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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 江河湖海水質(zhì)遠(yuǎn)程分析科學(xué)決策智能化環(huán)保系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 以西安市水環(huán)境污染及監(jiān)測(cè)治理現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，并結(jié)合全國水質(zhì)監(jiān)測(cè)水平低以及水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了江河湖海水質(zhì)遠(yuǎn)程分析科學(xué)決策智能化環(huán)保系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有測(cè)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、超標(biāo)報(bào)警、測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、科學(xué)決策等功能，系統(tǒng)融合固定站點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、移動(dòng)式站點(diǎn)無線監(jiān)測(cè)以及生物水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，形成了監(jiān)測(cè)水域全覆蓋、三位一體的實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)適用于國家環(huán)保監(jiān)管部門、水產(chǎn)養(yǎng)殖部門、城市供水部門，適用范圍廣泛；隨著國家節(jié)能減排，和諧社會(huì)政策的實(shí)施，作品具有非常好的推廣前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 以西安市水環(huán)境污染及監(jiān)測(cè)治理現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，并結(jié)合全國水質(zhì)監(jiān)測(cè)水平低以及水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了江河湖海水質(zhì)遠(yuǎn)程分析科學(xué)決策智能化環(huán)保系統(tǒng)。監(jiān)管部門通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同水域的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)的機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)能力，自動(dòng)測(cè)報(bào)能力，水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。本系統(tǒng)通過固定監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)采集水質(zhì)信息，將自然水域不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)、重點(diǎn)排污企業(yè)排污口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋到監(jiān)控中心，為環(huán)保監(jiān)測(cè)部門對(duì)水環(huán)境治理與保護(hù)決策提供支持，同時(shí)本系統(tǒng)使用了在線生物水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)。本系統(tǒng)具有以下功能和特點(diǎn)： 1、針對(duì)于我國目前水環(huán)境現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了數(shù)字化的信息采集，傳輸，存儲(chǔ)，管理，輔助決策等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證了水環(huán)境信息的實(shí)時(shí)處理。 2、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)采用固定監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念，構(gòu)成有效地水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 3、解決了國產(chǎn)水質(zhì)儀器的測(cè)量參數(shù)少的問題，該系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)溫度、氨氮含量、PH值、硬度、鹽度、渾濁度、溶氧量等多個(gè)參數(shù)，并可根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展其他參數(shù)。 4、將MODEM數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、GSM短信數(shù)據(jù)通訊、SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份等技術(shù)使用在水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器上，使其具有多樣通訊方式，根據(jù)不同場(chǎng)所選用合適的數(shù)據(jù)上傳模式；系統(tǒng)數(shù)據(jù)具有多重備份功能，使用大容量存儲(chǔ)器SD卡，確保完成長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求。 5、采用GSM模塊，在水質(zhì)參數(shù)超過國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，及時(shí)發(fā)送報(bào)警短信到環(huán)保監(jiān)測(cè)部門工作人員的手機(jī)上。同時(shí)超標(biāo)留證模塊可以實(shí)現(xiàn)將超標(biāo)信息打印水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告，作為水質(zhì)超標(biāo)書面證據(jù)。 6、整套解決方案中系統(tǒng)安全性較強(qiáng)，系統(tǒng)登錄操作使用了生物指紋和密碼加密驗(yàn)證；所有通過GSM和MODEM傳輸數(shù)據(jù)均進(jìn)行了二次加密，防止數(shù)據(jù)被竊取；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份均有加解密過程，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中數(shù)據(jù)需經(jīng)專用讀卡系統(tǒng)讀取。 7、設(shè)計(jì)一套水環(huán)境發(fā)布查詢檢索的網(wǎng)站系統(tǒng)，能夠與監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫保持一致，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)更新水質(zhì)信息、公示超標(biāo)監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)、查詢水質(zhì)歷史并可根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，給出解決方案。 8、本系統(tǒng)采用魚類作為指示生物，使用圖像處理技術(shù)進(jìn)行魚狀態(tài)的識(shí)別。 9、系統(tǒng)可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)情況，自動(dòng)劃分水質(zhì)等級(jí)、形成測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)表、形成科學(xué)決策意見。 本系統(tǒng)投入使用后，將大大加強(qiáng)全國范圍內(nèi)水環(huán)境監(jiān)測(cè)能力，提高對(duì)環(huán)境管理的技術(shù)支持水平，將有助于環(huán)境保護(hù)和管理部門及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握污水排放的環(huán)境質(zhì)量及變化規(guī)律，為水環(huán)境管理和水污染防治提供有效的科學(xué)依據(jù)和準(zhǔn)確的采樣數(shù)據(jù)，從而減少?zèng)Q策的盲目性，增加決策的針對(duì)性;同時(shí)，將有利于擴(kuò)大環(huán)境信息公開范圍，增加環(huán)境管理透明度，為公眾參與和監(jiān)督環(huán)境保護(hù)創(chuàng)造條件，將為祖國的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)、人民生活環(huán)境水平的進(jìn)一步提高發(fā)揮重要作用。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 以西安市水環(huán)境污染及監(jiān)測(cè)治理現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合全國水質(zhì)監(jiān)測(cè)水平低以及水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了江河湖海水質(zhì)遠(yuǎn)程分析科學(xué)決策智能化環(huán)保系統(tǒng)。監(jiān)管部門通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同水域的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)的機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)能力、自動(dòng)測(cè)報(bào)能力，水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。本系統(tǒng)通過固定監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)采集水質(zhì)信息，將自然水域不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)、重點(diǎn)排污企業(yè)排污口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋到監(jiān)控中心，為環(huán)保監(jiān)測(cè)部門對(duì)水環(huán)境治理與保護(hù)決策提供支持。 本系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)： 1、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)采用固定監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念，構(gòu)成有效地水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 2、將MODEM數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、GSM短信數(shù)據(jù)通訊、SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份等技術(shù)使用在水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器上，使其具有多樣通訊方式，并具有測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)功能。 3、系統(tǒng)可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)情況，自動(dòng)劃分水質(zhì)等級(jí)、形成測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)表、形成科學(xué)決策意見。 4、系統(tǒng)安全性較強(qiáng)，系統(tǒng)登錄操作使用了生物指紋和密碼加密驗(yàn)證。 本系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵和主要指標(biāo)： 1、水質(zhì)檢測(cè)傳感器采用了符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電化學(xué)傳感器；傳感器信號(hào)處理單元采用前后濾波，多級(jí)放大，各路傳感器信號(hào)單獨(dú)采集、處理，有效抑制信號(hào)噪聲和零點(diǎn)漂移。 2、測(cè)量數(shù)據(jù)能通過GSM和MODEM這兩種通信方式等間隔時(shí)間上傳給監(jiān)控中心，在水質(zhì)參數(shù)超過國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)送報(bào)警短信到特定手機(jī)。測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)至SD卡作為備份。 3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及傳輸過程均使用特定的加密算法。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 我國水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域技術(shù)主要是人工方式現(xiàn)場(chǎng)采樣，通過純化學(xué)化驗(yàn)和電化學(xué)傳感器進(jìn)行水質(zhì)的分析檢測(cè)，這樣的檢測(cè)方式存在成本高，耗時(shí)長(zhǎng)，可操作性差，不具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析的功能，無法滿足目前我國水質(zhì)監(jiān)測(cè)的需要。 本系統(tǒng)可以解決上述問題，其先進(jìn)性突出表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 1、解決了國產(chǎn)儀器的測(cè)量參數(shù)少的問題，該系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)參數(shù)，并可根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展其它參數(shù)。 2、該系統(tǒng)具有MODEM、GSM兩種通訊方式，可以根據(jù)不同場(chǎng)所選用合適的數(shù)據(jù)上傳模式。 3、測(cè)量數(shù)據(jù)具有SD卡存儲(chǔ)備份功能。 4、在水質(zhì)參數(shù)超過國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)送報(bào)警短信到特定手機(jī)上。 5、本系統(tǒng)改變了水質(zhì)監(jiān)測(cè)通過人工采樣或者直接將探頭放入監(jiān)測(cè)水域的方法，使用水泵將采樣點(diǎn)水樣抽取到檢測(cè)箱中進(jìn)行檢測(cè)，確保水質(zhì)傳感器探頭壽命相比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式大幅度延長(zhǎng)。 6、系統(tǒng)融合了固定站點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、移動(dòng)式站點(diǎn)無線監(jiān)測(cè)以及生物水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，形成了監(jiān)測(cè)水域全覆蓋、三位一體的實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年6月13日獲得第七屆高新“挑戰(zhàn)杯”陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖紙、圖片、視頻、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)具有集自動(dòng)采樣、檢測(cè)、分析、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)備份、實(shí)時(shí)監(jiān)控、超標(biāo)留證并報(bào)警、科學(xué)決策等功能為一體的特點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，使用便捷，數(shù)據(jù)安全性強(qiáng)、擴(kuò)展方便、維護(hù)成本低，適用范圍廣。 本系統(tǒng)適用于自然水域監(jiān)測(cè)、排污企業(yè)排污口水質(zhì)監(jiān)測(cè)。 隨著國家節(jié)能減排、和諧社會(huì)政策的實(shí)施，未來五年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)將有很大的發(fā)展空間。目前我國國內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備落后，所用的自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器多為國外進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴，且運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。國內(nèi)在水質(zhì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置制造上還跟不上快速發(fā)展的水質(zhì)監(jiān)測(cè)的要求，國內(nèi)生產(chǎn)的價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備有廣闊的的市場(chǎng)前景。 本監(jiān)測(cè)設(shè)備成本在2萬元左右，據(jù)國家環(huán)保部網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)，全國環(huán)境部門未來三年將投入3億元左右為全國3000多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)配套在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，可以迅速占領(lǐng)國內(nèi)市場(chǎng)，形成1億元以上的產(chǎn)值。另外本系統(tǒng)還適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、城市自來水處理等行業(yè)，市場(chǎng)潛力巨大。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前對(duì)水質(zhì)檢驗(yàn)的常規(guī)程序是取樣后拿到實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)分析，成本高、周期長(zhǎng)。水質(zhì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還不完善，國內(nèi)一些單位和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)研制出一些小型水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，但其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距,研究實(shí)現(xiàn)商品化的較少。我國各種水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器大多數(shù)采用國外的設(shè)備和技術(shù)，主要依賴于國外進(jìn)口，如采用ECOTECH 公司的WQMS（水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)），美國SIGMA900系列水質(zhì)采樣器等。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2000年我國進(jìn)口各類儀器儀表總額70億美元，接近我國儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值的50%。全國每年用于儀器儀表進(jìn)口的費(fèi)用大大超過用于購買國產(chǎn)儀器的費(fèi)用。國外價(jià)格昂貴、采購周期長(zhǎng)以及各種配件難以獲得等原因，嚴(yán)重地約束了我國水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。因此我國急需研究開發(fā)自行生產(chǎn)的環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。 國外雖然已經(jīng)研究出一系列的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，其測(cè)試速度與精度也比較高，但是其價(jià)格高，體積大，有的甚至不完全符合中國的環(huán)境條件。同時(shí)，國外大部分水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器不能全自動(dòng)工作，不能同時(shí)多樣點(diǎn)、多通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不能遠(yuǎn)程傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不能實(shí)現(xiàn)超標(biāo)報(bào)警以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及備份等功能。 國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 目前水質(zhì)的監(jiān)測(cè)正逐漸由人工操作轉(zhuǎn)化為水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器自動(dòng)監(jiān)測(cè)。而現(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器將向高質(zhì)量、多功能、集成化、自動(dòng)化、系統(tǒng)化和智能化的方面發(fā)展。 水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器具有高質(zhì)量，不僅能夠克服天氣，環(huán)境等各種現(xiàn)場(chǎng)不利因素，又能長(zhǎng)期的運(yùn)行中是否保持穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)取決于儀器采集數(shù)據(jù)的精度與靈敏度等。 水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器具有多功能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)多通道監(jiān)測(cè)水質(zhì)功能，還要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)大的處理與分析功能和決策功能。 水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器具有集成化，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器具有集成化是指該儀器不僅具有良好的現(xiàn)代工藝集成，而且還有各種功能的集成，保證儀器具有更好的工業(yè)使用價(jià)值與實(shí)用價(jià)值。 水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器具有自動(dòng)化、系統(tǒng)化和智能化。系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)加載自身各個(gè)模塊，輪循監(jiān)測(cè)各個(gè)采樣點(diǎn)的各個(gè)參數(shù)，采集完畢后由系統(tǒng)內(nèi)部按照一定的規(guī)律對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，然后按照分析后的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。同時(shí)，還應(yīng)具有人機(jī)交互友好，可操作性強(qiáng)，維護(hù)與管理方便，智能度高等特點(diǎn)。
