一種水質多參數監測綜合信息管理系統的設計與實現

李 雙， 梅鵬蔚， 白家磊， 韓殿鵬， 彭 媛， 韓 鐵， 高志賢

(軍事科學院軍事醫學研究院環境醫學與作業醫學研究所 天津市環境與食品安全與風險監控技術重點實驗室，天津 300050)

目前,現代工業迅速發展，水質問題一直是全球普遍關注的重點問題。水質監測系統發展于上個世紀七十年代初期，美、法、英、德、日等發達國家先后建立了該類系統。以往對水質參數的采集多通過人工方式測量與記錄，然而該方式耗時費力，且采集獲得的數據普遍具有偶然性，也不利于對水體質量進行綜合分析。我國在水質自動監測、預警預報以及溯源體系建設方面還處于探索階段，當前研發的地表水水質監測系統仍存在價格昂貴、效率欠佳、功能尚待完善等諸多弊端。

針對現有的地表水水質監測系統所存在的價格昂貴、效率欠佳、功能尚待完善等問題，本研究設計了一種水質多參數監測綜合信息管理系統，其包括水質監測傳感器、無線網絡傳輸模塊、預警預報監視模塊、預警預報工作模塊、水質監測工作模塊、基礎信息管理模塊和系統維護管理模塊。水質監測傳感器設置于各個地表水監測站點，包括溫度傳感器、濁度傳感器、TDS傳感器、pH值傳感器、電導率傳感器、ORP傳感器、水位傳感器等，同時還包括與各類傳感器對應的調理電路，水質監測傳感器用于對各類水質監測參數數據進行實時采集，水質監測參數包括地表水的溫度、濁度、TDS值、pH值、電導率、ORP值、水位等。無線網絡傳輸模塊用于將各個地表水監測站點的水質監測傳感器所采集的各類水質監測參數數據傳輸至水質監測工作模塊。水質監測傳感器與無線網絡傳輸模塊相連，預警預報監視模塊與預警預報工作模塊相連，水質監測工作模塊分別與無線網絡傳輸模塊、預警預報監視模塊、預警預報工作模塊、基礎信息管理模塊和系統維護管理模塊進行連接。

本研究設計的水質多參數監測綜合信息管理系統使用B/S與C/S結構，采用系統工程和軟件工程技術，在PC端實現水質多參數監測綜合信息軟件框架、軟件功能、界面的設計，基于地表水監測站點實時監測數據的遠程傳輸，開發“智能標識+溯源日志+促發式質控”模型，建立地表水環境監測數據溯源體系，根據地表水環境資源綜合評價算法，建立主要監測指標的預警指標體系，實現水質環境安全預警預報功能。

圖1 水質多參數監測綜合信息管理系統基本組成