一、方案背景
隨著生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和水質(zhì)網(wǎng)格化監(jiān)測的推廣，水環(huán)境自動監(jiān)測站需要進(jìn)行更密集的布點，以滿足污染溯源、水質(zhì)預(yù)警、河長考核等大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。常規(guī)水質(zhì)自動監(jiān)測站占地面積大、基建投入高，難以適應(yīng)環(huán)境監(jiān)測新形勢下的應(yīng)用需求。為此，星創(chuàng)易聯(lián)結(jié)合多年水質(zhì)在線監(jiān)測儀器研發(fā)和集成經(jīng)驗開發(fā)了微型水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用預(yù)集成戶外監(jiān)測，占地面積小，綜合智能微型監(jiān)測傳感器、自動控制、計算機(jī)應(yīng)用和通訊網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)；可充分適應(yīng)管理需求，采用低成本網(wǎng)格化布點、高頻監(jiān)測手段，配備一套嚴(yán)密的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系；滿足流域水質(zhì)評價、污染溯源、水質(zhì)預(yù)警、河（湖）長考核等大數(shù)據(jù)監(jiān)測需求。
 
二、系統(tǒng)概述
海洋浮標(biāo)在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感技術(shù)實現(xiàn)對水質(zhì)、海流、波浪、氣象等參數(shù)的在線監(jiān)測，為海洋生態(tài)研究提供全面的數(shù)據(jù)支持。觀測點以浮標(biāo)體為平臺，儀器設(shè)備除了表層定點投放外部分設(shè)備還能通過自動升降系統(tǒng)進(jìn)行垂直方向運動，進(jìn)而實現(xiàn)其分層數(shù)據(jù)的采集。
 
浮標(biāo)系統(tǒng)集成安裝太陽能供電系統(tǒng)和無線采集與傳輸系統(tǒng)，可通過GPRS/北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信息上報到管理中心站，同時配備了安全防護(hù)系統(tǒng)及運行監(jiān)測及自檢系統(tǒng)有效保障了觀測點在長期無人值守狀態(tài)下穩(wěn)定運行，為海洋生態(tài)系統(tǒng)治理、開發(fā)額保護(hù)研究工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。
 
三、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由監(jiān)控中心、傳輸單元、智能站點、浮標(biāo)站等組成，具備系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控、視頻監(jiān)控、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、浮標(biāo)狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程操作等功能。
海洋浮標(biāo)在線監(jiān)測系統(tǒng)克服了常規(guī)水質(zhì)分析儀器的缺點，使用無線數(shù)傳設(shè)備能夠?qū)崟r、連續(xù)、穩(wěn)定、可靠得提供準(zhǔn)備、快速的監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)測因子涵蓋水質(zhì)監(jiān)測的常規(guī)主要參數(shù)、葉綠素、濁度、CDOM、COD、BOD、藍(lán)綠藻、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、TOC、總磷、總氮、磷酸鹽、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、硅酸鹽、重金屬（Fe、Mn、Pb、Cd、Cr6+）分體式氣象儀、一體式氣象儀，依據(jù)實際投放靶區(qū)水域特點及實際監(jiān)測任務(wù)需求定制等。
 
前端監(jiān)測設(shè)備：智能識別的水利自動監(jiān)測（水質(zhì)參數(shù)、營養(yǎng)鹽參數(shù)、水文參數(shù)、氣象及其他數(shù)據(jù)采集） 、水質(zhì)/污染源監(jiān)測終端。
 
通信網(wǎng)絡(luò)：2G/3G/4G通迅方式為主，短信備份為輔(北斗衛(wèi)星可定制)。
 
監(jiān)測中心：由服務(wù)器、公網(wǎng)專線(或移動專線)、水質(zhì)水文監(jiān)測系統(tǒng)軟件組成。
 
測量設(shè)備：波浪傳感器、水質(zhì)傳感器、水位計、攝像頭或其它儀表變送器。
 
 
 
四、系統(tǒng)功能：
該系統(tǒng)適用于各現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測，其中監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括實現(xiàn)水位監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、污染狀態(tài)監(jiān)測、漂浮物監(jiān)測、水岸垃圾檢測、AI影像識別水位、流速等功能以及視頻畫面。通過物聯(lián)網(wǎng)以及AI云計算，實現(xiàn)了實時遠(yuǎn)程現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，且具備自動功能，可以隨時掌控發(fā)生的變化，進(jìn)而告知有關(guān)部分進(jìn)行整頓，具備聯(lián)動信息輸出，可以外接多功能預(yù)警設(shè)備，實現(xiàn)聯(lián)動。
 
 
 
█數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：通過與現(xiàn)場安裝的無線采集設(shè)備相連的水質(zhì)水位傳感器，實時采集現(xiàn)場各類水質(zhì)水位，并即時經(jīng)由智能網(wǎng)關(guān)上傳到監(jiān)測中心，保證數(shù)據(jù)的時效性。
 
█遠(yuǎn)程集中管理：能夠根據(jù)無線設(shè)備和傳感器安裝的位置對整個系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備分區(qū)域顯示，對不同地點、不同場景的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行區(qū)別管理，同時也能對多區(qū)域進(jìn)行集中監(jiān)測。
 
█原始數(shù)據(jù)處理：對上傳到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，能夠在平臺上實現(xiàn)時間性的數(shù)據(jù)圖形或是到處數(shù)據(jù)報表，以達(dá)到對現(xiàn)場海洋生態(tài)進(jìn)行分析的作用。
 
█數(shù)據(jù)斷點續(xù)存：在該解決方案當(dāng)中，當(dāng)遇到上傳服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)斷開時，使用的智能網(wǎng)關(guān)能夠自動存儲下方連接設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)。待傳輸網(wǎng)絡(luò)連接成功后，會將緩存的數(shù)據(jù)第一時間上傳到服務(wù)器，防止數(shù)據(jù)因網(wǎng)絡(luò)問題出現(xiàn)丟失。
 
█智能短信報警功能：當(dāng)監(jiān)測到的水質(zhì)濃度高于其他現(xiàn)場的限制濃度時，能夠?qū)崿F(xiàn)平臺端、設(shè)備現(xiàn)場以及用戶手機(jī)短信等多個場景的報警提醒功能，便于客戶對現(xiàn)場環(huán)境的了解。
 
█主動故障提醒：一旦現(xiàn)場使用的監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)異常，會主動上報異常狀態(tài)，便于客戶及時發(fā)現(xiàn)問題，并有針對性的找到故障設(shè)備。
 
█設(shè)備遠(yuǎn)程控制:客戶可以在監(jiān)控中心對監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動、設(shè)定工作時間等遠(yuǎn)程操作，并可對設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行查詢。
 
  
 
五、系統(tǒng)特點
◆ 能夠?qū)崿F(xiàn)海洋要素原位、實時、長期在線監(jiān)測
◆ 可同時監(jiān)測包含水質(zhì)、海流、波浪和氣象等多個參數(shù)
◆ 浮標(biāo)體采用高強(qiáng)度彈性聚脲材質(zhì)，抗腐蝕性能好
◆ 所有外接端口和測試口均為軍工規(guī)格，密封性能極佳，野外操控性極好
◆ 系統(tǒng)整體壽命長（可達(dá)10-12年），可抗15級臺風(fēng)
◆ 配備健全的安全防護(hù)系統(tǒng)，保證浮標(biāo)在長期無人值守工作條件下安全
◆ 系統(tǒng)支持定制，可進(jìn)行表層監(jiān)測或剖面多層監(jiān)測（需配掛載鏈或運動式剖面監(jiān)測系統(tǒng)）
 
 
六、應(yīng)用領(lǐng)域
海洋浮標(biāo)在線監(jiān)測系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于：入?？谒谋O(jiān)測；自然保護(hù)區(qū)、功能區(qū)、工業(yè)區(qū)水質(zhì)監(jiān)測； 濱海核電站溫度水質(zhì)監(jiān)測；港口碼頭區(qū)域水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測；海洋突發(fā)災(zāi)害（赤潮、漏油事件）監(jiān)測；海洋防災(zāi)減災(zāi)預(yù)報監(jiān)測等多方面。