块、水质分析处理模块及水质监管控制中心，其中，
所述初级水质监管模块包括：图像采集单元，用于采集水体样品图像；北斗通信单元，用于接收所述水体样品图像信息，并与北斗卫星进行通信，监测所述水体样品的位置信息；图像分析处理单元，用于接收所述水体样品图像信息并且初步判断水体污染程度信息；
所述水质分析处理模块包括：采样装置，用于采集水体样品；水质检测仪，用于检测所述水体样品的水质信息；水体样品存储单元，用于存储所述水体样品的所述水质信息；数据存储单元，用于存储具有标准量度的水体的综合信息数据；数据分析比较单元，用于将所述水体样品存储单元存储的实时检测的所述水质信息与所述数据存储单元存储的所述标准量度的水体的综合信息数据进行分析比较；提示单元，用于根据所述数据分析比较单元的结果提示水体环境污染程度及其污染参数的具体数值；
所述水质监管控制中心包括：污水处理设备控制模块及水质检测参数设定模块；
所述初级水质监管模块先初步判断水质污染程度，所述水质分析处理模块根据所述初级水质监管模块的检测结果进行进一步水质信息监测，所述水质监管控制中心接收所述水质分析处理模块监测结果数据，并进行污水处理控制操作及水质检测参数的设定。

2.  根据权利要求1所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述综合信息数据包括：水体检测的时间、频率、水质状况的各项指标数据、水质有毒物质含量的范围值、历年水质监测结果及目前水环境研究成果。

3.  根据权利要求2所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述水质状况的各项指标数据包括：温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量或生物需氧量，所述水质有毒物质包括酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞或有机农药。

4.  根据权利要求1或2所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述水质信息包括：水体检测的时间、频率、水质状况的各项指标数据值及 水质有毒物质含量的数值。

5.  根据权利要求4所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述水质信息还包括水位、流速、流量、流向。

6.  根据权利要求1所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，根据所述初级水质监管模块的检测结果选择相应的水质检测仪，所述水质检测仪为多参数水质检测仪和/或单参数水质检测仪，所述单参数水质检测仪为COD水质检测仪、BOD水质检测仪、TOC水质检测仪、TOD水质检测仪、氨氮水质检测仪、总磷水质检测仪、浊度仪或PH计。

7.  根据权利要求1所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述污水处理设备控制模块包括：终端服务器、污水处理控制命令及执行控制命令的污水处理设备，所述污水处理控制命令传输信息至所述终端服务器，所述执行控制命令的污水处理设备执行所述污水处理控制命令发出的命令。

8.  根据权利要求7所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述终端服务器还用于接收所述图像信息、所示位置信息、所述污染程度信息、所述水质信息或所述标准量度的水体的综合信息数据。

9.  根据权利要求7所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述污水处理控制命令为污水处理工艺。

10.  根据权利要求1所述的基于北斗的水质监管系统，其特征在于，所述初级水质监管模块、所述水质分析处理模块及所述水质监管控制中心上均设置有无线通信模块。

说明书基于北斗的水质监管系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种基于北斗的水质监管系统。
背景技术
水质监测是水资源环境管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。对于水质的监测及治理关系到各行各业的生产及人民的生活。目前我国对于河流、湖泊、水库、饮用水源地、污水排放口等区域内的水质监测仍然存在很多问题，比如，一方面水质监测主要依靠人工现场取样测量，效率低下，且不能实时监测水质信息；另一方面对于偏远地区网络信息较弱或中断地区的水域，其水质信息无法及时有效地传送给设备终端，使得不能及时了解或治理我国不同地区水域的水质信息。
发明内容
本发明的实施例旨在克服以上技术问题，提出一种能够全面实时监管不同水域的水质信息及根据污染程度做出相应的污水处理命令的基于北斗的水质监管系统。
为解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，包括：
初级水质监管模块、水质分析处理模块及水质监管控制中心，其中，
所述初级水质监管模块包括：图像采集单元，用于采集水体样品图像；北斗通信单元，用于接收所述水体样品图像信息，并与北斗卫星进行通信，监测所述水体样品的位置信息；图像分析处理单元，用于接收所述水体样品图像信息并且初步判断水体污染程度信息；
所述水质分析处理模块包括：采样装置，用于采集水体样品；水质检测仪，用于检测所述水体样品的水质信息；水体样品存储单元，用于存储所述水体样品的所述水质信息；数据存储单元，用于存储具有标准量度的水体的综合信息 数据；数据分析比较单元，用于将所述水体样品存储单元存储的实时监测所述水质信息与所述数据存储单元存储的所述综合信息数据进行分析比较；提示单元，用于根据所述数据分析比较单元的结果提示水体环境污染程度及其污染参数的具体数值；
所述水质监管控制中心包括：污水处理设备控制模块及水质检测参数设定模块；
所述初级水质监管模块先初步判断水质污染程度，所述水质分析处理模块根据所述初级水质监管模块的检测结果进行进一步水质信息监测，所述水质监管控制中心接收所述水质分析处理模块监测结果数据，并进行污水处理控制操作及水质监测参数的设定。
根据本发明的第二方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述综合信息数据包括：水体检测的时间、频率、水质状况的各项指标数据、水质有毒物质含量的范围值、历年水质监测结果及目前水环境研究成果。
根据本发明的第三方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述水质状况的各项指标数据包括：温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量或生物需氧量，所述水质有毒物质包括酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞或有机农药。
根据本发明的第四方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述水质信息包括：水体检测的时间、频率、水质状况的各项指标数据值及水质有毒物质含量的数值。
根据本发明的第五方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述水质信息还包括：水位、流速、流量、流向。
根据本发明的第六方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，根据所述初级水质监管模块的检测结果选择相应的水质检测仪，所述水质检测仪为多参数水质检测仪和/或单参数水质检测仪，所述单参数水质检测仪为COD水质检测仪、BOD水质检测仪、TOC水质检测仪、TOD水质检测仪、氨氮水质检测仪、总磷水质检测仪、浊度仪或PH计。
根据本发明的第七方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述污水处理设备控制模块包括：终端服务器、污水处理控制命令及执行控制命令的污水处理设备，所述污水处理控制命令传输信息至所述终端服务器，所述执 行控制命令的污水处理设备执行所述污水处理控制命令发出的命令。
根据本发明的第八方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述终端服务器还用于接收所述图像信息、所述位置信息、所述污染程度信息、所述水质信息或所述标准量度的水体的综合信息数据。
根据本发明的第九方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述污水处理控制命令为污水处理工艺。
根据本发明的第十方面，提供一种基于北斗的水质监管系统，其中，所述初级水质监管模块、所述水质分析处理模块及所述水质监管控制中心上均设置有无线通信模块。
本发明提供的基于北斗的水质监管系统，可以对不同水域的水质信息先进行整体的初步的污染程度判断，再经过水质分析处理模块进行进一步的水质分析，同时对监测结果进行分析处理并且做出相应的污水处理控制命令，这样既可以全面实时了解不同水域的水质信息也可以进行有效地水质监管。
附图说明
图1为本发明的基于北斗的水质监管系统的框架结构示意图；
图2为本发明的基于北斗的水质监管系统的初级水质监管模块的框架结构示意图；
图3为本发明的基于北斗的水质监管系统的水质分析处理模块的框架结构示意图；
图4为本发明的基于北斗的水质监管系统的水质监管控制中心的框架结构示意图；
图5为污水处理设备控制模块的框架结构示意图。
附图标记说明：
1、初级水质监管模块            11、图像采集单元
12、北斗通信单元               13、图像分析处理单元
2、水质分析处理模块            21、采样装置
22、水质检测仪                 23、水体样品存储单元
24、数据存储单元               25、数据分析比较单元
26、提示单元                   3、水质监管控制中心
31、污水处理设备控制模块        32、水质检测参数设定模块
311、终端服务器                 312、污水处理控制命令
313、执行控制命令的污水处理设备
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构及技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明实施例提供了一种基于北斗的水质监管系统，图1为本发明的基于北斗的水质监管系统的框架结构示意图，如图1所示，该基于北斗的水质监管系统包括：初级水质监管模块1、水质分析处理模块2及水质监管控制中心3。其中，初级水质监管模块1用于先初步判断要监测水域的水质污染程度，其次水质分析处理模块2根据初级水质监管模块1的判断结果进行进一步地水质信息监测，水质监管控制中心3用于接收水质分析处理模块2的监测结果数据，并且根据监测结果数据进行污水处理控制操作及水质监测参数的设定。这样设置的基于北斗的水质监管系统可以从整体与局部两方面实时监测水质信息，从而判断不同水域的水质污染程度，并且根据判断结果作出相应的污水处理控制命令。
图2为本发明的基于北斗的水质监管系统的初级水质监管模块的框架结构示意图，如图2所示，本发明的基于北斗的水质监管系统的初级水质监管模块1包括：图像采集单元11，用于采集不同水域的水体样品图像；北斗通信单元12，用于接收图像采集单元11采集的水体样品图像信息，并与北斗卫星进行通信，北斗卫星根据接收的图像信息进行位置定位，得出监测水体样品的位置信息；图像分析处理单元13，用于接收水体样品图像信息并且初步判断水体污染程度信息。其中，图像分析处理单元13根据自身存储的不同水域的水体样品污染程度等级分类信息表对接收的水体样品图像信息进行统计分析，从而判断监测水体样品的污染程度。需要说明的是，不同水域的水体样品污染程度等级分类信息表在本领域为公知信息，在此不再一一赘述。通过初级水质监管模块1对监测水域的水体的初步分析处理，初步判断不同水域的水质污染程度。
为了更清晰地了解不同水域的水质污染程度，可以根据初级水质监管模块1的初步水质监测结果进行进一步地监测，本发明设置了水质分析处理模块2。图3为本发明的基于北斗的水质监管系统的水质分析处理模块的框架结构示意图，如图3所示，该水质分析处理模块2包括：采样装置21，用于采集不同水域的水体样品信息；水质检测仪22，用于检测水体样品的水质信息；水体样品存储单元23，用于存储水体样品的水质信息；数据存储单元24，用于存储具有标准量度的水体的综合信息数据；数据分析比较单元25，其与水体样品存储单元23及数据存储单元24连接，用于将水体样品存储单元23存储的实时监测水质信息与数据存储单元24存储的具有标准量度的水体的综合信息数据进行分析比较；提示单元26，用于接收数据分析比较单元25的结果数据，并且根据数据分析比较单元25的结果数据提示水体环境污染程度及其污染参数的具体数值。水质分析处理模块2的设置可以直接看出不同水域水质的各参数数据值，便于采取有效措施治理污水。
在水质分析处理模块2进行水质监测过程中主要采用水质检测仪22，现有技术中存在多种水质检测设备，本发明中可以根据初级水质监管模块1的检测结果选择相应的水质检测设备，即选择相应的水质检测仪22，该水质检测仪22可以为多参数水质检测仪，也可以为单参数水质检测仪。其中，多参数水质检测仪可以同时检测水质中不同参数的数据值，单参数水质检测仪可以精确测定水质中单一参数的数据值，单参数水质检测仪可以为COD(化学需氧量)水质检测仪、BOD(生化需氧量)水质检测仪、TOC(总有机碳)水质检测仪、TOD(总需氧量)水质检测仪、氨氮水质检测仪、总磷水质检测仪、浊度仪或PH计。水质检测仪22的选择根据水质污染程度或水域情况决定，或者同时使用多参数水质检测仪与单参数水质检测仪。
水质分析处理模块2中的水质检测仪22主要用于检测不同水域的水体样品的水质信息，该水质信息可以包括：水体检测的时间、频率、水质状况的各项指标数据值及水质有毒物质含量的数值，另外该水质信息还可以包括水位、流速、流量、流向等信息。水质分析处理模块2中的数据存储单元24主要用于存储具有标准量度的水体的综合信息数据，该综合信息数据包括：水体检测的时间、频率、水质状况的各项指标数据、水质有毒物质含量的范围值、历年水质监测结果及目前水环境研究成果。其中，水质状况的各项指标数据可以包 括温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量或生物需氧量等数据，水质有毒物质包括酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞或有机农药等物质。对于不同水域水质信息中重要数据参数具有很大区别，为了更准确地得出水质信息，对于不同水域水质采用不同的采集方法，以下为常见的工业废水与城市污水的水质采集方法，其具体措施如下：
1、工业废水方面
(1)在车间或车间处理设备的废水排放口设置采样点，测一类污染物(汞、镉、砷、铅、六价铬、有机氯化合物、强致癌物质等)；
(2)在工厂废水总排放口布设置采样点，测二类污染物(悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟、硝基苯类、苯胺类等)；
(3)已有废水处理设施的工厂，在处理设施的排放口布设采样点，为了解废水处理效果，可在进出口分别设置采样点；
(4)在排污渠道上，采样点应设在渠道较直，水量稳定，上游无污水汇入的地方，可在水面下1/4～1/2处采样，作为代表平均浓度水样采集。
2、城市污水(生活污水及医院污水、综合排污口等)
(1)城市污水管网：在一个城市的主要排污口或总排污口设点采样，城市污水干管的不同位置，污水进入水体的排放口，非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井；
(2)城市污水处理厂：在污水处理厂的污水进出口处设点采样。
采集装置21用于采集水体样品的水质信息，为了确保该水质信息的准确性并且能实时了解水质信息，可以设置图像采集单元11每次在固定的时间内以一定的频率拍摄20张水体样品图像，然后通过图像分析处理单元13进行统计分析处理，或者可以设置采样装置21每次在固定的时间内以一定的频率采集20次水体样品，对于多个水体样品的水质信息通过数据分析比较单元25进行统计分析处理。另外，对于不同水域可以设置固定的检测时间频率，例如：工业废水，每年采样监测2－4次；生活污水：每年采样监测2次，春、夏季各1次；医院污水：每年采样监测4次，每季度1次。
根据不同水域的水质污染程度及水质污染参数具体数值，本发明的基于北斗的水质监管系统设置了水质监管控制中心3。图4为本发明的基于北斗的水 质监管系统的水质监管控制中心的框架结构示意图，如图4所示，该水质监管控制中心3包括：污水处理设备控制模块31及水质检测参数设定模块32。图5为污水处理设备控制模块的框架结构示意图，如图5所示，污水处理设备控制模块31包括：终端服务器311、污水处理控制命令312及执行控制命令的污水处理设备313，污水处理控制命令312传输信息至终端服务器311，执行控制命令的污水处理设备313执行污水处理控制命令312发出的命令。其中，终端服务器311还用于接收图像信息、位置信息、污染程度信息、水质信息以及标准量度的水体的综合信息数据等数据信息。
污水处理控制命令312可以为污水处理工艺。污水处理工艺主要分为三级：一级处理，通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石及脂肪、油脂等；二级处理，生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解及转化为污泥；三级处理，污水的深度处理，它包括营养物的去除及通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。
为了便于信息数据的传输，本发明中的初级水质监管模块1、水质分析处理模块2及所述水质监管控制中心3上均可以设置有无线通信模块，这样设置可以方便快速地传输图像信息、位置信息、污染程度信息以及水质分析处理模块2的水质信息、标准量度的水体的综合信息数据等数据信息。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神及范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围及边界、或者这种范围及边界的等同形式内的全部变化及修改例。