一种集成传感安全水质监测设备及方法与流程

本发明涉及水质监测传感巡航智能控制，更具体地说，本发明涉及一种集成传感安全水质监测设备及方法。

背景技术：

1、目前，饮用水、污水处理、农业灌溉等应用领域对水质要求越来越高，要求对水质进行实时、自动化监测和预警；传统的水质监测方法需要人工采样和实验室化验，存在着时间耗费长、样本容易污染以及后期处理困难等问题；物联网技术在近年来得到了快速的发展，其实时性、无线化、自动化等优势，为水质检测和监测提供了切实可行的解决方案。物联网技术通过设备之间互联，实现设备自主感知、网络互连和数据交互等功能；水质监测对设备精度和可靠性要求很高。传感器技术作为物联网技术的核心组成部分之一，可以实时采集水质信息，将水质数据自动上传到云端，方便分析处理，保证水质监测的精度和可靠性；物联网技术通过自动化、大数据、人工智能等技术手段对采集到的水质数据进行深度分析和处理，提取出水质处于的状态、水质变化趋势等重要信息，为环保和水质管理提供有力的技术支撑存在问题包括：检测周期长：传统的水质检测设备需要在实验室进行测试，需要先收集水样，然后进行处理和分析，整个过程比较耗时，无法快速得到检测结果；检测结果不准确：传统的水质检测设备过于依赖操作人员的技能和经验，操作不当或是实验室设备不完好都可能导致检测结果不准确；检测成本高：传统的水质检测设备需要配备实验室设备和专业人员，所以检测成本比较高，对于一些地区和企业来说，可能承担不起这种费用；操作复杂：传统的水质检测设备操作相对比较复杂，需要专业人员进行操作和维护，普通人员难以掌握；实时性不足：传统的水质检测设备需要离线检测，无法实时监测水质变化，不能及时发现水质问题及水域航行和堤坝安全风险等问题尚待解决；因此，有必要提出一种集成传感安全水质监测设备及方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明；本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种集成传感安全水质监测设备，包括：

3、集成传感巡航浮动监测分系统，创建集成传感水质监测模块，采集巡航水域水质数据信息并进行安全加密，获取水质数据信息加密文件；

4、无线终端及物联网传输分系统，通过远程无线通信，将水质数据信息加密文件转换传输到物联网系统进行远程传输；

5、水质分析安全评估分系统，创建水质分析安全评估模型，将水质监测云处理数据输入水质分析安全评估模型，输出巡航水域水质分析安全评估结果；

6、水质监测控制远程示警分系统，远程控制在多个水域之间智能巡航监测及深度立体浮动监测；根据巡航水域水质分析安全评估结果，进行水域水质异常示警及水域安全异常示警。

7、优选的，集成传感巡航浮动监测分系统包括：

8、集成传感巡航浮动子系统，通过水质监测传感系统与水域巡航深度浮动系统进行系统集成，创建集成传感水质监测模块；

9、巡航水域监测采集子系统，通过集成传感水质监测模块，采集巡航水域水质数据信息；

10、水质数据安全加密子系统，对巡航水域水质数据信息进行安全加密，获取水质数据信息加密文件；

11、巡航水域水质数据信息包括：巡航水域水温数据、巡航水域ph值数据、巡航水域溶解氧数据、巡航水域浊度数据、巡航水域悬浮物信息及巡航水域水流信息。

12、优选的，无线终端及物联网传输分系统包括：

13、物联网端信号收发子系统，通过水域中继浮动远程无线通信模块与集成传感水质监测模块进行远程无线通信，接收水质数据信息加密文件；

14、信号转换网络数据子系统，将水质数据信息加密文件转换传输到物联网系统；

15、物联网数据传输子系统，通过物联网系统，将水质监测数据传输到水质监测数据解密模块。

16、优选的，水质分析安全评估分系统包括：

17、水域安全监测信息解密子系统，通过水质监测数据解密模块，将水质数据信息加密文件解密还原出巡航水域水质数据信息；

18、水质监测云处理子系统，通过水质分析云平台对巡航水域水质数据信息进行数据信息云计算处理，处理去除监测干扰数据，获取水质监测云处理数据；

19、水质分析安全评估模型子系统，通过巡航水域季节水质状态大数据分析，创建水质分析安全评估模型，将水质监测云处理数据输入水质分析安全评估模型，输出巡航水域水质分析安全评估结果。

20、优选的，水质监测控制远程示警分系统包括：

21、水体深度立体监测控制子系统，远程控制集成传感水质监测模块在多个水域之间智能巡航监测，并在水面直到水底之间进行深度立体浮动监测；

22、水域巡航安全示警子系统，根据巡航水域水质分析安全评估结果，当出现水域水质异常或水域水流安全状态异常或水域堤坝安全状态异常时，控制远程水域水质安全示警单元，进行水域水质异常示警及水域安全异常示警。

23、本发明提供了一种集成传感安全水质监测方法，包括：

24、s100，创建集成传感水质监测模块，采集巡航水域水质数据信息并进行安全加密，获取水质数据信息加密文件；

25、s200，通过远程无线通信，将水质数据信息加密文件转换传输到物联网系统进行远程传输；

26、s300，创建水质分析安全评估模型，将水质监测云处理数据输入水质分析安全评估模型，输出巡航水域水质分析安全评估结果；

27、s400，远程控制在多个水域之间智能巡航监测及深度立体浮动监测；根据巡航水域水质分析安全评估结果，进行水域水质异常示警及水域安全异常示警

28、优选的，s100包括：

29、s101，通过水质监测传感系统与水域巡航深度浮动系统进行系统集成，创建集成传感水质监测模块；

30、s102，通过集成传感水质监测模块，采集巡航水域水质数据信息；

31、s103，对巡航水域水质数据信息进行安全加密，获取水质数据信息加密文件；

32、巡航水域水质数据信息包括：巡航水域水温数据、巡航水域ph值数据、巡航水域溶解氧数据、巡航水域浊度数据、巡航水域悬浮物信息及巡航水域水流信息。

33、优选的，s200包括：

34、s201，通过水域中继浮动远程无线通信模块与集成传感水质监测模块进行远程无线通信，接收水质数据信息加密文件；

35、s202，将水质数据信息加密文件转换传输到物联网系统；

36、s203，通过物联网系统，将水质监测数据传输到水质监测数据解密模块。

37、优选的，s300包括：

38、s301，通过水质监测数据解密模块，将水质数据信息加密文件解密还原出巡航水域水质数据信息；

39、s302，通过水质分析云平台对巡航水域水质数据信息进行数据信息云计算处理，处理去除监测干扰数据，获取水质监测云处理数据；

40、s303，通过巡航水域季节水质状态大数据分析，创建水质分析安全评估模型，将水质监测云处理数据输入水质分析安全评估模型，输出巡航水域水质分析安全评估结果。

41、优选的，s400包括：

42、s401，远程控制集成传感水质监测模块在多个水域之间智能巡航监测，并在水面直到水底之间进行深度立体浮动监测；

43、s402，根据巡航水域水质分析安全评估结果，当出现水域水质异常或水域水流安全状态异常或水域堤坝安全状态异常时，控制远程水域水质安全示警单元，进行水域水质异常示警及水域安全异常示警。

44、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

45、本发明提供了一种集成传感安全水质监测设备及方法，利用集成传感巡航浮动监测分系统，创建集成传感水质监测模块，采集巡航水域水质数据信息并进行安全加密，获取水质数据信息加密文件；无线终端及物联网传输分系统，通过远程无线通信，将水质数据信息加密文件转换传输到物联网系统进行远程传输；水质分析安全评估分系统，创建水质分析安全评估模型，将水质监测云处理数据输入水质分析安全评估模型，输出巡航水域水质分析安全评估结果；水质监测控制远程示警分系统，远程控制在多个水域之间智能巡航监测及深度立体浮动监测；根据巡航水域水质分析安全评估结果，进行水域水质异常示警及水域安全异常示警；水质检测设备核心部分采集巡航水域多点水质数据，巡航水域多点水质数据包括：多点水温、多点ph值、多点溶解氧及多点浊度；根据多点水温、多点ph值、多点溶解氧及多点浊度，计算水域水温均值、水域ph值均值、水域溶解氧均值及水域浊度均值；能够更完整的反映巡航水域整体水质状态，具有更可靠的、超过更高性能的传感器获取更完整的、准确的及实时的数据，大幅提高测量的准确性和稳定性；对采集水质数据进行处理，通过参数计算、结果分析和指标比较，进行采集水质数据与水质指标的判定，并在采集水质数据超出水质指标正常范围时，进行水质异常示警；对水质变化趋势进行趋势预测，输出水质变化趋势将超出水质指标正常范围的预测水质异常时间和预测水质异常水域，进行预测水质异常时间和预测水质异常水域预警；利用数据挖掘、深度学习、模式识别进行数据分析和处理，提高数据的精度、可靠性和可用性；利用低功耗、长距离、无线稳定的信息通信技术，可以实现遥感监测和远程控制水质数据采集和预处理，利用物联网技术，将数据传输到云端进行处理和管理，实现对于水质检测的远程监测和管理，提高监测和管控效率；集成物联网技术的水质检测设备使用支持低功耗设计的设备低功耗，延长电池寿命，同时还设计节能智能控制电路来管理设备的工作状态，即不影响检测精度，尽可能地降低耗电；为确保传输的水质信息的安全性，需要通过采用加密和解密技术、数字签名和认证等方法，对数据进行加密和解密操作，保证数据在传输过程中的机密性和完整性，提高数据的安全性和保密性；实时监测：集成物联网技术的水质检测设备可以进行实时在线监测，并可远程传输数据，对于水质分析和处理更加立体化和全面化；数据精准：传统的水质检测设备可能存在误差，而集成物联网技术的水质检测设备可使用高精度的传感器采集数据，并使用先进的数据处理算法进行数据分析和处理，提高测量的准确性和精度；操作简便：集成物联网技术的水质检测设备操作更加简便，用户可以直接通过移动设备或电脑进行监测、管理和控制，大大提高了工作效率；维护成本低：传统水质检测设备需要花费较高的成本来购买仪器设备和雇佣实验室专业人员，而集成物联网技术的水质检测设备维护成本相对较低，可大大降低运营成本；远程管控：利用物联网技术，集成物联网技术的水质检测设备可以实现远程监测，对于水质检测中出现问题可以及时进行处理和管控，提高了数据的及时性和实时性；精准预警：利用智能化的算法，集成物联网技术的水质检测设备可实现数据动态分析，预测不同水质阶段的趋势，并及时发出预警，促进行业监管的有效实施；数据可视化：集成物联网技术的水质检测设备可以采用数据可视化技术，将复杂的数据转换成图表、报表等易于理解的形式，帮助工作人员更好的理解和分析相关的水质数据，提高工作效率；集成物联网技术的水质测试设备具有实时监控、操作便捷、维护成本低、远程管控等诸多优点，能够更好地为人们提供高效、精准、全面的水质检测服务。

46、本发明所述的一种集成传感安全水质监测设备及方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。