一種在線水質監測系統技術方案

本發明專利技術涉及一種在線水質監測系統，包括飄浮在水面上的可移動水質監測節點和中繼監測節點，以及岸上基站和數據中心，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點用于監測水質參數，并將得到的水質參數上傳至簇頭節點；所述簇頭節點把收到的數據進行融合，并按照規定的格式上報至岸上基站；所述岸上基站根據數據中心的監測查詢命令上傳數據；所述數據中心用于重構監測數據；所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機采樣策略對水質進行采樣監測。本發明專利技術可以使得現有的水質監測方法的生命周期可以延長。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水質監測
，特別是涉及一種在線水質監測系統。
技術介紹
水體質量對生態環境，生產和生活非常關鍵。當前水質監測方法存在很多問題。經驗檢測法很不可靠；實驗室檢測雖然精度高但實時性差，過程復雜，準確度不夠，且容易造成二次污染；隨著傳感器和電子技術的發展，出現了湖泊等水體的現場水質分析儀，雖然具有精度高，探頭可拆卸組合等特點，可以實時檢測水質，但使用時需由人攜帶檢測儀器到檢測現場，耗費大量人力。隨著無線傳感器網絡的發展，人們提出了基于無線傳感器網絡的在線實時水質監測系統。布設在監測水域的節點自組織成無線網絡，節點采集水質數據，通過無線或GPRS方式傳回數據中心。已有的水質監測網絡，采樣周期通常為15分鐘，降低采樣頻率會影響監測效果，但提高采樣頻率網絡流量會以指數級別增長，大大降低網絡生命周期。由于野外水質監測節點不易維護，需要滿足長期無人值守，現有的水質監測網絡不能很好解決該問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種在線水質監測系統，使得現有的水質監測方法的生命周期可以延長。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種在線水質監測系統，包括飄浮在水面上的可移動水質監測節點和中繼監測節點，以及岸上基站和數據中心，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點用于監測水質參數，并將得到的水質參數上傳至簇頭節點；所述簇頭節點把收到的數據進行融合，并按照規定的格式上報至岸上基站；所述岸上基站根據數據中心的監測查詢命令上傳數據；所述數據中心用于重構監測數據；所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機采樣策略對水質進行采樣監測。所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機周期采樣策略對水質進行采樣監測；其中，實際采樣周期為「/W/f/1，第一個采樣時刻從隨機選取，以后的采樣時刻則按照實際采樣周期「./V7J/1進行采樣，N為常規監測節點在某段時期的采樣次數；M為正整數，表示該種節點節省的采樣倍率。所述可移動水質監測節點和中繼監測節點在前S個周期每次都采樣，在以后的周期根據隨機周期采樣策略對水質進行采樣監測。所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機個數采樣策略對水質進行采樣監測；其中，從監測節點{1，2，···，Ν}中隨機選取M個數，由小到大排列為IKuK2,-，KM}，K1I2〈…ΚΜ，則采樣時刻為{KJ，K2T，…，KMT}，其中，K為選取的監測節點，T為采樣周期。所述可移動水質監測節點和中繼監測節點在前S個周期每次都采樣，在以后的周期根據隨機個數采樣策略對水質進行采樣監測。所述可移動水質監測節點和中繼監測節點在采樣后上傳采樣數據轉入睡眠狀態， 在下一次采樣時由睡眠狀態醒來采樣。所述數據中心根據以下方式重構監測數據，令構造矩陣為權利要求1.一種在線水質監測系統，包括飄浮在水面上的可移動水質監測節點和中繼監測節點，以及岸上基站和數據中心，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點用于監測水質參數，并將得到的水質參數上傳至簇頭節點；所述簇頭節點把收到的數據進行融合，并按照規定的格式上報至岸上基站；所述岸上基站根據數據中心的監測查詢命令上傳數據；所述數據中心用于重構監測數據；所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機采樣策略對水質進行采樣監測。2.根據權利要求I所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機周期采樣策略對水質進行采樣監測；其中，實際采樣周期為「14/1 第一個采樣時刻從隨機選取，以后的采樣時刻則按照實際采樣周期「/Vi/1進行采樣，其中，N為常規監測節點在某段時期的采樣次數…為正整數，表示該種節點節省的米樣倍率。3.根據權利要求2所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點在前S個周期每次都采樣，在以后的周期根據隨機周期采樣策略對水質進行采樣監測。4.根據權利要求I所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機個數采樣策略對水質進行采樣監測；其中，從監測節點{1,2,…，N}中隨機選取M個數，由小到大排列為IKpK2,…，KM} ,K1I2〈…KM，則采樣時刻為{KJ，K2T,…，KMT}，其中，K為選取的監測節點，T為采樣周期。5.根據權利要求4所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點在前S個周期每次都采樣，在以后的周期根據隨機個數采樣策略對水質進行采樣監測。6.根據權利要求I所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點在采樣后上傳采樣數據轉入睡眠狀態，在下一次采樣時由睡眠狀態醒來采樣。7.根據權利要求2所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述數據中心根據以8.根據權利要求4所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述數據中心根據以下方式重構監測數據，令構造矩陣為9.根據權利要求1-8中任一權利要求所述的在線水質監測系統，其特征在于，所述可移動水質監測節點包括水質傳感器，MSP430F5438微處理器，CC2430無線收發模塊，電源部分，GPS模塊，浮體部分；所述水質傳感器，MSP430F5438微處理器，CC2430無線收發模塊，電源部分，GPS模塊安裝在浮體部分上；所述水質傳感器，MSP430F5438微處理器，CC2430無線收發模塊依次連接；所述GPS模塊與MSP430F5438微處理器相連；所述電源部分為各個模塊進行供電。10.根據權利要求1-8中任一權利要求所述的在線水質監測系統，所述岸上基站包括依次連接的CC2430無線收發模塊，MSP430F5438微處理器和RS232接口模塊。全文摘要本專利技術涉及一種在線水質監測系統，包括飄浮在水面上的可移動水質監測節點和中繼監測節點，以及岸上基站和數據中心，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點用于監測水質參數，并將得到的水質參數上傳至簇頭節點；所述簇頭節點把收到的數據進行融合，并按照規定的格式上報至岸上基站；所述岸上基站根據數據中心的監測查詢命令上傳數據；所述數據中心用于重構監測數據；所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機采樣策略對水質進行采樣監測。本專利技術可以使得現有的水質監測方法的生命周期可以延長。文檔編號G01N33/18GK102944656SQ201210406129公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日專利技術者馬賽, 張唯易, 趙康, 鮑星合, 趙魯陽, 尹達, 余寧, 王曉東, 朱文越, 王靜 申請人:中國科學院上海微系統與信息技術研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在線水質監測系統，包括飄浮在水面上的可移動水質監測節點和中繼監測節點，以及岸上基站和數據中心，其特征在于，所述可移動水質監測節點和中繼監測節點用于監測水質參數，并將得到的水質參數上傳至簇頭節點；所述簇頭節點把收到的數據進行融合，并按照規定的格式上報至岸上基站；所述岸上基站根據數據中心的監測查詢命令上傳數據；所述數據中心用于重構監測數據；所述可移動水質監測節點和中繼監測節點采用隨機采樣策略對水質進行采樣監測。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬賽，張唯易，趙康，鮑星合，趙魯陽，尹達，余寧，王曉東，朱文越，王靜，
申請(專利權)人：中國科學院上海微系統與信息技術研究所，
類型：發明
國別省市：