物联网在高原寒区地下水监测系统中的应用
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地下水监测技术的创新与应用地下水作为地球上重要的水资源之一,对于人类的生活、农业生产以及生态环境都具有至关重要的意义。
随着社会经济的快速发展和人口的不断增长,对地下水资源的需求日益增加,同时也带来了一系列的环境问题,如地下水污染、水位下降等。
因此,加强地下水监测,及时掌握地下水的动态变化,对于合理开发利用地下水资源、保护生态环境具有重要的现实意义。
近年来,随着科技的不断进步,地下水监测技术也取得了显著的创新和发展,并在实际应用中发挥了重要作用。
一、传统地下水监测技术在过去,地下水监测主要依赖于人工监测方法,如井孔测量、水样采集和实验室分析等。
这些方法虽然在一定程度上能够获取地下水的相关信息,但存在着监测频率低、数据不连续、时效性差等问题。
此外,人工监测还需要耗费大量的人力、物力和时间,难以满足大规模、长期监测的需求。
为了提高监测效率和精度,一些自动化监测技术逐渐被应用于地下水监测领域。
例如,水位自动监测仪能够实时记录地下水水位的变化,通过传感器将水位数据传输到数据采集终端;水质自动监测仪可以连续监测地下水中的主要污染物浓度,如重金属、有机物等,并及时反馈监测结果。
这些自动化监测设备在一定程度上提高了地下水监测的效率和精度,但仍然存在着一些局限性,如设备成本较高、维护难度大、对复杂环境的适应性差等。
二、地下水监测技术的创新(一)传感器技术的发展传感器技术是地下水监测技术创新的重要支撑。
近年来,新型传感器不断涌现,如光纤传感器、电化学传感器、生物传感器等。
光纤传感器具有抗干扰能力强、灵敏度高、耐腐蚀等优点,能够实现对地下水温度、压力、水位等参数的高精度监测;电化学传感器则能够快速检测地下水中的各种离子和污染物浓度,具有响应速度快、选择性好等特点;生物传感器利用生物分子的特异性识别作用,能够对地下水中的微量有机污染物进行检测,具有高灵敏度和特异性。
(二)物联网技术的应用物联网技术的发展为地下水监测带来了新的机遇。
地下水资源监测技术的创新与应用水是生命之源,而地下水资源作为水资源的重要组成部分,对于人类的生产生活、生态环境的平衡都具有不可替代的作用。
随着社会经济的快速发展和人口的不断增长,对地下水资源的需求日益增加,同时也面临着地下水资源过度开采、污染等严峻问题。
为了实现地下水资源的合理开发、利用和保护,地下水资源监测技术的创新与应用显得尤为重要。
一、地下水资源监测的重要性地下水资源的监测是了解地下水资源状况、掌握其变化规律的重要手段。
通过对地下水位、水质、水温、水量等参数的监测,可以及时发现地下水资源的变化趋势,为水资源的管理和决策提供科学依据。
同时,地下水资源监测还能够为预防和治理地下水污染、保障地下水的生态功能提供数据支持。
二、传统地下水资源监测技术及其局限性在过去,常用的地下水资源监测技术主要包括人工监测和简易自动监测。
人工监测通常是通过定期测量地下水位、采集水样进行实验室分析等方式来获取数据。
这种方法虽然简单直接,但存在监测频率低、数据精度不高、劳动强度大等缺点。
简易自动监测则是利用一些简单的自动监测设备,如水位计、温度计等,但这些设备功能单一,数据传输和处理能力有限。
传统监测技术的局限性在很大程度上制约了对地下水资源的全面、准确、及时的了解。
例如,在面对复杂的水文地质条件和快速变化的水资源状况时,传统技术往往难以提供足够详细和实时的数据,无法满足现代水资源管理和保护的需求。
三、地下水资源监测技术的创新(一)传感器技术的发展随着科技的不断进步,各种高精度、高灵敏度的传感器被应用于地下水资源监测。
例如,压力传感器能够更精确地测量地下水位的变化,水质传感器可以实时监测地下水的多项水质指标,如酸碱度、溶解氧、电导率等。
这些新型传感器不仅提高了数据的准确性和可靠性,还能够实现长期连续监测。
(二)物联网技术的应用物联网技术的出现为地下水资源监测带来了革命性的变化。
通过将传感器与物联网设备连接,可以实现监测数据的远程传输和实时共享。
• 186•我国广阔地域下地质水文情况变化复杂,各地水文特征差异较大,人工手段对水文情况进行监测、跟踪记录,数据传递慢,监测维护成本相对较高,难以做到不间断监测。
物联网技术可以很好弥补这方面的劣势,随着网络传递技术和智能化传感器技术的进步,作为物联网终端节点的成本越来越低,布置越来越方便,采集数据的效率越来越高,辅助现代互联网、信息通信技术,形成一整套的工程系统完成水文环境监测。
因此,物联网在水文监测中的充分利用是今后水文监测智能化的重要手段和发展方向。
1 物联网技术及其结构1.1 物联网技术的特点物联网技术的应用基础是通过利用红外感应器等一系列感应器,将实物与网络联系在图1 基于物联网的水文监测信息系统图2 数据采集终端框架一起,实时不间断的将实物数据信息,通过特定的通信协议,借助互联网进行数据传递和交互,从在对实物达到识别、跟踪、定位等一系列监测管理。
1.2 物联网结构网络通信等技术的集成。
这其中:感知技术,主要体现在各种传感器设备的应用,是对实物信息数据的原始采集手段,实现物物相联的基础。
数据融合,对于感知技术采集得到各种数据信息进行处理,反映出实物的原始信息,处理后满足信息利用的有效化,这是得出监测数据结果的手段。
云计算是数据处理手段,是利用网络更高效率的数据信息处理方式。
网络通信技术,其主要是通过传感器提供数据和智能终端进行互联。
湖北省汉江兴隆水利枢纽管理局 王小霞物联网技术在水文监测信息系统中的应用• 187•物联网工作原理,是由感知技术设备(传感器)采集原始数据,通过网络通信技术将这些数据传递到应用层面。
应用层面依据分析处理后数据再次命令感知技术设备再次采集数据,形成一个工作循环。
2 基于物联网的水文监测信息系统从南京市的物联网在水文监测中的应用来看,虽然是一个简单示例,但也包含了物联网在水文监测系统中的所有构成。
图1是基本的水文监测系统基本构成。
2.1 物联网数据采集设备物联网数据采集设备,是整个系统的触角,即在水位站、监测站安装传感器,还有视频监控设备。
环境科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald140DOI:10.16660/ki.1674-098X.2018.13.140基于物联网的地下水环境监测系统①任妹娟 张磊(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 河北保定 071051)摘 要:在地下水环境监测中使用有线监测系统,存在着野外交通不便、监测点分散等问题。
针对这些问题提出了一种基于物联网技术来实现地下水环境参数的远程传输的设计方案。
通过对监测井地下水环境信息的采集,将数据进行整合处理,按照约定的规则经过移动通信网络远程传输至中心站,从而实现对地下水环境的实时、有效的监测和管理。
通过野外的实际应用,该系统满足技术要求,可以很好地用于地下水环境监测领域。
关键词:地下水 地下水污染 物联网 远程传输中图分类号:Tp31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2018)05(a)-0140-03①基金项目:国土资源部公益性行业科研专项(项目编号:201411083)。
作者简介:任妹娟(1982—),女,汉族,河南濮阳人,硕士,高级工程师,研究方向:水工环地质。
地下水是水资源的重要组成部分,地下水在保障人民生活安全、促进经济社会发展和维系生态平衡等方面发挥着重要的作用。
为了合理地开发和利用地下水资源,遏制已有的地下水环境问题的进一步恶化,必须加强对地下水开发利用的科学管理,而加强管理的先决条件是及时准确地了解地下水的动态变化情况[1]。
随着水污染问题日益严重,国家对水质监测工作提出了更高的要求。
水质监测系统发展经历了多个阶段,由最初的人工监测,发展到现在在线监测系统的研究与应用[2]。
针对地下水环境监测的特点,设计了一种基于物联网技术的地下水环境监测系统并成功应用于野外工作。
物联网技术的主要特点是通过信息传感设备,按照规定的协议实现人与人、人与物、物与物间全面互联的网络[3]。
对地下水监测系统进行智能运行管理,首先依赖于对监测系统各个环节运行参数的在线监测和实时信息掌控,因此,物联网作为“智能信息感知末梢”,成为推动地下水环境监测技术发展的重要技术手段[4]。
物联网技术在水资源监测中的应用作者:程春刘洋李伟亭来源:《数字技术与应用》2017年第01期摘要:水资源是自然生态系统重要的物质资源,但随着社会的发展,使得水资源面临越来越严重的危机。
本文从水资源的短缺以及严重污染为背景,研究了早期水资源监测情况以及现在水资源监测中出现的弊端,从物联网的体系架构入手,分析了物联网技术主要是传感器技术、ZigBee无线通信技术和嵌入式技术在水资源监测中的具体应用。
关键词:水资源;物联网技术;水资源监测中图分类号:TP399 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)01-0074-02水资源是自然生态系统重要的物质资源,也是人类经济社会系统发展的重要基础支撑物质资源。
随着经济社会发展和人口增加,以及自然条件的变化,我国在水资源领域面临着严峻的挑战。
水资源短缺日益成为世界各国关注的焦点问题之一,作为世界上人口最多的国家,我国水资源总量居世界第6位,人均占有量为2240m2,仅为世界人均的四分之一。
我国城镇附近水体受污染率已高达90%,适宜饮用的洁净水源已经所剩不多,对数亿人口饮用水安全构成了重大威胁,加大保护水源的力度将是关系到国计民生的大问题。
对水资源进行监测和管理无疑成为解决水资源污染以及短缺的重要基础手段。
物联网技术的出现,则为解决水资源污染以及短缺的问题提供了新思路与新方法。
1 水资源监测的发展状况在信息技术不够发达的时候,水利管理部门对水资源的监测与管理主要是采用的是人工监测,人工检测的缺点是花费时间长,劳动量很大且发现的问题少,只能监测到很少的水资源信息种类,并且时效性非常差。
单片机和智能仪表的出现,使得水资源的监测进入了短距离的自动监测时代,但是这种监测只能应用于单个的水资源监测站点。
随着网络技术的发展与普及,可以将单个的水资源监测站点通过网络连接,从而形成一个具有一定规模的水资源监测网络,节省了较大的人力。
但是随着使用规模的扩大以及监测时间的增长,发现该方式需要大量的计算机来进行监测,并且在部署时要使用总线控制,会导致资源的浪费且不利于监测网络的再扩展。
物联网在水质监测中的应用随着科技的不断发展,物联网(Internet of Things,IoT)已经成为了一个热门话题。
物联网是指通过互联网将各种智能设备和物体连接起来,实现信息的传输和共享。
在环境保护领域,物联网也发挥着重要的作用,尤其是在水质监测方面。
本文将介绍物联网在水质监测中的应用,以及其带来的优势和挑战。
一、1. 实时监测传统的水质监测通常需要人工采样和实验室分析,这种方式耗时且不够及时。
而物联网的应用可以实现实时监测,通过传感器和互联网的连接,采集水质数据并实时传输到云端服务器。
相关部门可以随时查看水质信息,及时发现问题并采取相应的措施。
2. 大数据分析物联网在水质监测中采集到的数据非常庞大,传统的手工分析已经无法满足需求。
物联网的特点在于数据的实时性和全面性,可以快速收集各种指标的数据,包括溶解氧、氨氮、COD等。
通过对这些数据进行大数据分析,可以得出更准确的水质评估结果,为决策提供科学依据。
3. 远程控制物联网可以实现对水质监测设备的远程控制。
传感器可以通过物联网连接到监控中心,监控人员可以通过电脑或手机远程操作设备,进行参数调整以及故障排查。
这种远程控制的方式提高了监测设备的运行效率,减少了人力资源的浪费。
4. 预警功能物联网在水质监测中还可以实现预警功能。
通过对水质数据进行实时监测和分析,当发现水质指标超出安全范围时,系统可以自动发送报警信息给相关人员,以便及时采取措施进行调整和处理,防止水质污染扩大。
二、物联网在水质监测中的优势1. 提升监测效率物联网的应用可以实现水质监测的自动化和实时化,大大提升了监测效率。
不再需要人工采样和实验室分析,监测过程更加便捷和高效。
2. 提高数据准确性物联网通过传感器和互联网的连接,可以实时采集水质数据,并自动上传至云端服务器。
相比传统的手工记录,物联网减少了人为因素的干扰,提高了数据的准确性和可靠性。
3. 加强监测网络传统的水质监测主要依靠少数固定的监测点,无法全面了解水域的整体状况。
物联网在水质监测中的应用随着科技的发展和社会的进步,物联网(Internet of Things,简称IoT)的概念已经成为当今社会中的热门话题。
物联网能够将各类物体连接到互联网上,实现信息的交互和共享,为各行各业带来了许多便利和发展机遇。
其中,水质监测是物联网技术广泛应用的一个领域。
本文将探讨物联网在水质监测中的应用,旨在展示物联网技术在保障水质安全和提升水质监测效率方面的重要作用。
一、引言水是生命之源,保障水质安全对于人类的健康和社会的可持续发展至关重要。
然而,由于人类活动、工业生产和自然因素的影响,水质受到了严重的污染和破坏。
因此,及时准确地监测水质变化成为了当务之急。
而物联网技术的快速发展和应用为水质监测提供了全新的解决方案。
二、物联网在水质监测中的技术应用1. 传感器技术物联网中最核心的组成部分是传感器技术。
传感器可以将物理、化学或生物等参数转化为电信号,并通过物联网网络传输给数据处理中心。
在水质监测中,传感器可以用于监测水体的温度、PH值、溶解氧含量、浊度和各类污染物质等指标。
通过精确的传感器测量,可以实时监控水质变化并及时采取措施保障水质安全。
2. 数据采集与传输物联网技术能够实现各类设备、传感器之间的数据共享与传输。
在水质监测中,各类传感器可以通过物联网网络将监测数据传输到中心数据库,实现数据的集中存储和处理。
通过对数据的长期记录和分析,可以得出水质变化的趋势和规律,为日后的水质管理决策提供有力支持。
3. 远程监控与控制物联网技术实现了设备之间的远程连接和控制。
在水质监测中,监测设备可以通过物联网平台实现远程控制和管理。
无论是在城市的自来水厂还是在农村的灌溉系统中,物联网技术可以通过远程监控和控制实现对水质监测设备的自动化操作和维护,提高工作效率和水质管理水平。
三、物联网在水质监测中的优势1. 实时性传统的水质监测方法需要人工采样和实验室检测,耗时耗力且无法实时反馈。
而物联网技术可以实现对水质的实时监测和数据传输,极大提高了监测效率和数据的精确性。
摘要:全球发展进入信息化后,信息化水平已经成为国家综合实力的重要组成部分,信息化已经成为国家战略发展规划,被广泛应用在各个领域。
物联网技术是信息化手段的形式之一,连接了物与物并能够实现通信,对于水文保持监测具有重要意义。
该文立足于现实背景,详细分析水土保持监测工作中存在的问题,分析物联网技术在水土保持监测中的重要价值,并探究物联网技术在水土保持监测中的具体应用策略。
关键词:物联网技术;水土保持;监测;应用物联网技术概念提出已有二十多年,是一种能够将物品对应的信息与网络联系起来的信息技术。
物联网技术中融合了多种比较成熟的技术,具有较大的发展潜力和良好的发展前景。
特别是国外一些国家已经将物联网技术视为下一代革命技术,也曾有专家预言物联网技术将成为下一个信息产业高峰。
在中国高度重视生态文明建设的背景下,水土保持监测工作受社会广泛关注,在水土保持监测工作中应用物联网技术可以成为改善监测现状的重大突破口。
1水土保持监测工作中存在的问题1.1 水土保持监测数据获得并不稳定传统的水土保持监测工作中缺乏支持开展信息化工作的基础设备,导致水土保持监测数据的来源并不稳定。
首先,中国的水土保持监测工作通常以五年为一个周期,由于经费以及其他条件的限制,水土保持监测普查工作的开展受到影响,缺乏稳定的监测数据信息参考,已经成为影响水土保持监测工作质量的重要因素之一。
其次,依赖于人工开展水土保持监测工作,不可避免地会对数据信息收集的稳定性产生影响,受工作人员状态、工作环境等因素的影响,水土保持监测数据的获得缺乏稳定性。
1.2 水土保持监测数据获得并不及时传统的水土保持监测工作所获得数据信息不够及时,信息数据存在着明显的滞后性问题。
一方面,工作人员在水土保持监测工作中主观能动性不强,在监测过程中存在着监测力度不够、监测态度不积极、监测效果不佳等问题,导致水土保持监测数据存在滞后的问题。
另一方面,水土保持监测工作的信息化水平并不高,特别是一部分监测站和监测中心建设时间已久,内部的设备长时间缺乏更新,同样制约了水土保持监测的发展。
物联网技术在水源监测和保护中的应用研究一、绪论水是人类生存的重要资源之一,而随着城市化进程的加速和经济发展,水资源的使用越来越难以满足人们的需求。
此外,水污染成为了水资源的主要难点。
物联网技术的出现改变了世界,不仅为人们的生活带来了方便,更重要的是,这项新技术为水源的监测和保护提供了新的方法。
物联网技术具有物联感知、数据采集、智能决策等优势,因而在水源监测和保护中有广泛的应用。
二、物联网技术在水源监测中的应用1. 物联传感器在水污染监测中的应用水污染是水资源面临的主要问题之一,要想高效管理水质,必须实时监测。
物联网传感器是实现实时水质监测的重要工具。
传感器可以通过监测参数如PH值、余氯浓度和溶氧量等,实时获取数据并自动上传到云端。
监测数据经过计算、参考和分析,便可得到准确的水质指标,便于实现污染预测和污染源治理。
2. 物联平台在水资源管理中的应用物联平台是物联网架构的管理核心,不仅可以连接多种数据源,还可以提供数据分析、模型构建和智能决策等功能。
在水资源管理中,物联平台在数据采集和分析方面发挥着重要作用。
物联平台可以获取各个监测平台实时采集的水质数据,并对其进行分析、处理和展示。
此外,物联平台还可以协调各个平台的数据,统一质量等级,并为管理者提供多种决策选项。
3. 软件工具在水源管理中的应用物联网技术的一个重要应用方向便是为决策者提供可视化的管理和决策工具,帮助其制定合适的规划并推动可持续水资源的发展。
在水资源管理中,监测数据的可视化对于决策的深入了解、提高效率和准确性至关重要。
在水资源管理中,软件工具是可视化展示数据、分析数据、制定规划和决策方案的关键组成部分。
基于物联网技术,软件工具可以为水资源管理者提供多样化、高度透明的数据管理和解决方案。
三、物联网技术在水源保护中的应用1. 物联传感器在水源保护中的应用在监测保护对象方面,物联传感器可以在多个运营维护场景下从多个角度来监测水质,如多点监测、在线监测和远程遥测监测等。
物联网技术在智能水务监测中的应用在当今数字化的时代,物联网技术正以惊人的速度改变着各个行业的运作方式,水务领域也不例外。
智能水务监测作为水务管理的重要组成部分,借助物联网技术实现了更高效、更精准和更可持续的水资源管理。
物联网技术简单来说,就是通过各种传感器、网络设备和软件系统,将物理世界中的物体连接到数字世界,实现数据的采集、传输和分析。
在水务监测中,物联网技术的应用范围广泛,涵盖了从水源地到水龙头的整个水务流程。
首先,在水源地监测方面,物联网技术发挥着至关重要的作用。
通过在水源地部署水质传感器、水位传感器和流量传感器等设备,可以实时获取水源的水质状况、水位高低以及水流量大小等关键数据。
这些传感器能够检测到各种水质参数,如酸碱度、溶解氧、浊度、重金属含量等。
一旦检测到水质异常,系统会立即发出警报,以便相关部门及时采取措施,保障水源的安全。
其次,在供水管网的监测中,物联网技术也大显身手。
在供水管网的关键节点安装压力传感器和流量传感器,可以实时监测管网的压力和流量变化。
这有助于及时发现管网的泄漏、爆管等问题,减少水资源的浪费,提高供水的可靠性。
而且,通过对管网压力和流量数据的分析,还可以优化供水调度,实现节能降耗。
再者,物联网技术在污水处理环节也有着重要的应用。
在污水处理厂,各种传感器可以实时监测进水水质、处理过程中的关键参数以及出水水质。
这使得工作人员能够精确控制污水处理的各个环节,确保达标排放。
同时,通过对污水处理设备的远程监控和故障诊断,可以提前发现设备故障,减少停机时间,提高污水处理厂的运行效率。
另外,物联网技术还为用户端的用水监测提供了便利。
智能水表的普及让用户能够实时了解自己的用水情况,从而促进节约用水。
而且,水务部门可以通过对用户用水数据的分析,发现用水异常,及时排查问题。
然而,要实现物联网技术在智能水务监测中的有效应用,还面临着一些挑战。
技术方面,传感器的精度和稳定性需要不断提高,以确保采集到的数据准确可靠。