（交通運(yùn)輸部環(huán)境保護(hù)中心，北京100013）

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張 靜，皇甫瑋喆

（交通運(yùn)輸部環(huán)境保護(hù)中心，北京100013）

基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，通過(guò)采用即插即用的智能化高性能傳感器、多種無(wú)線通信協(xié)議接入方式、海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)，建立河流湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的智能化監(jiān)測(cè)和預(yù)警，有效提升了水質(zhì)監(jiān)測(cè)的質(zhì)量和效率。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)；物聯(lián)網(wǎng)；預(yù)警系統(tǒng)

1 引言

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是對(duì)水中的懸浮物、化學(xué)物質(zhì)、水生態(tài)系統(tǒng)和底泥定時(shí)或者不定時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的檢驗(yàn)和測(cè)量。當(dāng)前，全球都面臨著水資源的短缺問(wèn)題和水資源嚴(yán)重污染的嚴(yán)峻問(wèn)題，我國(guó)也不例外。我國(guó)的長(zhǎng)江、洪澤湖等重點(diǎn)河流湖泊都存在不同程度的污染，且有著愈演愈烈的趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅周邊居民的生活和身體健康[1～3]。為遏制這種狀況的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)從20世紀(jì)90年代就開(kāi)展了大規(guī)模的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。但從總體上看，存在監(jiān)控設(shè)施不足、覆蓋率低、環(huán)境綜合信息管理能力薄弱、聯(lián)測(cè)聯(lián)報(bào)的技術(shù)協(xié)調(diào)以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)即時(shí)處理能力不足等問(wèn)題，難以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的各種災(zāi)難性水環(huán)境突發(fā)污染事故[4～6]。

當(dāng)前，很多科研機(jī)構(gòu)都在積極設(shè)計(jì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，徐亞峰、馬悅、楊渭等人設(shè)計(jì)了基于Zigbee和GPRS技術(shù)的水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合無(wú)線傳感網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，改善了人工檢測(cè)和有線采樣的不足，但是對(duì)于大面積水域，無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)存在設(shè)備布點(diǎn)增加、設(shè)備成本提高以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葐?wèn)題[7～9]。本文在吸收國(guó)內(nèi)部分學(xué)者設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的河湖流域水環(huán)境數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理技術(shù)，全面提升流域水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警能力和綜合管理技術(shù)水平。

2 整體設(shè)計(jì)

重要河湖流域水質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)按照邏輯層次劃分為接入層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)服務(wù)層，平臺(tái)整體采用SOA的設(shè)計(jì)思想，有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性，實(shí)現(xiàn)各邏輯層次或邏輯模塊的重用和共享。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 河湖流域水質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 接入層

接入層為用戶和管理人員提供統(tǒng)一的信息訪問(wèn)平臺(tái)，以綜合知識(shí)門戶、互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、電話、傳真、數(shù)據(jù)交換等方式利用系統(tǒng)提供的功能，如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的上傳、預(yù)警應(yīng)急信息的發(fā)布、安全管理、文檔信息發(fā)布等。其中門戶作為平臺(tái)的主要接入方式，提供一個(gè)應(yīng)用服務(wù)集成框架，將各種核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)、水環(huán)境數(shù)據(jù)資源和互聯(lián)網(wǎng)資源集成在一個(gè)統(tǒng)一的展示平臺(tái)之上，可以按照業(yè)務(wù)的要求自由組合和調(diào)整所需服務(wù)。

2.2 應(yīng)用層

應(yīng)用層利用業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)提供各種通用的服務(wù)，如GIS、虛擬現(xiàn)實(shí)、工作流、數(shù)值模擬等，構(gòu)建具有伸縮性、易擴(kuò)展性、可維護(hù)性、面向全流域綜合管理的水質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、水環(huán)境污染源管理系統(tǒng)、水環(huán)境質(zhì)量管理系統(tǒng)、水環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)、綜合信息服務(wù)系統(tǒng)、流域水生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及水質(zhì)響應(yīng)模型軟件系統(tǒng)等。

2.3業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)

應(yīng)用支撐平臺(tái)應(yīng)用層提供所需的各種通用服務(wù)，如GIS服務(wù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、工作流、數(shù)值模型、信息交換服務(wù)，事務(wù)處理服務(wù)和流程控制服務(wù)等。它能有效簡(jiǎn)化各核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并以服務(wù)的方式支撐流域污染源監(jiān)控、水環(huán)境趨勢(shì)分析、水環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)布和共享、預(yù)警監(jiān)控和控制決策等功能。

2.4服務(wù)層

服務(wù)層基于目前先進(jìn)的面向服務(wù)體系（SOA），采用符合SOA標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)總線技術(shù)，通過(guò)契約的形式將服務(wù)消費(fèi)者和服務(wù)提供者連接起來(lái)。將水環(huán)境管理核心業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化成可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方式訪問(wèn)的獨(dú)立服務(wù)，業(yè)務(wù)可以彼此獨(dú)立調(diào)整，更迅速、更可靠、更具伸縮性地架構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)，能夠更加從容地面對(duì)業(yè)務(wù)變化，并為現(xiàn)有的資源帶來(lái)更好的重用性。

2.5數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層作為平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心，提供系統(tǒng)管理、空間信息管理、共享交換、歷史數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)適配、數(shù)據(jù)認(rèn)證、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)共享等服務(wù)，完成對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、水環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫(kù)和風(fēng)險(xiǎn)源、水文、氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、法律法規(guī)、植被生態(tài)、應(yīng)急響應(yīng)、專家、模型、決策支持等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和維護(hù)。

2.6基礎(chǔ)服務(wù)層

基礎(chǔ)服務(wù)層包括基礎(chǔ)支撐環(huán)境和流域水質(zhì)響應(yīng)模型，其中基礎(chǔ)支撐環(huán)境保證平臺(tái)建設(shè)過(guò)程及平臺(tái)最終運(yùn)行所需的各種軟硬件及相應(yīng)的運(yùn)行環(huán)境，包括智能感知終端、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。流域水質(zhì)響應(yīng)模型的管理和運(yùn)行為平臺(tái)中水環(huán)境評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、水環(huán)境預(yù)警提供輔助決策數(shù)據(jù)，并與GIS服務(wù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的各種動(dòng)態(tài)模擬。

3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

3.1 傳感器智能化與即插即用

對(duì)重要河湖流域目前的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、污染源在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)人工監(jiān)測(cè)以及實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)分析中使用的傳感器特征進(jìn)行歸類調(diào)查分析，尤其針對(duì)COD、氨氮等多種物理量采集傳感器的分析，據(jù)此采用智能化的水環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，具備通用接口和即插即用功能，實(shí)現(xiàn)傳感器采集數(shù)據(jù)的自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償。水環(huán)境感知體系示意圖如圖2所示。

圖2 水環(huán)境感知體系示意圖

3.2 傳感器適配器技術(shù)

鑒于水環(huán)境監(jiān)測(cè)涉及的采集參數(shù)眾多、傳感器類型以及接口多樣化，對(duì)于典型的、廣泛使用的、不具備通用智能化接口的傳感器，采用統(tǒng)一的傳感器適配器技術(shù)。通過(guò)為傳感器安裝傳感器適配器，使其具備智能化與即插即用功能，并能與水環(huán)境感知終端設(shè)備無(wú)縫連接，達(dá)到快速部署、維修方便、故障易排查的目的。

3.3 水環(huán)境感知終端設(shè)備技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)

采用感知終端設(shè)備面向傳感器的通用接口，布置適合重要河湖流域水環(huán)境空間跨度大、野外條件復(fù)雜同時(shí)適合水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的感知終端設(shè)備，形成技術(shù)先進(jìn)、信息完整、高可靠的水環(huán)境感知終端，形成水環(huán)境數(shù)據(jù)采集相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 流域水環(huán)境感知終端設(shè)備管理技術(shù)

結(jié)合對(duì)重要河湖流域水環(huán)境感知終端設(shè)備的管理需求，尤其是高可用、高安全需求，通過(guò)重要河湖的水質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中的中心數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，對(duì)重要河湖流域水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)感知終端設(shè)備進(jìn)行配置管理、安全管理、軟件升級(jí)以及故障管理。其中，配置管理提供對(duì)感知終端進(jìn)行遠(yuǎn)程配置的能力；安全管理實(shí)現(xiàn)終端接入密鑰和通信密鑰的存儲(chǔ)和分發(fā)；軟件升級(jí)支持對(duì)感知終端設(shè)備進(jìn)行嵌入式軟件的在線升級(jí)能力；通過(guò)中心數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)發(fā)起狀態(tài)監(jiān)測(cè)，及感知終端設(shè)備主動(dòng)自檢并上報(bào)狀態(tài)兩種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)感知設(shè)備故障的有效管理。

4 數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)

4.1 面向水環(huán)境監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線機(jī)器通信協(xié)議

物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線機(jī)器通信協(xié)議支持 GPRS、TD-SCDMA等多種接入方式，通過(guò)在水環(huán)境感知終端設(shè)備內(nèi)部嵌入通信模塊，為水環(huán)境監(jiān)測(cè)提供綜合的信息化解決方案，以滿足客戶對(duì)監(jiān)控、指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)采集和測(cè)量等方面的信息化需求，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境感知設(shè)備與后臺(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間安全可靠的通信與管理功能。在數(shù)據(jù)交互過(guò)程中，協(xié)議支持同步和異步模式、通信過(guò)程中的異常處理與重發(fā)機(jī)制、長(zhǎng)連接和短連接方式。

4.2 多元融合數(shù)據(jù)采集技術(shù)

針對(duì)水環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)源的多樣性，采用多元融合水環(huán)境數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)等遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、多媒體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)等的自動(dòng)采集、匯總，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性、有效性審核，然后通過(guò)多元融合數(shù)據(jù)傳輸與交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從源到數(shù)據(jù)中心的高效遷移，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成及歷史數(shù)據(jù)的處理。

4.3 數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)加密技術(shù)

針對(duì)重要河湖流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)采集的位置分散、不易管理等特點(diǎn)，避免數(shù)據(jù)泄漏和數(shù)據(jù)偽造的發(fā)生，分析流域內(nèi)自然環(huán)境數(shù)據(jù)、區(qū)位數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)安全管理技術(shù)，采用多元數(shù)據(jù)的不對(duì)稱加密方法，建立重要河湖流域水環(huán)境數(shù)據(jù)安全技術(shù)體系，保證水環(huán)境的多元數(shù)據(jù)在采集與存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性、可靠性、完整性與不可篡改性，為水環(huán)境管理系統(tǒng)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

4.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸安全技術(shù)

針對(duì)重要河湖流域水環(huán)境傳輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜多樣性，采用無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)、TD-SCDMA、GPRS等公共通信網(wǎng)絡(luò)VPN組網(wǎng)技術(shù)、基于SIM卡的安全接入機(jī)制以及應(yīng)用鑒權(quán)和基于對(duì)稱與非對(duì)稱加密的數(shù)據(jù)通信能力、水環(huán)境多元數(shù)據(jù)安全傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與系統(tǒng)的入侵檢測(cè)與防御技術(shù)研究、水環(huán)境應(yīng)用處理系統(tǒng)應(yīng)用防火墻技術(shù)研究，確保多元數(shù)據(jù)在傳輸途徑上不被截獲與篡改，保證水環(huán)境平臺(tái)服務(wù)的高可用性。

4.5 基于CA的身份認(rèn)證技術(shù)

采用基于CA的身份認(rèn)證的重要河湖流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全管理技術(shù)，通過(guò)在省級(jí)環(huán)保部門部署CA根證書(shū)服務(wù)器，在市、縣涉水環(huán)保部門部署從屬證書(shū)服務(wù)器，構(gòu)成證書(shū)安全鏈，實(shí)現(xiàn)重要河湖流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)審計(jì)、資源使用權(quán)限配置等功能，保證多數(shù)據(jù)源、多層級(jí)、多部門間的水環(huán)境多元數(shù)據(jù)信息交換時(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊模塊射頻電路原理圖見(jiàn)圖3。

圖3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊模塊射頻電路原理圖

5 數(shù)據(jù)中心和預(yù)警系統(tǒng)

5.1 流域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)

對(duì)重要河湖流域主要國(guó)控、省控污染點(diǎn)源、非點(diǎn)源的綜合毒害性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并按綜合毒性與風(fēng)險(xiǎn)大小排序，識(shí)別出流域水環(huán)境優(yōu)控污染源和污染物，建立流域風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)。建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)周圍水質(zhì)的影響。開(kāi)展流域水環(huán)境潛在影響及危害模擬，模擬不同條件下污染源對(duì)流域統(tǒng)一地區(qū)、不同水功能區(qū)的水質(zhì)影響范圍。建立預(yù)警模型，結(jié)合重要河湖流域突發(fā)性水環(huán)境事故的理化性質(zhì)、事故現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境信息、地理信息、社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，根據(jù)預(yù)警模型計(jì)算結(jié)果，初步確定預(yù)警等級(jí)，并模擬不同條件下污染源對(duì)流域統(tǒng)一地區(qū)不同區(qū)段的影響范圍。

5.2 流域水環(huán)境綜合信息服務(wù)系統(tǒng)

提供如用戶身份認(rèn)證、訪問(wèn)控制等方面的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)中各系統(tǒng)的分布式管理和分布式應(yīng)用。提供對(duì)重要河湖流域的水質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)信息的檢索功能，包括對(duì)平臺(tái)中各系統(tǒng)的相關(guān)信息進(jìn)行檢索。提供對(duì)重要河湖流域水環(huán)境信息的公告及對(duì)重要河湖流域的水質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)信息的展示。提供系統(tǒng)管理（后臺(tái)管理）功能，主要用于系統(tǒng)用戶管理、系統(tǒng)維護(hù)及數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)等。

5.3 流域水環(huán)境模型軟件系統(tǒng)

基于重要河湖流域的區(qū)域性規(guī)律和污染物分布特征，建立流域水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型；考慮重要流域的自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)控?cái)嗝嫖恢玫纫蛩?，按水環(huán)境污染發(fā)生類型，結(jié)合水環(huán)境質(zhì)量響應(yīng)模型，分別建立重要河湖流域突發(fā)型水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)模型和累積型水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)模型，分段模擬流域水質(zhì)，確定模型參數(shù)。

5.4 流域水污染物總量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

流域水污染物總量監(jiān)控系統(tǒng)利用先進(jìn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系對(duì)流域水環(huán)境變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，完成對(duì)重要河湖流域污染源信息的監(jiān)控管理、入河口污染物的總量核算、水污染物總量核算以及對(duì)面源污染進(jìn)行模型模擬，以實(shí)現(xiàn)對(duì)重要河湖流域水污染物總量進(jìn)行動(dòng)態(tài)有效的監(jiān)控管理。

5.5 流域水生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

流域水生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于車載監(jiān)測(cè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)架于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之上，把對(duì)重要河湖流域相關(guān)水生態(tài)信息進(jìn)行研究和分析的成果數(shù)據(jù)及其模型進(jìn)行發(fā)布，以供相關(guān)用戶及其部門進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控與查詢。流域水生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成對(duì)水質(zhì)例行監(jiān)測(cè)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、水生態(tài)監(jiān)測(cè)與健康評(píng)價(jià)及車載水生態(tài)監(jiān)測(cè)的管理，形成統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的水生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)的信息化管理。

6 應(yīng)用試驗(yàn)

6.1 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

為便于結(jié)果對(duì)比，試驗(yàn)選擇在我國(guó)北方某流域地區(qū)。通過(guò)對(duì)阜新市監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行研究，根據(jù)SL395-2007《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》，確定監(jiān)測(cè)方案中的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，河流地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照GB3838-2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)。

6.2 結(jié)果對(duì)比

試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段相比，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的效果非常明顯。一是由于采用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，獲得數(shù)據(jù)的時(shí)間比傳統(tǒng)方法減少了近80%，幾乎在第一時(shí)間就能得到水質(zhì)的狀況；二是由于采用后臺(tái)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)比分析和預(yù)警時(shí)間比傳統(tǒng)方法減少約50%；三是由于系統(tǒng)可在較短時(shí)間內(nèi)集中全流域的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，聯(lián)測(cè)聯(lián)報(bào)能力得到有效提升；四是根據(jù)估算，考慮系統(tǒng)的維護(hù)管理等各種因素，成本上也將降低30%～50%。

7 結(jié)束語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的河流湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌饔蛩h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與預(yù)警，解決水環(huán)境預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境質(zhì)量的改善、水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)以及海洋水環(huán)境的改善，提高流域的水環(huán)境管理能力，起到保護(hù)環(huán)境、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)的作用，為流域人民的生活和健康提供水環(huán)境保障。

[1]呂清，顧俊強(qiáng)，徐詩(shī)琴，等.水紋預(yù)警溯源技術(shù)在地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2015(1).

[2]莫莉，陳麗華.地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系現(xiàn)狀綜述[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(4).

[3]周寒，閆春楠，彭博，等.紅外測(cè)油儀在地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析及探討[J].黑龍江水利科技，2014(7).

[4]陸璐.地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系現(xiàn)狀綜述和總結(jié)[J].河南水利與南水北調(diào)，2015(19).

[5]王博.芻議如何提高地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(16).

[6]黃衛(wèi).江蘇省水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系和水環(huán)境狀況分析[J].江蘇環(huán)境科技，2013（4）.

[7]徐亞峰，劉煥強(qiáng)，顧曉峰，等．基于Zigbee和GPRS的遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（3）：328-331.

[8]馬銳，陳光建，賈金玲，等.基于Zigbee和GPRS的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].自動(dòng)化與儀表，2014，29（10）：33-36.

[9]楊渭，孔祥洪，錢衛(wèi)國(guó)，等.基于溶氧和酸堿度的水質(zhì)檢測(cè)機(jī)器魚(yú)設(shè)計(jì)[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2014，41（1）：10-14.

中科芯集成電路股份有限公司誠(chéng)聘英才

中科芯集成電路股份有限公司位于風(fēng)景秀麗的無(wú)錫太湖之濱、錫惠山麓、大運(yùn)河畔。在無(wú)錫形成一總部二基地，現(xiàn)有南京、北京、深圳、長(zhǎng)沙四個(gè)研發(fā)中心，正在籌備上海、成都、西安三個(gè)研發(fā)中心?，F(xiàn)有職工2000人，其中中國(guó)工程院院士1名，國(guó)務(wù)院政府津貼專家30名，高級(jí)工程師以上人員200余名。

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擁有集成電路設(shè)計(jì)、掩模制版、晶圓制造、測(cè)試、封裝、可靠性和應(yīng)用等國(guó)內(nèi)最齊全的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，是保障我國(guó)武器裝備系統(tǒng)集成電路自主可控、推進(jìn)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的骨干力量。

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傳 真：0510-85802157 郵 編：214072

Design and Application of System of Surface Water Quality Monitoring and Warning based on Internet of Things

ZHANG Jing,HUANGFU Weizhe
（Center for Environmental Protection of Ministry of Communication,Beijing 100013,China）

Based on the standard data sensing,communication and processing of architecture of Internet of things,the technologies of plug and play smart sensor,multiple communication modes and big data processing were adopted.The system of surface water monitoring and warning was established.The test showed that the system couldrealize surface water monitoringandwarning,andalsopromote qualityandefficiency.

water quality monitoring;internet of things;warning system

TP274.5

A

1681-1070（2016）12-0044-04

張 靜（1982—），女，河北柏鄉(xiāng)縣人，碩士研究生，工程師，主要從事交通環(huán)保方面的研究工作。

2016-8-15