[发明专利]基于改进的3V模型的水质监测系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于改进的3V模型的水质监测系统及方法，包括设于河道中的若干个采用泡沫材料制成的浮子、设于浮子上的溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器和有机磷生物传感器；所述浮子包括壳体、设于壳体内的处理器、无线发射器、存储器、GPS定位仪、导向电机和3个动力电机，设于壳体下部的导向块、3个螺旋桨、光发射器和光接收器。本发明具有检测灵敏度高，准确性好的特点。

主权项

1.一种基于改进的3V模型的水质监测系统的方法，改进的3V模型的水质监测系统包括设于河道中的若干个采用泡沫材料制成的浮子(1)、设于浮子上的溶解氧传感器(2)、温度传感器(3)、pH值传感器(4)、氨氮传感器(5)和有机磷生物传感器(7)；所述浮子包括壳体(11)、设于壳体内的处理器(12)、无线发射器(13)、存储器(14)、GPS定位仪(15)、导向电机(16)和3个动力电机(17)，设于壳体下部的导向块(18)、3个螺旋桨(19)、光发射器(21)和光接收器(22)；3个动力电机分别与3个螺旋桨连接，导向电机与导向块连接，处理器分别与无线发射器、存储器、GPS定位仪、导向电机、3个动力电机、溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、有机磷生物传感器、光发射器和光接收器电连接；还包括计算机(8)和与计算机电连接的无线接收器(9)；其特征是，包括如下步骤：(1‑1)存储器中设有各个浮子所处的地域，各个浮子的GPS定位仪检测浮子所处的地域，各个浮子的处理器通过导向电机控制导向块转向，各个浮子的处理器通过3个动力电机分别控制3个螺旋桨旋转，从而使各个浮子始终位于设定的地域内；(1‑2)溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器和有机磷生物传感器分别检测溶解氧、水温、pH值、氨氮含量、磷酸盐含量和有机磷含量；光发射器发射光信号，光接收器将检测的光信号转换成电的检测信号；(1‑3)处理器控制无线发射器发送所有检测信号，无线接收器接收检测信号，计算机将每种传感器的检测信号进行平均，得到每种传感器的平均检测信号；计算机将各个光接收器的检测信号进行平均，得到平均检测信号；(1‑4)对各个平均检测信号均进行如下处理：对于平均检测信号中的每个时刻t，计算机计算t‑T时刻至t时刻的电压幅度均值VU(t)、电压幅度最大值MA(t)和电压幅度最小值MI(t)；设定3V模型为其中，(1‑5)设定溶解氧传感器、温度传感器、pH值传感器、氨氮传感器、有机磷生物传感器和光接收器的V(t)分别为Vs1(t)、Vs2(t)、Vs3(t)、Vs4(t)，Vs5(t)和Vs6(t)；利用公式计算综合判断指标Eva(t)；当Eva(t)≥R1的时候，计算机做出当前时刻水质良好的判断；当R1＞Eva(t)≥R2，计算机做出当前时刻水质中性的判断；当Eva(t)＜R2，计算机做出当前时刻水质差的判断。