一、课题解决的问题随着我国生态文明建设的深入推进,苏州市立足于绿色发展的战略理念,深入推进生态文明建设与太湖生态环境治理,在吴中区东山、金庭两镇及周边地区建设生态涵养发展实验区,以生态涵养为核心,实现绿色可持续发展。
生态涵养强调生态修复与水源保护,实现对于水源及流域的综合治理,保护地表植被,防止污水流入,全面系统地修复当地环境。
而传统的人工监测方式无法实现实时监控水质情况,也难以对海量数据进行记录、分析,而物联网等信息技术能够实现实时动态地获取和处理数据,从而对当地水环境进行科学的规划与管理,实现高效而精准的监测与管理。
本课题将结合生态涵养规划的核心需求,拟实现远程在线实时监控水质信息,并对数据进行智能化处理的监测体系。
拟在苏州市金庭镇太湖流域通湖河道建立监测点位,将水质传感器采集得到的水质指标远程传输至监测中心,再由监测中心对数据进行存储、分析与处理。
监控通湖河道水体的各项指标,做到日常水质的变化,以及周边居民生活污水排放的精准化管理,并对监测的海量数据进行趋势分析,评估生态涵养治理的成效,建立集数据采集、远程传输、数据分析、远程管理为一体的监测管理体系,为生态涵养发展实验区提供智能化、可视化的在线监测平台。
主要研究内容如下:(1)选取适用于通湖河道水质评价的指标,根据现场环境选用合适的传感器进行数据采集,并选取通用的通信标准协议,设计可拓展的部署方案;(2)根据河道现场监测点位的分布和相距距离,设计适当的数据传输方案并选取相应设备扩大传输范围,从而实现较为可靠的远距离传输;(3)选用开放的、易于开发的物联网中间件,屏蔽底层硬件与软件异构性,结合实际需求设计和开发多种功能。
二、研究方法和技术路线本课题选用相应的传感器采集水体的温度、pH值、电导率、浊度、溶解氧等指标,设计站点分布和传感器部署方案,并将传感器信号统一转换为Modbus 485信号,以RTU格式输出;利用通信网关将Modbus RTU格式转换为Modbus TCP格式,便于网络传输;利用远距离无线通信协议;实现各监测点位的无线组网和数据传输;在监测中心接收各监测点位的传感器数据,由物联网中间件Niagara平台对数据进行接收和处理。
在Niagara中对数据进行预处理,再存入到MySQL数据库中,同时根据实际需求,基于Niagara平台开发用户管理、历史查询、报警管理、数据展示等功能,最终以Web的形式实现可视化展示与人机交互。
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