一种内陆湖水域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CN114383662A(43)申请公布日2022.04.22(21)申请号202210041689.7(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)G01D11/00(2006.01)G01S19/14(2010.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种内陆湖水域环境监测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种内陆湖水域环境监测系统及方法。该监测系统包括监测装置以及用于运送监测装置的无人机，监测装置包括浮台，所述浮台下方设有伸入水下的水下检测模块，水下检测模块包括溶氧传感器S1、水PH值传感器S2、重金属离子传感器S3、氨氮传感器S4、水深传感器S5，浮台上方设有水上检测模块，水上检测模块包括微处理器、GPS模块、第一无线通信模块、温度传感器S6、湿度传感器S7。本发明通过无人机投放监测装置，用户能够根据需要监测指定的水域，监测灵活，监测装置能够实时监测所在水域数据并判断所在水域当前的生态环境健康状态，提高了监测效率。CN114383662ACN114383662A权利要求书1/2页1.一种内陆湖水域环境监测系统，其特征在于，包括监测装置以及用于运送监测装置的无人机，所述监测装置包括浮台(1)，所述浮台(1)下方设有伸入水下的水下检测模块，所述水下检测模块包括用于检测内陆湖水域水体溶氧量的溶氧传感器S1、用于检测内陆湖水域水体PH值的水PH值传感器S2、用于检测内陆湖水域水体重金属离子浓度的重金属离子传感器S3、用于检测内陆湖水域水体氨氮含量的氨氮传感器S4、用于检测内陆湖水域水深的水深传感器S5，所述浮台(1)上方设有水上检测模块(2)，所述水上检测模块(2)包括微处理器(3)、GPS模块(4)、第一无线通信模块(5)、用于检测内陆湖气温的温度传感器S6、用于检测内陆湖空气湿度的湿度传感器S7，所述微处理器分别与溶氧传感器S1、水PH值传感器S2、重金属离子传感器S3、氨氮传感器S4、水深传感器S5、温度传感器S6、湿度传感器S7、GPS模块、第一无线通信模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种内陆湖水域环境监测系统，其特征在于，所述浮台(1)顶面设有四个围成方形的凸台(6)，所述凸台(6)顶部设有铁块(7)，所述无人机包括机体，所述机体上设有控制器和第二无线通信模块，所述机体底部设有货舱(8)，所述货舱(8)底部开口，所述开口处设有对开门以及驱动对开门打开/闭合的驱动机构，所述货舱(8)内设有四个与浮台(1)上四个铁块(7)位置对应的对接杆(10)，所述对接杆(10)底部设有电磁铁(11)，所述货舱(8)内还设有用于带动对接杆(10)上下升降的升降器(12)，所述对接杆(10)可在升降器(12)带动下伸出/缩回货舱(8)，所述货舱(8)底部还设有摄像头(13)，所述控制器分别与第二无线通信模块、驱动机构、电磁铁(11)、升降器(12)、摄像头(13)电连接。3.一种内陆湖水域环境监测方法，用于权利要求1所述的一种内陆湖水域环境监测系统，其特征在于，包括以下步骤：S1：微处理器对溶氧传感器S1输出的检测数据DS1(t)、水PH值传感器S2输出的检测数据DS2(t)、重金属离子传感器S3输出的检测数据DS3(t)、氨氮传感器S4输出的检测数据DS4(t)、水深传感器S5输出的检测数据DS5(t)、温度传感器S6输出的检测数据DS6(t)、湿度传感器S7输出的检测数据DS7(t)分别进行处理得到对应的调整数据VS1(t)、VS2(t)、VS3(t)、VS4(t)、VS5(t)、VS6(t)、VS7(t)，t为时间；S2：微处理器每隔N秒计算一次表征生态环境质量的评价指数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所述的一种内陆湖水域环境监测方法，其特征在于，所述微处理器每隔N秒计算一次表征生态环境质量的评价指数P的方法包括以下步骤：N1：微处理器计算N秒内每个时刻t的生态环境质量评价参数K(t)，方法如下：将调整数据VS1(t)、VS2(t)、VS3(t)、VS4(t)、VS5(t)、VS6(t)、VS7(t)分别进行归一化处理，归一化到[1，10]区间内，得到对应的归一化数据Ls1(t)、Ls2(t)、Ls3(t)、Ls4(t)、Ls5(t)、Ls6(t)、Ls7(t)，其中，a1、a2、a3、