本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)狀的工業(yè)廢水、生活污水在經(jīng)過處理后，大多直接排放到河里，利用河流中的水的流動性，達到一種搬運的效果。但是一條河流總會存在流速緩慢的區(qū)域或者形成湖泊，因此排放到河流中的一些物質(zhì)就會在河流流速緩慢的區(qū)域或者湖泊處沉淀形成富營養(yǎng)化的淤泥，水體自然分解的能力是有限的，這些富營養(yǎng)化的淤泥會嚴重破壞該水域的生態(tài)環(huán)境，威脅周邊區(qū)域飲用水安全。

因此，就出現(xiàn)了水質(zhì)監(jiān)測，在現(xiàn)有技術(shù)中，水質(zhì)監(jiān)測主要是通過人工方式進行的，由工作人員對被監(jiān)測水體進行采樣，再由現(xiàn)場儀器對被監(jiān)測水體進行數(shù)據(jù)分析。這樣的方式存在監(jiān)測周期長，不能實時監(jiān)測，對突發(fā)事件很難及時發(fā)現(xiàn)。基于這樣的情況，市面上就出現(xiàn)了一些遠程水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是將監(jiān)測水質(zhì)的傳感器安裝在靠近水面的位置，對水體進行定點、實時監(jiān)測。這樣的方式存在的問題主要有兩點，一是這樣的監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測的是水面附近的水質(zhì)，一些污染物質(zhì)會沉淀在河底，這就有監(jiān)測結(jié)果不準確的問題；二是由于是定點監(jiān)測，存在采樣數(shù)據(jù)單一的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)存在監(jiān)測結(jié)果不準確、采樣數(shù)據(jù)單一的技術(shù)問題，提供了一種隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)，包括：

自行走終端，自行走終端上設(shè)有配重腔，配重腔與外界聯(lián)通，配重腔內(nèi)設(shè)有簧片，配重腔內(nèi)與簧片相對的位置嵌設(shè)有電磁鐵；

監(jiān)測模塊，監(jiān)測模塊包括ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器均固定在自行走終端的外表面；

浮球終端，浮球終端內(nèi)設(shè)有密封腔，密封腔內(nèi)設(shè)有定位模塊、電源模塊、gprs模塊以及微控制器，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器與微控制器之間設(shè)有數(shù)據(jù)線，浮球終端與自行走終端之間設(shè)有連接部，定位模塊、gprs模塊均與微控制器連接，電源模塊為定位模塊、gprs模塊、微控制器、電磁鐵以及監(jiān)測模塊供電，微控制器控制電磁鐵的工作狀態(tài)。

本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點在于：自行走終端的配重腔內(nèi)可加入石塊、水泥塊等重物，簧片將重物卡在配重腔內(nèi)，當需要讓重物與自行走終端脫離時，電磁鐵工作，將簧片吸附，重物不被簧片卡住，重物與自行走終端脫離。

在工作時，根據(jù)自行走終端的密度調(diào)節(jié)重物的大小，讓自行走終端既能夠沉入水底，而又不會陷入淤泥中，即讓自行走終端在加裝重物后，自行走終端與重物的平均密度略大約水的密度即可。監(jiān)測模塊包括ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器均固定在自行走終端的外表面，在自行走終端位于水底時，能夠及時監(jiān)測水底附近的污染物（或者說有機物）的狀態(tài)，監(jiān)測水底附近的水質(zhì)。由于較多的污染物在河流流速緩慢的水域會逐漸沉降。因此，直接監(jiān)測河底附近的水質(zhì)，能夠非常準確預(yù)測河底生態(tài)系統(tǒng)的變化。

現(xiàn)有技術(shù)主要監(jiān)測水面水質(zhì)，水面的污染物濃度會明顯低于河底的濃度，因此存在一定的滯后性，本方案能夠提前監(jiān)測到河流的污染情況，提醒工作人員提前做出反應(yīng)。

浮球終端和自行走終端相連接，當河面無風(fēng)的情況下，浮球終端和自行走終端會隨著水流的緩慢作用而緩慢的移動；在河面有風(fēng)的情況下，浮球終端受到風(fēng)力的影響會拖著自行走終端移動。自行走終端在移動的過程中，對不同位置的水質(zhì)進行監(jiān)測，使得工作人員可以或者更多采樣點（或者說監(jiān)測點）的水質(zhì)信息，與現(xiàn)有技術(shù)只能或者一個采樣點的信息相比，數(shù)據(jù)更加全面。

浮球終端內(nèi)的定位模塊能夠?qū)⒍ㄎ恍畔⑼ㄟ^gprs模塊反饋給工作人員，方便回收。微控制器能夠在工作人員發(fā)送回收命令時，控制電磁鐵工作，讓自行走終端與重物分離，這樣浮球終端和自行走終端的載重低了，其運動速度就會加快，工作人員可以根據(jù)定位模塊反饋的運動軌跡，提前到合適的地點將其回收。定位模塊直接定位的精度較低，移動定位時的精度較高，工作人員合理的預(yù)測，能夠提高回收的效率。

本發(fā)明隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)，通過對水流和水面風(fēng)力的合理利用，將搭載有監(jiān)測模塊的自行走模塊在河底隨機移動，或者河底附近更為準確的水質(zhì)信息，讓水質(zhì)監(jiān)測的結(jié)果更加準確。自行走終端在移動的過程中提升了采樣點（監(jiān)測點）的數(shù)量，讓采樣（監(jiān)測數(shù)據(jù)）更加全面。

進一步，所述浮球終端的外表面上還設(shè)有水輪電動發(fā)電機，水輪電動發(fā)電機可為電源模塊供電，水輪電動發(fā)電機也可受電源模塊驅(qū)動。水輪電動發(fā)電機，是電動發(fā)電機安裝了水輪，電動發(fā)電機是一種既能夠發(fā)電，也能夠受電力驅(qū)動的電機。這樣的設(shè)計可以利用水流的的動力，讓為電源模塊補充電力，并且在回收時，也能夠提供為浮球終端提供動力，方便回收。

進一步，還包括備用電源，備用電源僅為gprs模塊和定位模塊供電。這樣的設(shè)計是為了避免在電源模塊沒有電的時候，工作人員也能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)進行定位，以便能夠正?；厥铡?/p>

進一步，所述自行走終端的材料密度小于水的密度。這樣的設(shè)計是為了讓自行走終端在與重物脫離后，能夠浮在水面上，方便回收。

進一步，所述連接部為波紋軟管，浮球終端和自行走終端之間的數(shù)據(jù)線位于波紋軟管內(nèi)。這樣的設(shè)計能夠?qū)?shù)據(jù)線進行保護。

進一步，所述配重腔與外界的聯(lián)通口位于自行走終端的底部。這樣的設(shè)計是為了方便重物脫離。

隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析方法，包括如下步驟：

監(jiān)測步驟：在自行走終端上裝載重物，然后將自行走終端沉入河底，監(jiān)測河底附近的水質(zhì)情況；

移動步驟：讓自行走終端和浮球終端隨著水流和風(fēng)力的共同作用，隨機移動到下一個點，再次監(jiān)測河底附近的水質(zhì)情況；

反饋步驟：將水質(zhì)的監(jiān)測結(jié)果通過gprs模塊反饋給工作人員；

回收步驟：卸除自行走終端上的重物，通過定位模塊預(yù)測自行走終端和浮球終端的運動軌跡，然后尋找到自行走終端和浮球終端，將其回收。

本方法，通過對水流和水面風(fēng)力的合理利用，將搭載有監(jiān)測模塊的自行走模塊在河底隨機移動，或者河底附近更為準確的水質(zhì)信息，讓水質(zhì)監(jiān)測的結(jié)果更加準確。自行走終端在移動的過程中提升了采樣點（監(jiān)測點）的數(shù)量，讓采樣（監(jiān)測數(shù)據(jù)）更加全面。

附圖說明

圖1是本發(fā)明隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)實施例的框圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：自行走終端10、配重腔11、簧片12、電磁鐵13、監(jiān)測模塊20、浮球終端30。

實施例1

隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析方法，包括如下步驟：

監(jiān)測步驟：在自行走終端10上裝載重物，然后將自行走終端10沉入河底，監(jiān)測河底附近的水質(zhì)情況；

移動步驟：讓自行走終端10和浮球終端30隨著水流和風(fēng)力的共同作用，隨機移動到下一個點，再次監(jiān)測河底附近的水質(zhì)情況；

反饋步驟：將水質(zhì)的監(jiān)測結(jié)果通過gprs模塊反饋給工作人員；

回收步驟：卸除自行走終端10上的重物，通過定位模塊預(yù)測自行走終端10和浮球終端30的運動軌跡，達到合理地點將自行走終端10和浮球終端30回收。

具體使用時，通過對水流和水面風(fēng)力的合理利用，將搭載有監(jiān)測模塊20的自行走模塊在河底隨機移動，或者河底附近更為準確的水質(zhì)信息，讓水質(zhì)監(jiān)測的結(jié)果更加準確。自行走終端10在移動的過程中提升了采樣點（監(jiān)測點）的數(shù)量，讓采樣（監(jiān)測數(shù)據(jù)）更加全面。

為實現(xiàn)上述方法，還公開了一種隨機式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)（如圖1所示），包括：

自行走終端10，自行走終端10上設(shè)有配重腔11，配重腔11與外界聯(lián)通，配重腔11內(nèi)設(shè)有簧片12，配重腔11內(nèi)與簧片12相對的位置嵌設(shè)有電磁鐵13；所述自行走終端10的材料密度小于水的密度，因此自行走終端10的材料選用的是工程塑料，重物的話可以采用的石頭或者水泥塊。所述配重腔11與外界的聯(lián)通口位于自行走終端10的底部。這樣的設(shè)計是為了方便重物脫離。

監(jiān)測模塊20，監(jiān)測模塊20包括ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器均固定在自行走終端10的外表面；

浮球終端30，浮球終端30內(nèi)設(shè)有密封腔，浮球終端30的材質(zhì)可選用塑膠或者塑料的，在本發(fā)明中選用的是兩個半球，通過螺紋和膠水密封固定在一起，在需要拆開時，對其連接處進行加熱，使得膠水軟化，從而進行分離。

密封腔內(nèi)設(shè)有定位模塊（采用現(xiàn)有的gps模塊可實現(xiàn)定位功能）、電源模塊（采用蓄電池即可）、gprs模塊以及微控制器（可采用單片機控制功能），ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器與微控制器之間設(shè)有數(shù)據(jù)線，浮球終端30與自行走終端10之間設(shè)有波紋軟管，數(shù)據(jù)線穿過波紋軟管，定位模塊、gprs模塊均與微控制器連接，電源模塊為定位模塊、gprs模塊、微控制器、電磁鐵13以及監(jiān)測模塊20供電，微控制器控制電磁鐵13的工作狀態(tài)。

實施例2

與實施例1中的系統(tǒng)相比，不同之處僅在于，所述浮球終端30的外表面上還設(shè)有水輪電動發(fā)電機，水輪電動發(fā)電機可為電源模塊供電，水輪電動發(fā)電機也可受電源模塊驅(qū)動。水輪電動發(fā)電機，是電動發(fā)電機安裝了水輪，電動發(fā)電機是一種既能夠發(fā)電，也能夠受電力驅(qū)動的電機。這樣的設(shè)計可以利用水流的的動力，讓為電源模塊補充電力，并且在回收時，也能夠提供為浮球終端30提供動力，方便回收。

實施例3

與實施例1中的系統(tǒng)相比，不同之處僅在于，還包括備用電源，備用電源僅為gprs模塊和定位模塊供電。這樣的設(shè)計是為了避免在電源模塊沒有電的時候，工作人員也能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)進行定位，以便能夠正?；厥?。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識在此未作過多描述。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應(yīng)當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。