(宁波三友环保工程有限公司 浙江宁波 315207)
摘要：我国的物联网技术以及智能平台仍处于初始期，然而关于“智慧环保”物联网的相关案例和技术都取得突破性进展，如山西、无锡等地区引进的先进环境监测系统，湖南的“智慧湘潭”工程，南水北调水质监测预警工程等。目前存在的不足有以下几点。第一，具有自行监测能力的平台数量不足，不能及时获取全面准确的信息。第二，我国目前环境信息化工作才刚刚起步，部门信息化建设不完善，导致无法充分地共享信息，使得环境信息难以得到高效利用。这说明我国的环境保护工作目前还处于发展和摸索阶段，对于“智慧环保”物联网的应用，挑战和机遇共存。本文研究目的主要有两个，一个是提高信息资源共享水平和能力，另一个是提高环境监管和应急防范能力。
关键词：环保；水质监测；自动化系统
1.水质监测在线自动化环保系统的定义及作用
1.1水质监测自动化环保系统的定义
水质监测自动化系统是运用自动控制和测量技术、先进传感技术以及电脑相关技术，通过在线自动分析仪器中的相关分析软件进行分析研究，并利用通信网络将分析结果进行传输的智能化监测系统。相比人工监测，自动化监测能够实现24小时工作，在第一时间发现水质问题，并迅速发出预警信号，及时跟踪污染源头，保证水质管理决策的时效性。
1.2水质监测自动化环保系统的作用
1.2.1自动监测
水质监测自动化系统能够持续、自动监测水质，并将监测数据进行自动远程传输，为水质监管人员随时查询监测站点的相关数据提供极大便利，所以说该系统的现场使用效果十分良好。水质监管人员在监测中心控制室中能够对监测现场的数据进行实时监控，如果监测相关仪器出现故障，能够自动提醒用户并将故障产生原因通过网络传输并显示出来。
1.2.2自动预警
传统的水质监测是由人工完成，缺乏时效性，一旦发生水质污染现象，很难做到及时向相关部门反馈。而水质监测自动化系统改变了这种被动局面，对水质污染问题能够做到及时自动报警，并向下游可能受到污染影响的地区发出预警信息，对水利和环保相关部门提高水质管理效果有十分重要的现实意义。
1.2.3水质信息共享
水质监测自动化系统的应用促使水质监测相关部门将水环境监测系统进行网络互联互通，加快污染源和环境质量报告编制的改革，进一步推动我国水环境监测技术的标准化和统一化。该系统能够实现水质信息的自动分析和计算，为在线查询提供资源，实现各单位部门间的信息共享。它能够对全流域水质进行实时监测，为相关部门领导层综合评价水环境并作出科学决策提供信息支持。
2.水质监测自动化环保系统的构建
现阶段，我国在多个水域建立了监测站点，并逐步实现水质监测自动化。该自动化环保系统有下面几个部分构成：
2.1传感器
水质监测最主要的设备之一就是传感器，它通过物理或化学方法，把所要监测的水质参数转化为可测量的电流或电压信号，然后数据采集设备进行数据读取工作。水质监测传感器有多种类别，从其工作原理和组成结构来看，可以将其分成两种。一种是能够将溶解氧、水温、pH值、含氧量等方面的水质参数直接转成信号的传感器。还有一种是分析类仪器，它通过一定流程将采集到的水样加入特定化学试剂，再利用离子选择法或比色法把需要监测的VFA、COD等方面水质参数转化成电信号，这类仪器普遍都有自己检测和分析功能以及固定的工作模式，既可以模拟输出参数，也能实际输出。
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嵌入式电脑技术的发展及普及，具有信息存储和采集等多种功能的集成化探头新产品相继出现，推动了智能化传感器的发展。此类产品能够自动进行参数计算、仪器清洗等诸多作业，并通过自带数字式接口将相关数据传输出去，很大程度上方便了水质监测自动化工作。但水质监测涉及的参数种类很多，而可靠性较强的传感器产品种类相对缺乏，在常规监测之外，不少参量尚需工作人员亲自动手化验来获取。
2.2自动采样器
自动采样器是用来自动采集水质样品的仪器。水质监测人员能够对自动采样器进行编程相关参数设置，来明确水样采集的周期、方式等条件，同时通过调整数据采集器的参数来控制水质样品的采集工作。水质样品采集好之后，自动采样器会将其封存，等监测人员收取，然后在化验室对其进行化验和分析，以此获得比较可靠的相应监测数据。
2.3数据采集器
数据采集器是用来把数个传感器数据汇总到一块，之后利用通讯网络将其传输到数据中心。数据采集器能够将传感器输出的模拟量信号转化为数字信号，也能通过相关通信协议将传感器输出的数字量数据收集起来。 数据传感器不仅要采集水质监测需要的相关参数，还要对电源及相关设备的运行参数等数据进行采集，为仪器维护人员提供便利，方便他们及时发现和处理仪器故障。
数据采集器的数据记录功能，不但要把所采集的相关参数及时传输到数据中心，还要将这些数据存储到数据采集器内置存储器内，保证数据的稳定存在。另外，可利用数据采集器对自动采样器的水样采集工作进行控制，保证监测参数的数量充足。
2.4数据传输
水质监测参数的传输方式有很多种，一般的通信传输方式有以下几种：第一种，数据中心配有调制解调器，并与水质监测站的自动化设备有网络连接。数据中心设定好相关时间参数，通信系统每隔相应时间就会通过拨号与对应的水质监测站点进行通信连接，对水质监测站采集的数据进行读取。反过来，若监测站发现特殊情况，也能够自主拨号联系数据中心，将现场状况汇报给数据中心。
第二种是利用移动通信系统的短消息进行无线传输。水质监测站可以根据水质参数的发生的变化设置好时间，定时发送数据到数据中心。第三种利用超短波无线电台进行水质监测数据的传输，这种通信方式一般用在移动通信系统无法覆盖的区域水质监测站点。 第四种是对于上面三种通信方式无法采用的特殊区域的监测站点，就需要利用卫星系统进行水质监测数据的传输。 第五种是在根本没有传输条件或无传输必要的监测站，就通过人工方式到监测站下载相应监测数据。
2.5数据处理
数据中心在采集好水质监测数据后，还需要进一步处理。首先，数据中心将采集到的监测数据以表格或图形的动态形式显示出来，工作人员能够对水质监测系统所监测的区域水环境进行及时的了解和分析，如果监测到的水质数据发生超标现象，数据中心智能化系统就会自动报警。其次，水质监测数据进入数据中心数据库后，工作人员会对数据进行整理，把虚假或错误数据剔除，然后将人工方式监测到数据补充到数据库中，以保证数据库中监测数据的完整性。再次，数据中心会根据同一时间内不同区域和相关条件对水质参数的状态进行统计分析，将水环境变化的特点和规律进行总结。最后，数据中心会根据总结出的水环境变化规律建立数据模型，按照相关环境评价标准，对当前水质进行评估，同时预测其变化趋势，从而制定最合理的水资源调度计划。
结语
科学技术的迅猛发展，为水质监测自动化提供了技术支持，水质监测部门及相关排污企业一定要重视水质监测自动化系统的构建工作，加大资金投入，为保证水环境的安全贡献力量。
参考文献：
[1]吴勇,张红剑.基于大数据和云计算的智慧环保解决方案[J].信息技术与标准化,2016：38-41.
[2]刘锐,詹志明,谢涛,等.我国“智慧环保”的体系建设探讨[J].环境保护与循环经济,2015：9-14.
论文作者:徐赟懿
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
标签：水质论文; 数据论文; 水质监测论文; 数据中心论文; 参数论文; 传感器论文; 监测站论文; 《电力设备》2018年第30期论文;