基于紫外—可见光谱法水质COD检测的远程监测预警系统设计与实现

发布时间：2017-03-21 22:00

  本文关键词：基于紫外—可见光谱法水质COD检测的远程监测预警系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：众所周知,水不仅是人类社会发展必不可少的自然资源,而且也是人类和一切生物赖以生存的物质基础。然而,随着社会经济的快速发展以及人口的迅猛增长,工农业废水和城市生活污水排放急剧增加,致使原本匮乏的地表水资源受到极大的污染,水污染事件和突发性水污染事故频发,敲响了水质安全的警钟。通常,水环境污染源应急监测(Emergency Monitoring),主要是基于单台仪器采用间断方法进行离线、非实时检测,甚至是人工定期巡查取样、实验室分析的非在线式监测。这些方法检测周期长、水域范围受限、缺乏水质变化预警机制,既难以及时掌握水质随时间的变化情况,又不能满足水环境监控部门对水资源保护、监督、管理等的需要。为此,本学位论文在重庆市研究生应用型科研创新项目“基于无线传感网络的光谱水质监测系统”(项目编号:CYS14039)和四川省科技支撑计划资助项目“多功能水质实时自动监测技术开发与产品研制”(项目编号2012SZ0111)的联合资助下,开展了紫外-可见吸收光谱法水质COD检测的远程监测预警系统研究。论文在详细阐述光谱法检测水质COD以及地表水水质监测系统的国内外研究现状及发展趋势的基础上,结合江河流域水质监测的实际需求,以紫外-可见光谱法水质COD检测为手段,综合运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、4G无线网络以及数据库等技术,研制了一套集水质光谱数据采集、传输、解算、显示、管理等功能为一体的光谱法水质COD检测的远程监测预警系统。论文概述了紫外-可见光谱法水质COD的检测原理,分析了远程监控预警系统的设计思想和结构体系,讨论了远程监控中心软件的功能、实现方法以及测试过程,利用Microsoft Visual Studio 2010开发平台和结合SQL SERVER数据库系统软件,设计了光谱法水质COD检测的远程监控中心,实现了远程监控中心对流域水质监测节点光谱数据的实时显示与存储、历史数据查询、超标预警以及GIS可视化分析等功能。研究结果表明,系统构建简单,水质监测节点部署灵活,不受地理位置限制,远程监控中心功能丰富、性能稳定、维护便捷,大大减少了对水域环境监控的人力、物力、财力等资源浪费,且实时获得的流域水质状况,不仅为地表水水质安全提供强有力的保障,而且为合理利用水资源和改善水质提供了科学依据,更可为政府决策部门对流域水环境进行综合管理提供强有力的支持,具有广阔的实际应用前景。
【关键词】：紫外-可见光谱法 水质COD检测 远程监控预警 GIS GPS
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X832
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外相关技术研究现状9-14
• 1.2.1 紫外-可见光谱法水质COD检测技术的研究现状9-12
• 1.2.2 地表水水质监测系统的发展12-14
• 1.3 本文主要研究内容14
• 1.4 本章小节14-16
• 2 系统关键技术16-24
• 2.1 光谱法水质COD检测的工作原理16-18
• 2.1.1 朗伯-比尔定律16-17
• 2.1.2 水质COD的解算17-18
• 2.2 远程监测预警系统技术原理18-23
• 2.2.1 百度地图API应用于GIS18-19
• 2.2.2 GPS的概念及其定位19-21
• 2.2.3 4G网络概述及其应用21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 3 水质COD检测的远程监测预警系统的总体设计24-47
• 3.1 系统需求分析24-25
• 3.2 功能分析25-27
• 3.3 系统总体设计27-32
• 3.3.1 系统总体架构27-28
• 3.3.2 水质监测节点设计28-31
• 3.3.3 远程监测预警系统的软件服务31-32
• 3.4 数据传输模块设计32-38
• 3.4.1 TCP/IP协议层模型32-33
• 3.4.2 数据传输模式分析33-34
• 3.4.3 数据传输协议的设计34-38
• 3.5 数据库设计38-44
• 3.5.1 数据库概念模型设计38-41
• 3.5.2 数据库物理模型设计41-44
• 3.6 主体界面设计44-46
• 3.7 本章小结46-47
• 4 水质COD检测远程监控预警系统的实现47-61
• 4.1 远程监测预警系统的实现47-58
• 4.1.1 登录管理模块的实现47-48
• 4.1.2 数据通信模块的实现48-50
• 4.1.3 GIS地图模块的实现50-51
• 4.1.4 数据查询模块的实现51-55
• 4.1.5 预警模块的实现55-56
• 4.1.6 水质监测节点的实现56-57
• 4.1.7 Web浏览模块的实现57-58
• 4.2 远程监测预警系统测试58-60
• 4.2.1 水质监测节点基本特性测试58
• 4.2.2 远程监控中心功能测试58-60
• 4.3 本章小节60-61
• 5 总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录68
• A作者在攻读硕士学位期间发表、录用的论文目录68
• B主研或参加的科研项目68
• C作者在攻读学位期间取得的科研成果目录68

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本文编号：260339