地表水监测

1. 概述浮标自动监测系统是利用水质自动监测手段，实时快速监测水质变化情况，及时发现突发环境污染事件，为环境质量评价和环境污染控制提供决策支持的系统。浮标自动监测系统由浮标、水质分析仪、数据采集终端、通讯设备、供电系统、防雷辅助单元以及远程控制中心单元组成。浮标自动监测系统采用水质在线分析仪器实时监测水质的变化超标情况，并将监测数据实时上传至监控中心。2. 系统结构浮标自动监测系统主要包括浮标、水质分析仪、数据采集终端、通信设备、供电系统、防雷辅助单元以中心站管理系统七部分。该系统以水质在线自动监控设备为核心，数据采集终端为辅，实现数据采集传输及远程监控。

浮标自动监测系统结构见下图：

系统组成如下：Ø 浮标浮标采用玻璃钢结构，表面（内部）钝化防腐处理，具体内部形态根据实地的监测需要定制，各项加工指标均执行国家海洋浮标建设标准。扁平化设计便于设备布放及后期维护、顶部配备导风叶以应对各种恶劣气候、自身撞击。Ø 水质分析仪电导率、水温、浊度、溶解氧、pH值、COD、氨氮等……Ø 数据采集终端数据采集器按照预设频率采集传感器的数据，通过无线通讯，实时传输数据，也可以通过预制软件下载数据。Ø 无线传输模块GPRS、GSM、北斗卫星等方式Ø 电源充电控制器、太阳能电池板、蓄电池组Ø 防雷及辅助信号防雷、电源防雷、GPS模块、温湿度传感器。Ø 中心站服务器，远程监控软件水质自动在线监测系统具有良好的开放性和拓展性。具有RS485、RS232或4-20mA标准通讯接口的水质分析仪及开关量的仪表可直接连接到数据采集终端，通过该终端实现与数据处理上位设备的连接。自动采集的水质数据经现场水质分析终端进行数据分析、处理后通过GPRS网络传送到远端控制中心并存储在SQL数据库里。远程控制中心将含有服务器、交换机等设备。水质自动监测系统信息流程见下图所示：

3. 组网方案

浮标自动在线监测系统通过数据采集终端采集水质多参数数据：PH、溶解氧、电导率、浊度、温度、氨氮、COD等参数， 24小时实时在线，实现数据采集点实时传送。本系统采用GPRS/GSM主备通讯方式，即以GPRS通讯方式为系统的主通讯方式，以GSM通讯方式为系统备用通讯方式（特殊区域采用北斗传输）。

4. 监测系统工作体制

在线监测系统可提供多种通信工作体制，用以满足不同的需求。可根据需要配置，使其处于以下几种通信方式。

（1）自报体制

自报体制是一种由遥测终端发动的数据传输体制。采用该种通信体制的报汛站通常处于微功耗的掉电状态，由事件（如数据采集终端输出一信号）触发或定时触发上电采集传感器数据，在满足发送条件时，主动向中心站发送数据，然后即可返回掉电状态。

增量自报（加密自报）：每当被测的数值发生一个规定的增减量变化时（如每10分钟采集一次传感器的数据，并与前一次的数据进行比较，若变化非常小，则不发送数据，否则就按自报的数据格式发送一次数据，同时把的数据存贮起来，以便和下一次采集的数据比较。发送实时值。）增加采集和发送的频率。

定时自报：每隔一定时间间隔，不管参数有无变化，即采集和报送一次数据，中心的数据接收设备始终处于值守状态。

自报：为防止数据波动太大造成采集终端发射过于频繁，采集终端具有发送功能，即：在一次数据发送之后的一定时间间隔内，即使数据变幅超过预先设定值也不发送，只有超过一定时间间隔以后的数据变化，采集遥测终端才发送。

采用该种通信体制工作的报汛站，发送的测报数据实时性好，信道占用时间短，功耗很低，非常适合通常的测报类系统应用。

（2）自报-确认体制

自报-确认体制是一种由遥测终端发动的数据传输体制。采用该种通信体制的监测站通常处于微功耗的掉电状态，由事件（如雨量计输出一脉冲）触发或定时触发上电采集传感器数据，在满足发送条件时，主动向中心站发送数据，发送完成后等待接收方返回确认信息。如果得不到确认，遥测终端启动错误控制过程（如简单重发或换用备用路由重发），保证中心站正确收到该数据。数据通信过程完成后自动返回掉电状态。

采用该种数据通信体制的监测站发送的数据既具有及时性，又能保证数据的无错接收，同时耗电很少，适合重点监测站的应用。

（3）召测体制

召测体制是一种由数据采集中心发出数据采集命令，遥测终端收到该命令后再返回数据的数据通信体制。工作于该体制的测站要随时中心站的命令，收到中心站命令后根据命令要求完成的操作（发送数据，按时间段成块发送或发送当前值）。该种体制可由数据采集中心控制遥测终端的操作。

5. 监测系统信息流程

水质监测站信息发送流程如下图所示

信息流程图