1. 概述浮標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段，實(shí)時(shí)快速監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)環(huán)境污染事件，為環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和環(huán)境污染控制提供決策支持的系統(tǒng)。浮標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由浮標(biāo)、水質(zhì)分析儀、數(shù)據(jù)采集終端、通訊設(shè)備、供電系統(tǒng)、防雷輔助單元以及遠(yuǎn)程控制中心單元組成。浮標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用水質(zhì)在線分析儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)的變化超標(biāo)情況，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)控中心。2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)浮標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括浮標(biāo)、水質(zhì)分析儀、數(shù)據(jù)采集終端、通信設(shè)備、供電系統(tǒng)、防雷輔助單元以中心站管理系統(tǒng)七部分。該系統(tǒng)以水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備為核心，數(shù)據(jù)采集終端為輔，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸及遠(yuǎn)程監(jiān)控。

浮標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖：

系統(tǒng)組成如下：? 浮標(biāo)浮標(biāo)采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)，表面（內(nèi)部）鈍化防腐處理，具體內(nèi)部形態(tài)根據(jù)實(shí)地的監(jiān)測(cè)需要定制，各項(xiàng)加工指標(biāo)均執(zhí)行國(guó)家海洋浮標(biāo)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。扁平化設(shè)計(jì)便于設(shè)備布放及后期維護(hù)、頂部配備導(dǎo)風(fēng)葉以應(yīng)對(duì)各種惡劣氣候、自身撞擊。? 水質(zhì)分析儀電導(dǎo)率、水溫、濁度、溶解氧、pH值、COD、氨氮等……? 數(shù)據(jù)采集終端數(shù)據(jù)采集器按照預(yù)設(shè)頻率采集傳感器的數(shù)據(jù)，通過無線通訊，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，也可以通過預(yù)制軟件下載數(shù)據(jù)。? 無線傳輸模塊GPRS、GSM、北斗衛(wèi)星等方式? 電源充電控制器、太陽能電池板、蓄電池組? 防雷及輔助信號(hào)防雷、電源防雷、GPS模塊、溫濕度傳感器。? 中心站服務(wù)器，遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有良好的開放性和拓展性。具有RS485、RS232或4-20mA標(biāo)準(zhǔn)通訊接口的水質(zhì)分析儀及開關(guān)量的儀表可直接連接到數(shù)據(jù)采集終端，通過該終端實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理上位設(shè)備的連接。自動(dòng)采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)分析終端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)端控制中心并存儲(chǔ)在SQL數(shù)據(jù)庫(kù)里。遠(yuǎn)程控制中心將含有服務(wù)器、交換機(jī)等設(shè)備。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息流程見下圖所示：

3. 組網(wǎng)方案

浮標(biāo)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集終端采集水質(zhì)多參數(shù)數(shù)據(jù)：PH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、溫度、氨氮、COD等參數(shù)， 24小時(shí)實(shí)時(shí)在線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)實(shí)時(shí)傳送。本系統(tǒng)采用GPRS/GSM主備通訊方式，即以GPRS通訊方式為系統(tǒng)的主通訊方式，以GSM通訊方式為系統(tǒng)備用通訊方式（特殊區(qū)域采用北斗傳輸）。

4. 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作體制

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可提供多種通信工作體制，用以滿足不同的需求?？筛鶕?jù)需要配置，使其處于以下幾種通信方式。

（1）自報(bào)體制

自報(bào)體制是一種由遙測(cè)終端發(fā)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸體制。采用該種通信體制的報(bào)汛站通常處于微功耗的掉電狀態(tài)，由事件（如數(shù)據(jù)采集終端輸出一信號(hào)）觸發(fā)或定時(shí)觸發(fā)上電采集傳感器數(shù)據(jù)，在滿足發(fā)送條件時(shí)，主動(dòng)向中心站發(fā)送數(shù)據(jù)，然后即可返回掉電狀態(tài)。

增量自報(bào)（加密自報(bào)）：每當(dāng)被測(cè)的數(shù)值發(fā)生一個(gè)規(guī)定的增減量變化時(shí)（如每10分鐘采集一次傳感器的數(shù)據(jù)，并與前一次的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若變化非常小，則不發(fā)送數(shù)據(jù)，否則就按自報(bào)的數(shù)據(jù)格式發(fā)送一次數(shù)據(jù)，同時(shí)把的數(shù)據(jù)存貯起來，以便和下一次采集的數(shù)據(jù)比較。發(fā)送實(shí)時(shí)值。）增加采集和發(fā)送的頻率。

定時(shí)自報(bào)：每隔一定時(shí)間間隔，不管參數(shù)有無變化，即采集和報(bào)送一次數(shù)據(jù)，中心的數(shù)據(jù)接收設(shè)備始終處于值守狀態(tài)。

自報(bào)：為防止數(shù)據(jù)波動(dòng)太大造成采集終端發(fā)射過于頻繁，采集終端具有發(fā)送功能，即：在一次數(shù)據(jù)發(fā)送之后的一定時(shí)間間隔內(nèi)，即使數(shù)據(jù)變幅超過預(yù)先設(shè)定值也不發(fā)送，只有超過一定時(shí)間間隔以后的數(shù)據(jù)變化，采集遙測(cè)終端才發(fā)送。

采用該種通信體制工作的報(bào)汛站，發(fā)送的測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好，信道占用時(shí)間短，功耗很低，非常適合通常的測(cè)報(bào)類系統(tǒng)應(yīng)用。

（2）自報(bào)-確認(rèn)體制

自報(bào)-確認(rèn)體制是一種由遙測(cè)終端發(fā)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸體制。采用該種通信體制的監(jiān)測(cè)站通常處于微功耗的掉電狀態(tài)，由事件（如雨量計(jì)輸出一脈沖）觸發(fā)或定時(shí)觸發(fā)上電采集傳感器數(shù)據(jù)，在滿足發(fā)送條件時(shí)，主動(dòng)向中心站發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完成后等待接收方返回確認(rèn)信息。如果得不到確認(rèn)，遙測(cè)終端啟動(dòng)錯(cuò)誤控制過程（如簡(jiǎn)單重發(fā)或換用備用路由重發(fā)），保證中心站正確收到該數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信過程完成后自動(dòng)返回掉電狀態(tài)。

采用該種數(shù)據(jù)通信體制的監(jiān)測(cè)站發(fā)送的數(shù)據(jù)既具有及時(shí)性，又能保證數(shù)據(jù)的無錯(cuò)接收，同時(shí)耗電很少，適合重點(diǎn)監(jiān)測(cè)站的應(yīng)用。

（3）召測(cè)體制

召測(cè)體制是一種由數(shù)據(jù)采集中心發(fā)出數(shù)據(jù)采集命令，遙測(cè)終端收到該命令后再返回?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信體制。工作于該體制的測(cè)站要隨時(shí)中心站的命令，收到中心站命令后根據(jù)命令要求完成的操作（發(fā)送數(shù)據(jù)，按時(shí)間段成塊發(fā)送或發(fā)送當(dāng)前值）。該種體制可由數(shù)據(jù)采集中心控制遙測(cè)終端的操作。

5. 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息流程

水質(zhì)監(jiān)測(cè)站信息發(fā)送流程如下圖所示

信息流程圖