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原文传递 一种基于大数据的水质监测分析系统
专利名称: 一种基于大数据的水质监测分析系统
摘要: 本发明公开一种基于大数据的水质监测分析系统,包括控制器、警报模块、人机交互模块、排放源数据库、外源天气数据模块、数据存储模块、通信模块、视频监控模块、取样模块、信号转换模块、数据分析模块、水质数据采集模块与电源模块。本发明通过数据分析模块对水质数据采集模块上传的检测信息进行分析,通过计算污染物在静水中的扩散速度对污染物的种类进行判断,在进行污染物的详细检测时,以预计的污染物作为优先检测目标,大大提升检测效率;通过连接外源天气数据模块,考虑到降雨量对检测结果的影响,通过计算稳定值,并将实时检测的稳定值与通过历史值计算所得稳定值进行比较及时发现问题。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 广东;44
申请人: 广州市怡纯净水科技有限公司;邹玉华
发明人: 蔡丽萍;邹玉华
专利状态: 有效
申请号: CN201811427285.1
公开号: CN109270237A
代理机构: 北京集智东方知识产权代理有限公司 11578
代理人: 张红
分类号: G01N33/18(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N33
申请人地址: 510000 广东省广州市天河区棠东古隆街18号之四A房
主权项: 1.一种基于大数据的水质监测分析系统,其特征在于,包括控制器、警报模块、人机交互模块、排放源数据库、外源天气数据模块、数据存储模块、通信模块、视频监控模块、取样模块、信号转换模块、数据分析模块、水质数据采集模块与电源模块;所述水质数据采集模块包括包括水温探头、pH值探头、溶解氧探头、电导率探头、浊度探头、流速探头与水位传感器,水质数据采集模块用于采集水质参数,并将采集的水质参数传输至信号转换模块,信号转换模块将水质参数信号转换为电信号后通过通信模块传输至数据分析模块,所述水质采集模块安装设置在所检测河流的干流以及所检测河流的合流处,两个相邻的合流处之间至少设置有一个数据采集模块;所述排放源数据库用于存储所检测的河流中常见的污染排放物以及该污染排放物在静水中的扩散速度数据;所述数据存储模块用于存储水质监测模块所采集的指数信息、视频监控模块所上传的视频监控信息以及经过数据分析模块分析形成的数据;所述人机交互模块用于查看水质监测模块所采集的指数信息、视频监控模块所上传的视频监控信息以及数据存储模块中所存储的信息;所述取样模块用于在所监测河流的取样点进行取水样,其中取样模块对应设置在水质数据采集模块附近,每一个水质数据采样模块对应安装有至少一个取样模块,所述取样模块块为采水瓶、小型蠕动泵与水样存储瓶中的一种;所述数据分析模块用于读取水质数据采集模块所上传的信息,并根据水质数据采集模块所上传的信息来及时发现污染源位置并对污染物进行估计;所述数据分析模块的工作步骤为:S1、设A1为所检测河流中的一处水质数据采集模块,当A1检测到某一项水质参数超过设定的正常阈值时,开始计时,当在设定时间T1内,该项水质参数始终超过正常阈值,为异常参数,或在设定时间T2内,该异常水质参数在T2*&%的时间内均为超出阈值的状态,&为预设值,则进入下一步骤,其中T1<T2<2T1;S2、检索资源分配模块控制与A1点对应的取样模块进行取样,同时警报模块对A1点与A2点进行标记,其中A2为处于A1点下游距离A1点最近的水质数据采集模块,当某一项水质参数始终为异常水质参数状态,则取样模块每隔设定时间T3取一次样;S3、当A2点在经过T4时间后采集到与A1点对应的异常水质参数,根据公式计算污染物的扩散速度V0,其中L为A1点到A2点的河流长度,V1为所A1点到A2点的水流的平均流速,其中VQn为A1点的流速探头每隔设定时间T5所检测到的河水流速,Hn为A1点的水位传感器每隔设定时间T5所检测到的水位高度,dn为A1点处的河流宽度,Hqn为A1点到A2点之间的河流在设定时间T5内的平均水位高度,dqn为A1点到A2点之间的河流在设定时间T5内的平均宽度;S4、将计算所得的V0传输至排放源数据库中进行匹配,将在静水中的扩散速度与V0接近的排放物作为优先检测排放物,其中当V0>i*V时,V为排放源数据库中静水扩散速度最大的排放物的静水扩散速度,i为预设系数,且i>1,视为除A1点或A1点上游有污染源外,A1点到A2点之间有新增污染源,当发现有新增污染源后,进入下一步骤;S5、以A2点采集到异常水质参数到A3点采集到异常水质参数的时间T5作为时间间隔,以T5取代数值T4,重复步骤S3与步骤S4;平均水位高度的计算方法为:在A1点与A2点之间每隔设定距离L1取一次水位高度样本,从而得到h1、h2、...hn等水位高度数据,在检测水位高度数据时,A1点与A2点处的流速探头检测的水流流速波动范围不超过20%,即整个检测过程中,检测到的最大流速与最小流速之间的差值与最小流速之间的比值不超过20%;根据公式得到该河段的平均检测水位高度;在检测h1、h2、...hn等水位高度数据数据的过程中,对应记录A1点的水位传感器检测到的水位高度数据hQ1、hQ2...hQn,,根据公式得到A1点的平均检测水位高度;根据公式计算得到A1点到A2点之间在设定时间T5内的平均水位高度,hQ/h为一个常用的系数;河流平均宽度的计算方法为:在A1点与A2点之间每隔设定距离L1取一次河流宽度样本,从而得到D1、D2、...Dn等河流宽度数据,在检测河流宽度数据时,A1点与A2点处的流速探头检测的水流流速波动范围不超过20%,即整个检测过程中,检测到的最大流速与最小流速之间的差值与最小流速之间的比值不超过20%;根据公式得到该河段的平均检测河流宽度;在检测D1、D2、...Dn等河流宽度数据的过程中,对应检测A1点的河流宽度数据DQ1、DQ2...DQn,根据公式得到A1点的平均检测河流宽度;根据公式计算得到A1点到A2点之间河流在设定时间T5内的平均宽度,DQ/D为一个常用的系数。
所属类别: 发明专利
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