第一章 项目分析

项目背景

为进一步加强本市水污染防治和水环境治理、河湖水面积控制、河湖水域岸线管理保护、水资源保护、水生态保护等工作，项目拟对河道PH、温度、溶解氧、浊度、电导率、叶绿素A、COD,氨氮等进行实时监测。

项目分析

由于水质在线监测的现场具有多样性，且随着科技的发展，分析仪器的不断更新，以及数据上传的格式和监控平台等往往需要按照用户的需求重新定制，导致水质在线监测系统设计和系统集成的工作量大、重复性工作多、开发周期相对较长，对项目规划、数据处理等带来许多不便。随着用水环境的日趋严峻，管理部门和群众对水环境保护的要求日益提高，迫切需要有一个功能更完善、流程更优化和更便于管理的系统，对水质进行在线监测。

为了解决上述问题，我公司为顺应市场需求，应用计算机自动控制技术、信息技术和智能通信等主流技术，以知名的水质在线分析仪表为核心，结合我司众多同类项目成功的设计和实施经验，向广大客户推荐微小型浮标水质在线监测系统。

采取使用微小型浮标为平台进行数据的采集和传输，在管理中心设立一套B/S结构的软件平台，实时监测采样点的数据，为管理部门的决策提供数据依据。

浮标监测是一种现代化的水质监测手段。采用浮标观测技术，可全天候、连续、定点地观测水质，并实时将数据传输到岸站。作为完整环境监测系统的一部分，水质浮标和浮动平台主要由浮体、监测仪器、数据传输单元、供电单元(电池组和太阳能供电系统)、系泊装置、保护单元（灯标、报警)组成，可远程实时监测水质等监测数据。

第二章 设计方案

系统介绍

“浮标式水质监测系统”设计本着合理、实用、可行、可靠原则，组网简单、扩容方便、标准开放、功能全面，适用于大中型的多点、远程、实时、集中监控系统，实现集散式监控、报警、智能化检索、系统管理及设备在线维护等诸多功能；保证最大限度地发挥用户的资金效釆用当今先进、成熟的技术设备，力求软硬件系统具备最高的性能价格比。

浮标系统可投放于水库中，在浮标系统中配置有无线传输模块，只需要配置一张电话卡，即可在管理中心进行配置，从而实现数据的远程传输。

在管理中心数据接收后，只要在有Internet网络的地方，不论是笔记本电脑、手机或其他通讯工具，都可以实时查看在线数据；可根据需要定时给提供短信服务或数据异常提供短信报警功能。

u 系统的可靠性、稳定性

系统是建立在GPRS通信平台上，设备具备在恶劣环境（狂风、暴雨、冰雪）下持续正常工作的能力，整机可长时间连续工作。

u 系统的传输

无线数传模块是基于GPRS数据通信网络的终端产品。产品设计符合工业级标准，内嵌多种协议，可实现用户设备到数据中心远程数据通信。

u 系统的可操作性

产品操作简单，使用方便，无须记忆复杂的操作方法或指令，在初次安装时进 行相关的设置，而全部的初次设置由专业人员完成。

u 系统的可扩展性

系统设计基于GPRS通信平台，无现场的通讯布线，可以自由增加监测站点，方便地进行系统扩容。

u 系统的先进性

设备集无线通信、嵌入式系统、等多种先进技术于一身，用户可以通过各种途径查看站点数据，无论用户身处何方，都可以随时随地获取所关切的监控现场信息。

u 系统的可维护性

设备可以通过授权用户进行远程数据调用，查看水质的各种参数，无需人员到监测站点现场取样，节约时间和运输成本。

u 系统的性价比

该系统比传统自动站监测、实验室、移动监测成本造价低，技术更先进，功能更强，技术延续性和可升级性更强。

系统结构

整个系统由现场监测、网络和监控中心数据服务平台三大部分组成。

现场监测终端

现场监测终端依托微小型浮标，集成分析仪表、供电及数传与一体，安装维护方面、投放灵活。

微小型浮标安装主要由浮体、不锈钢支架、仪表仓、密封舱等组成，仪表仓主要为了安装水质监测仪表。

监测浮标特点：

专业性:专门为在线水质监测设计

独立性:太阳能供电

灵活性:可应用于各种场合安装

耐用性:比传统钢铁浮标更小、更轻、更佳的搬运性：更容易操作及使用更安全。具自体防撞性能，维护与回收时均不会损坏浮体。

防风浪：浮球外部采用不锈钢保护支架，防止直接承受撞击，保护主要部件安全；

采用工程塑料，极端耐用、存活力无可比拟：低维护量与长使用寿命代表在整个生命周期间的成本低廉。

智能化趋势：

面对不断成熟的控制模式、流程方式，系统在经历一段周期运行后，能进行自学习能力，面对以前类似的情况进行分析，推断出水质变化情况，提出处理对策，以便用户及时发现处理问题。

通讯网络

由于浮标运用的特殊性，决定其和监控中心之间采用无线通讯模式。无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。

浮标式系统监控平台采用Internet和无线技术相结合，采用B/S的数据浏览方式，使人们随时随地掌握最新水质情况成为可能。在有中国电信、联通或移动网络覆盖的地方，在浮标系统中配置有GPRS模块，只需要配置一张电话卡，即可在管理中心进行配置，从而实现数据的远程传输。

在管理中心数据接收后，只要在有Internet网络的地方，不论是笔记本电脑、手机或其他通讯工具，都可以实时查看在线数据；可根据需要定时给提供短信服务或数据异常提供短信报警功能。

监控中心数据服务平台

《浮标式水质监测系统》是具有系统监控和数据获取功能的软件，它是架构在PC之上的自动化及控制系统，运行于Windows Server、XP等操作系统。为实现远距离水质、气象等数据采集、浏览及发布提供了一个开放性的、可扩展的系统平台。

软件采用先进的B/S结构体系，用户WEB浏览器方式操作，数据采集传输、报表分析图形化、动态化，报表报文可自动生成，应用工具组态化，开放的动态工具方便用户自行维护，具有很好的异构兼容性和可扩展性.

第三章 系统配置

整体配置

针对水质在线监测特点，我司提供下列浮标监测方案：小型浮标监测系统。

设计目的：将水质自动监测浮标监测数据传输到中心服务器，系统采用无线通讯方式采集仪表数据，中心服务器配置接收平台和通信软件，集中处理仪表数据，具备显示实时数据、查询历史数据、超标报警等功能。

水质探头实时分析电导率参数。监测的参数通过SIM卡可转换为无线传输讯号，透过GPRS传输至网络上，借由服务器主机中的B/S网页与图形软件，实时监控远程仪器的现场值，并可以当监测点发生异常时，实时发送短信警告，通知维护人员至现场，以及具有百度地图实时监控的功能。同时，将系统平台数据利用无线传输技术，可使用上网功能设备等读取数据，也可远程监控、校正及下载数据。

小型浮标监测终端

水质监测浮标是实时水质监测系统的仪器载体设备，浮标采用太阳能电池板和免维护蓄电池为仪器提供能源保障，浮标上可以安装水质监测仪器和数据采集器、GPRS数据传输模块等，通过GPRS网络自动把监测数据实时传输到监测中心。浮标布设在各监控点后不需人工操作，保证监测数据实时传输、数据准确、系统可靠。