背景

在我國，湖泊與水庫水體占據著舉足輕重的地位，它們作為關鍵的飲用水水源地，守護著億萬民眾的飲水健康防線，水質優劣直接關聯到千家萬戶的生活品質與福祉。當今時代，科技發展一日千里，社會整體水平持續攀升，相應地，水質監測領域也步入了全新的發展階段，各界對水質監測手段的精準性、科學性與高效性提出了愈發嚴苛的要求。

回顧傳統的固定式水質自動監測站，諸多短板日益凸顯，嚴重制約了其效能發揮。一方面，站內管路極易滋生微生物，這些微生物如同 “隱形殺手”，悄無聲息地干擾水樣本真狀態，而歷經漫長距離輸送后的水樣，溶解氧、濁度等關鍵指標仿若 “脫韁之馬”，頻繁發生偏離實際的變化，致使最終監測數據與水體真實水質狀況 “貌合神離”，代表性大打折扣。

同時，固定不變的采樣點設置模式，恰似 “刻舟求劍”，在面對復雜多變、流動性強的湖庫水體環境時，難以捕捉到水域各處的水質全貌，所獲數據代表性不強，難以精準反映整體水質情況。并且，這類監測站對工作環境條件極為 “挑剔”，在偏遠地帶，尤其是自然條件惡劣、基礎設施匱乏之地，幾乎 “寸步難行”，設備安置與運維面臨重重阻礙，難以落地生根。

再看現有的岸邊水質自動監測站，同樣在時代浪潮的沖擊下盡顯疲態，已然跟不上現代水質監測工作快速發展的步伐，在應對排污口污染物擴散動態追蹤、斷面水質精準剖析以及污染源頭嚴謹詢證等關鍵任務時，力不從心。諸多局限綜合發力，如同重重枷鎖，極大束縛了水質自動監測系統在湖泊、水庫水體水質保障這一關鍵領域大展拳腳，使其難以充分發揮守護水源地 “健康防線” 的重要作用。

 

產品介紹

水質綜合監測無人船是一套全自動、實時走航水生態在線監測治理系統，是一套以傳感器為核心，運用現代物聯傳感技術和自動控制技術，專用數據分析軟件和通訊網絡構成的水質自動監測體系。其基本涵蓋了水質監測參數（常規五參、氨氮、COD、藻類等）、水文類參數（流向、流速、流量等）、氣象類參數（氣溫、氣壓、濕度、風速、風向等）以及藻類抑制，具有多參數、智能化、測量周期短、低維護的特點，適合于船載走航式監測治理。

無人船采用無人駕駛技術，可在江河、水庫、港口、湖泊、景區等水域環境， 對水藻、水華、綠潮等藻類進行全方位、全自主地生長抑制。具備安全穩定、節能環保、高自動化、使用壽命長等優勢，可大量節省人工治理成本，提高工作效率，全面改善水環境質量，還大自然一片綠水青山。

 

功能設計

水質綜合監測無人船可實現水質在線連續監測

1、可實時監測水質變化，靈活調整藻類治理方案。

2、系統具有異常狀況的自動診斷功能，并在出現故障時進行報警與記錄。

3、監測頻次可根據現場情況智能設定，并支持遠程設定。

4、數據自動采集、處理、存儲及傳輸。

5、根據用戶要求進行數據的有效性判別，同時測試數據及狀態信息數據自動采集與遠程傳輸。

6、自動分析過程中有完整的質量控制手段及質控數據報告，對

可疑數據實施相應的標記（數據標識）。

7、具有系統日志功能，對系統和設備運行狀況信息進行存儲和傳輸并方便查詢。

8、系統具有停電保護及來電分級自動恢復功能。

9、系統設置具有開放性，用戶可根據需要靈活設置有關監測參數，預留豐富接口及擴展空間，系統具有良好的擴展性，方便后續升級。

 

 

設計參數

船體尺寸	約1m*0.6m
船體類型	單體船
有效載荷	100kg
推進器功率	400w x2
續航時間	2小時
續航里程	10km
電池容量	24V，100AH（預留充分升級空間）
充電方式	預留充電接口，32V直流充電
通訊方式	4G，藍牙
導航避障	GPS+雷達
安全監控	艙內進水、電池狀態、數據超標報警等 防水等級ip66以上

 

控制單元

控制單元是無人船運行的核心單元，屬于無人船的“大腦”。其作用為對治理單元、分析單元、船體、供電組件、視頻單元、安防裝置等進行控制，并實現數據采集與傳輸功能，保證系統連續、可靠和安全運行。數據采集傳輸儀負責承載控制單元程序的運行與控制命令的下發與數據采集。控制單元起到承上啟下的作用。其向上承接云平臺下發的各類管理命令，向下轉發上級管理命令、控制各類儀器單元及輔助單元正常運行、數據信息上報等工作任務。

具有斷電保護功能，能夠在斷電時保存系統參數和歷史數據，在來電時自動恢復系統；

具備自動采集數據功能，包括自動采集水質自動分析儀數據、供電、安防、視頻等數據，采集的數據自動添加數據標識，異常監測數據能自動識別，并主動上傳至云平臺；

具備對自動分析儀器的啟停控制功能；

具備參數設置功能，能夠對小數位、單位、儀器測定上下限、報警（超標）上下限等參數進行設置；

具備各儀器監測結果、狀態參數、運行流程、報警信息等顯示的功能；

具有監測數據查詢、導出、自動備份功能，可分類查詢水質周期數據、質控數據（空白測試數據、標樣核查數據）及其對應的儀器、系統日志流程信息；

具備對通信鏈路的自動診斷功能，具備超時補發功能。

 

 

安防單元

l 系統和供電單元設置有防雷設施，船體通過避雷針將雷電導地形成一級防雷，總電源端配置有浪涌保護器，本身具有防浪涌功能，以此形成二級防雷，儀器及系統的通訊線路有信號隔離，以此形成三級防雷。系統整體的防雷設計符合防雷規范的要求。

l 具備警示燈和具備自動移位報警功能的全球定位系統

l 具備艙室漏水報警設備

 

數據采集與傳輸單元

控制單元具備數據采集和傳輸功能，具備數字量、模擬量、開關量接口。遠程的通信采用Internet方式，支持GPRS/CDMA/3G/4G等多種無線方式。用來完成現場數據的采集與網絡通信等功能。針對無人船系統輸出的相關狀態參量（如通訊狀態、故障、報警等信息等），數據采集傳輸儀每分鐘采集現場儀器設備運行狀態信息并對異常情況進行跟蹤記錄。如在某一測試周期內出現了異常情況則對該周期內的監測數據進行標識并上傳以保證中心平臺通過數據標識直觀明了的判別數據的有效性。

 

監測參數單元

水質參數	測量范圍	分辨率	精度
溫度	0-50℃	0.1℃	±0.5℃
pH	0-14pH	0.01pH	±0.1pH
濁度	0-1000NTU	0.1NTU	±5%
電導率	0 ～ 5000uS/cm	1μS/cm	±1.5%F.S.
溶解氧	0～20mg/L	0.01mg/L	±2%F.S
氨氮	0～100mg/L	0.1mg/L	±5%F.S.
COD	0～500mg/L equiv.KHP	0.01mg/L	±5%F.S.
葉綠素	0～400μg/L或0～100RFU	0.1μg/L	±5%F.S.
藍綠藻	0～200,000cells/mL	1 cells/mL	±5%F.S.

 

 

 

水質多參數傳感器：

 

 

 

充電方案

無人船采用24V 100AH鋰電池供電，設計采用32V直流電源充電，用戶自備。

電池可拆卸回收，直流穩壓電源接220VAC市電，電源參數設置32V 30A。

設計預留換電方案，可選配多組電池，當一組電池電量耗盡可通過更換電池繼續工作。

直流電源參考：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

應用案例