一种基于物联网的水库生态环境监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114396977A(43)申请公布日2022.04.26(21)申请号202210046062.0(22)申请日2022.01.14(71)申请人浙江农林大学地址311300浙江省杭州市临安区武肃街666号(72)发明人冯海林周国模(74)专利代理机构杭州天麟知识产权代理事务所(特殊普通合伙)33374代理人占宇(51)Int.Cl.G01D21/02(2006.01)G01D11/30(2006.01)B63B35/00(2006.01)B63B22/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于物联网的水库生态环境监测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于物联网的水库生态环境监测系统及方法。该监测系统包括监测中心、分布在水库不同区域的数据采集装置以及无人机，数据采集装置包括浮子，浮子底面设有第一监测模块，浮子顶面设有第二监测模块，第一监测模块包括第一壳体以及设置在第一壳体上的溶氧传感器G1、水PH值传感器G2、COD传感器G3、氨氮传感器G4，第二监测模块包括第二壳体以及设置在第二壳体上的降雨量传感器G5、气温传感器G6、空气湿度传感器G7，浮子上还设有微处理器、GPS模块、无线通信模块以及供无人机连接的连接机构。本发明能够根据需要实时监测指定的水库区域，评价该水库区域生态环境的健康状态，监测灵活，提高了监测效率。CN114396977ACN114396977A权利要求书1/2页1.一种基于物联网的水库生态环境监测系统，其特征在于，包括监测中心(1)、分布在水库不同区域的数据采集装置(2)以及用于运送数据采集装置(2)的无人机(3)，所述数据采集装置(2)包括浮子(4)，所述浮子(4)底面设有第一监测模块(5)以及可带动第一监测模块(5)升降的升降器(6)，所述浮子(4)顶面设有第二监测模块(7)，所述第一监测模块(5)包括第一壳体以及设置在第一壳体上的溶氧传感器G1、水PH值传感器G2、COD传感器G3、氨氮传感器G4，所述第二监测模块(7)包括第二壳体以及设置在第二壳体上的降雨量传感器G5、气温传感器G6、空气湿度传感器G7，所述浮子(4)上还设有微处理器、GPS模块、无线通信模块以及供无人机连接的连接机构，所述微处理器分别与溶氧传感器G1、水PH值传感器G2、COD传感器G3、氨氮传感器G4、降雨量传感器G5、气温传感器G6、空气湿度传感器G7、GPS模块、无线通信模块电连接，所述无线通信模块能够与监测中心(1)进行无线通信，所述无人机(3)能够与监测中心(1)进行无线通信。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水库生态环境监测系统，其特征在于，所述浮子(4)顶面为矩形平面，所述连接机构包括设置在浮子(4)顶面四角处的铁块(8)，所述无人机(3)底部设有接驳机构，所述接驳机构包括四个与浮子(4)顶面四个铁块(8)位置对应的接驳杆，所述接驳杆底部设有电磁铁，所述电磁铁与无人机的控制器电连接。3.一种基于物联网的水库生态环境监测方法，用于权利要求1所述的一种基于物联网的水库生态环境监测系统，其特征在于，包括以下步骤：监测中心接收每个数据采集装置发送的监测数据，对每个数据采集装置发送的监测数据进行处理，判断每个数据采集装置所在的水库区域的生态环境状态；监测中心对某个数据采集装置发送的监测数据进行处理判断该数据采集装置所在的水库区域的生态环境状态的方法包括以下步骤：S1：监测中心对溶氧传感器G1输出的水库水溶氧量检测数据DG1(t)、水PH值传感器G2输出的水库水PH值检测数据DG2(t)、COD传感器G3输出的水库水化学需氧量检测数据DG3(t)、氨氮传感器G4输出的水库水氨氮含量检测数据DG4(t)、降雨量传感器G5输出的水库降雨量检测数据DG5(t)、气温传感器G6输出的水库气温检测数据DG6(t)、空气湿度传感器G7输出的水库空气湿度检测数据DG7(t)分别进行处理得到对应的调整数据VG1(t)、VG2(t)、VG3(t)、VG4(t)、VG5(t)、VG6(t)、VG7(t)，t为时间；S2：监测中心每隔N秒计算一次生态环境评价指数P，当A≤P≤B时，判断生态环境健康，当C≤P＜A或者B＜P≤D时，判断生态环境亚健康，当P＜C或者P＞D时，C＜A＜B＜D，判断生态环境不健康。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的水库生态环境监测方法，其特征在于，所述监测中心对传感器Gi的检测数据DGi(t)进行处理，得到调整数据VGi(t)的方法包括以下步骤，i＝1‑7：监测中心计算t‑Δt时刻至t时刻检测数据DGi(t)的最大值DmaxGi和最小值DminGi，调整数据5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的水