浮标式水质在线监测系统的研究现状调研

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1、浮标式水质在线监测系统的研究现状调研一、浮标的工作原理1）水质浮标在线监测系统构成水质浮标的主体主要由浮标体、水质参数传感器、供电系统、数据采集系统、GPS定位系统和数据传输系统等组成，水质浮标集成了传感器技术、计算机技术、数裾采集处理技术、通信技术以及定位技术等离新技术。浮标体主要捉供各子系统的挤载f•台，保障系统的正常运行：水质参数传感器是浮标监测系统的核心，主耍是利用传感器技术进行水质参数指标的测定，荻取水质参数数据；供屯系统主耍为浮标监测系统的也子仪器进行供也，保障仪器的IE常运行，M前浮标也源系统主耍是用太阳能板给蓄也池补

2、充能源：数据采集系统主要您中采您和存储各水质参数传感器测定的数据；gPs定位系统实现浮标位畀信息的获取和浮标的远程监控；数据传输系统卞耍实现数据的定吋H动发送。2）浮标工作模式水质浮标工作模式-•般是采用叫歇式工作方式，用户根据需耍设定工作吋叫或芯叫隔吋M。休眠工作时段传感器、数据采集和数据发射系统等部分断电休眠，只宥位班电路工作；休眠结束时，系统给传感器进行供电初始化，进入工作时段，水质传感器进行水质参数监测，数裾采集系统进行数裾采集和存储，数据传输系统定时把数据发送出去后，系统断电进入休眠时段、3）浮标数据传输系统：浮标数据传输

3、的实时性要求较高,一般延吋小于1min；浮标监测系统•-•般布设于远离陆地的近岸海域，因此浮标的数裾传输系统主要采川无线通信方式，目前应川较多的通信方式有：GSM、CDMA和GPRS通倍方式、Iiimar—satC通倍方式。GSM、CDMA和GPRS通信力‘式，主要是利川移动通信公司的移动通倍网络，数据以SMS短信息的方式进行发送。此方式灵活，性能可靠，成本较低，实吋性较好，不受吋间限制可连续工作。们该人忒受移动通信网络褪盖范围的限制，只适合移动通信网络褪盖范围之内的近岸海域，使川范W受限。Inmar-satC通信方式主要足利川W家

4、海箏卫组组织管理的Inmar-satC系统提供的全球海唞卫S通信系统，采用信息存储转发的方式进行通信。此方式锐盖范闹广（覆盖了世界大部分海洋），实川性强，稳定性和可靠性高，实时性好，设备较小，但通倍成木较高。图1浮标式水质自动监测系统组成示意图二、浮标的研究现状2.1国外浮标式水质监测技术的发展现状1)通用型浮标水质监测技术已经成熟通川型水质检测浮标主要指当前已经产品化，并且能够满足常规海洋参数观测业务化运行的浮标2)重点发展多种专用型浮标针对特定的应用需求，国外研制了多种专用浮标系统，代表成果冇海洋剖而浮标、海上风剖而浮标、海啸浮

5、秘、波浪浮标、光学浮粘、海冰浮秘、海气通量观测浮秘和海洋酸化观测浮标等。2.2国内浮标式水质监测技术的发展现状1)通用型观测浮标己实现业务化运行，构建浮标观测网，总体技术水平与国际相当。我国从1965年开始研制海洋资料浮标，经过近50年的发展，在国家863等计划和冇关部门的支持下，取得了丰硕的成果，已经基本牮握了关键核心技术,总体已经达到W际先进水平。我M研制的第一个海洋资料浮标诞生于1965年，为船型结构，如图2(a)所示。此后，在国家的支持下，浮标技术大力发展，目前，己经形成直社从10m到3m的产品系列(如阁2(b)-(e)所示

6、)，完全能够满足我W近海长期业务化观测的需求，M屮研制的3m直社小型浮标为2008年奥帆赛捉供丫大量打效数据，受到各界一致好评。深远海观测浮标A*而也开展了部分工作，研制了工程样机，取得了一定成果，布放海域敁深达到3500m,敁远至印度洋和格陵兰海海域。⑻船划浮杯(a)Shiphull(b)10m浮标(b)10mdiameter(c)6m浮标

7、些方而的水平己经达到国际领先水平。观测参数种类多于M外产品；采用了多种数裾通倌手段，其中北斗通信7/式是我M独有；数据传输叫隔7/而有多种传输间隔可供选择。2)专用型浮标研究取得一定成果海洋剖面观测浮标：“十五”期间，国家海洋技术中心研制了利用马达驱动的剖面观测系统(图3(a))，“十一五”期间屮船重工710所研制了利用浮力控制的剖而观测浮标系统(图3(b))，屮科院海洋所研制了波浪能驱动忒的剖而观测浮标系统(阁3(c))，3种系统均经过了海上测试，敁人布放水深达4000m,能观测海水温度、盐度、深度和海流等参数。

8、)浮力柠制(c)波浪能卯动U(aMotordriving-^lb)Buoyanevdriving^(c>Wavedriving^图3我国研制的海洋剖面观测浮标波浪浮标：我M的浮标测波技术取得丰硕成果，代表成果是山东锊科学院海洋仪器仪表