背景
在我國，湖泊與水庫水體占據(jù)著舉足輕重的地位，它們作為關(guān)鍵的飲用水水源地，守護著億萬民眾的飲水健康防線，水質(zhì)優(yōu)劣直接關(guān)聯(lián)到千家萬戶的生活品質(zhì)與福祉。當今時代，科技發(fā)展一日千里，社會整體水平持續(xù)攀升，相應(yīng)地，水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域也步入了全新的發(fā)展階段，各界對水質(zhì)監(jiān)測手段的精準性、科學性與高效性提出了愈發(fā)嚴苛的要求。
回顧傳統(tǒng)的固定式水質(zhì)自動監(jiān)測站，諸多短板日益凸顯，嚴重制約了其效能發(fā)揮。一方面，站內(nèi)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(tài)，而歷經(jīng)漫長距離輸送后的水樣，溶解氧、濁度等關(guān)鍵指標仿若 “脫韁之馬”，頻繁發(fā)生偏離實際的變化，致使最終監(jiān)測數(shù)據(jù)與水體真實水質(zhì)狀況 “貌合神離”，代表性大打折扣。
同時，固定不變的采樣點設(shè)置模式，恰似 “刻舟求劍”，在面對復(fù)雜多變、流動性強的湖庫水體環(huán)境時，難以捕捉到水域各處的水質(zhì)全貌，所獲數(shù)據(jù)代表性不強，難以精準反映整體水質(zhì)情況。并且，這類監(jiān)測站對工作環(huán)境條件極為 “挑剔”，在偏遠地帶，尤其是自然條件惡劣、基礎(chǔ)設(shè)施匱乏之地，幾乎 “寸步難行”，設(shè)備安置與運維面臨重重阻礙，難以落地生根。
再看現(xiàn)有的岸邊水質(zhì)自動監(jiān)測站，同樣在時代浪潮的沖擊下盡顯疲態(tài)，已然跟不上現(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測工作快速發(fā)展的步伐，在應(yīng)對排污口污染物擴散動態(tài)追蹤、斷面水質(zhì)精準剖析以及污染源頭嚴謹詢證等關(guān)鍵任務(wù)時，力不從心。諸多局限綜合發(fā)力，如同重重枷鎖，極大束縛了水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在湖泊、水庫水體水質(zhì)保障這一關(guān)鍵領(lǐng)域大展拳腳，使其難以充分發(fā)揮守護水源地 “健康防線” 的重要作用。
產(chǎn)品介紹
水質(zhì)綜合監(jiān)測無人船是一套全自動、實時走航水生態(tài)在線監(jiān)測治理系統(tǒng)，是一套以傳感器為核心，運用現(xiàn)代物聯(lián)傳感技術(shù)和自動控制技術(shù)，專用數(shù)據(jù)分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的水質(zhì)自動監(jiān)測體系。其基本涵蓋了水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)（常規(guī)五參、氨氮、COD、藻類等）、水文類參數(shù)（流向、流速、流量等）、氣象類參數(shù)（氣溫、氣壓、濕度、風速、風向等）以及藻類抑制，具有多參數(shù)、智能化、測量周期短、低維護的特點，適合于船載走航式監(jiān)測治理。
無人船采用無人駕駛技術(shù)，可在江河、水庫、港口、湖泊、景區(qū)等水域環(huán)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(wěn)定、節(jié)能環(huán)保、高自動化、使用壽命長等優(yōu)勢，可大量節(jié)省人工治理成本，提高工作效率，全面改善水環(huán)境質(zhì)量 。
功能設(shè)計
水質(zhì)綜合監(jiān)測無人船可實現(xiàn)水質(zhì)在線連續(xù)監(jiān)測
1、可實時監(jiān)測水質(zhì)變化，靈活調(diào)整藻類治理方案。
2、系統(tǒng)具有異常狀況的自動診斷功能，并在出現(xiàn)故障時進行報警與記錄。
3、監(jiān)測頻次可根據(jù)現(xiàn)場情況智能設(shè)定，并支持遠程設(shè)定。
4、數(shù)據(jù)自動采集、處理、存儲及傳輸。
5、根據(jù)用戶要求進行數(shù)據(jù)的有效性判別，同時測試數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息數(shù)據(jù)自動采集與遠程傳輸。
6、自動分析過程中有完整的質(zhì)量控制手段及質(zhì)控數(shù)據(jù)報告，對
可疑數(shù)據(jù)實施相應(yīng)的標記（數(shù)據(jù)標識）。
7、具有系統(tǒng)日志功能，對系統(tǒng)和設(shè)備運行狀況信息進行存儲和傳輸并方便查詢。
8、系統(tǒng)具有停電保護及來電分級自動恢復(fù)功能。
9、系統(tǒng)設(shè)置具有開放性，用戶可根據(jù)需要靈活設(shè)置有關(guān)監(jiān)測參數(shù)，預(yù)留豐富接口及擴展空間，系統(tǒng)具有良好的擴展性，方便后續(xù)升級。
設(shè)計參數(shù)
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船體尺寸 |
約1m*0.6m |
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船體類型 |
單體船 |
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有效載荷 |
100kg |
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推進器功率 |
400w x2 |
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續(xù)航時間 |
2小時 |
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續(xù)航里程 |
10km |
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電池容量 |
24V，100AH（預(yù)留充分升級空間） |
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充電方式 |
預(yù)留充電接口，32V直流充電 |
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通訊方式 |
4G，藍牙 |
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導(dǎo)航避障 |
GPS+雷達 |
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安全監(jiān)控 |
艙內(nèi)進水、電池狀態(tài)、數(shù)據(jù)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(xiàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸功能，保證系統(tǒng)連續(xù)、可靠和安全運行。數(shù)據(jù)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(fā)與數(shù)據(jù)采集?？刂茊卧鸬匠猩蠁⑾碌淖饔?。其向上承接云平臺下發(fā)的各類管理命令，向下轉(zhuǎn)發(fā)上級管理命令、控制各類儀器單元及輔助單元正常運行、數(shù)據(jù)信息上報等工作任務(wù)。
具有斷電保護功能，能夠在斷電時保存系統(tǒng)參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)，在來電時自動恢復(fù)系統(tǒng)；
具備自動采集數(shù)據(jù)功能，包括自動采集水質(zhì)自動分析儀數(shù)據(jù)、供電、安防、視頻等數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)自動添加數(shù)據(jù)標識，異常監(jiān)測數(shù)據(jù)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?？刂乒δ?；
具備參數(shù)設(shè)置功能，能夠?qū)π?shù)位、單位、儀器測定上下限、報警（超標）上下限等參數(shù)進行設(shè)置；
具備各儀器監(jiān)測結(jié)果、狀態(tài)參數(shù)、運行流程、報警信息等顯示的功能；
具有監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出、自動備份功能，可分類查詢水質(zhì)周期數(shù)據(jù)、質(zhì)控數(shù)據(jù)（空白測試數(shù)據(jù)、標樣核查數(shù)據(jù)）及其對應(yīng)的儀器、系統(tǒng)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(fā)功能。
安防單元
l 系統(tǒng)和供電單元設(shè)置有防雷設(shè)施，船體通過避雷針將雷電導(dǎo)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(tǒng)的通訊線路有信號隔離，以此形成三級防雷。系統(tǒng)整體的防雷設(shè)計符合防雷規(guī)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(tǒng)
l 具備艙室漏水報警設(shè)備
數(shù)據(jù)采集與傳輸單元
控制單元具備數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，具備數(shù)字量、模擬量、開關(guān)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(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與網(wǎng)絡(luò)通信等功能。針對無人船系統(tǒng)輸出的相關(guān)狀態(tài)參量（如通訊狀態(tài)、故障、報警等信息等），數(shù)據(jù)采集傳輸儀每分鐘采集現(xiàn)場儀器設(shè)備運行狀態(tài)信息并對異常情況進行跟蹤記錄。如在某一測試周期內(nèi)出現(xiàn)了異常情況則對該周期內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行標識并上傳以保證中心平臺通過數(shù)據(jù)標識直觀明了的判別數(shù)據(jù)的有效性。
