水体生态环境监测.ppt

水深测量传感器
船 体
控制中心发出指令
传感器将检测到的数据传回中心
监 测 中 心
具体方案——第四步
• 水下鱼群的探测；智能船在指定的路线里行驶，同时装在船上的传感器不
断发出信号，搜索水下是否有鱼群。传感器将得到的信息输送给芯片，芯 片再用以上同样的方法将数据传送给电脑。
声纳鱼群探测传感器
船 体
控制中心发出指令
对所测量的结果进行信号处理；
• 2010.7~2010.9：安装传感器，用于探测水深以
及鱼群；
• 2010.10~2010.11：各种部件完成安装以及测试
后，进行整体软件编程，将程序植入芯片使整个 系统真正智能化；
• 2010.12~2011.1：测试以及改进系统； • 2011.2~2011.3：成果展示以及发表论文，申请
传感器将检测到的数据传回中心
核心技术
• 在线检测技术 • 无线通讯技术 • 无线遥控技术 • 无线视频传输技术 • 无线传感器网络技术
无线摄像头以及各类在线检测传感器
项目进度规划 ~第一阶段
• 2009.2~2009.3：主要搜索相关材料，购买船模
以及分析所涉及的知识；
• 2009.4~2009.5：组员任务分配，购买相关资料
பைடு நூலகம்
将通过自己的努力，掌握专业方面的相关知识，我们可以
提前掌握一些关于检测技术，无线控制技术，传感技术，
信息处理等方面的知识。另外，我们还可以根据已学过的
声学，热学，运动学的知识充分发挥自己的优势。
•
本组的所有成员均对科技创新有极其浓厚的兴趣，有
强烈的求知欲望，且善于发现问题，并联系实际从而解决
问题。同时，我们每一个成员都具有不错的动手能力，其
• 下面就智能船的各项功能以及工作原理进行详细
的介绍。
具体方案——第一步
• 应用无线摄像头对大型船只以及人无法进入
的水域进行探测
无线摄像头
船 体
监 测 中 心
具体方案——第二步
• 水温水质的测量；操作人员通过电脑以及无线信号发射器将指令发送
给上面上的智能船，船上的信号接收器接收到信号后将其传输给智能 芯片，芯片发出指令，让船前往指定的水域，通过水质水温分析传感 器进行水温水质的测量；
现状分析——国内情况
• 济南大学的《智能环保船》 • 集美大学的《水上清理船》 • 吉林大学的《水上垃圾清理船》 • 然而，他们的研究只是围绕在水上垃圾的清理这一方面，
而且由于船只体积上的限制，他们只能在小范围内进行小 规模的垃圾打捞，然而在水质方面的检测并未涉及。
• 而与本课题研究方面较为接近且技术比较成熟的有：北京
书，并进行分工学习，制定初步的制作方案；
• 2009.6~2009.9：将无线摄像头安装在船体上进
行试验，通过其视频传输检测器效果；
• 2009.10~2010.3：通过安装智能芯片，无线信
号接收器，以及编写相关程序，实现船能够按 操作人员发出的指令进行有目的的行驶；
项目进度规划~第二阶段
• 2010.4~2010.6：安装水温和水质测量仪，以及
水体生态环境监测智能船
单位 负责人 组员
指导老师
电子信息工程学院 陈楚鑫 崔磊 李建桦 何洪丰 梁腾飞 唐德东 叶文 吴英
背景
• 目前许多国家的河流、湖泊，海域等水体污染十
分严重，给人们的生存环境、投资环境和开发利 用旅游资源等带来负面影响。据统计全世界每年 都有4200多亿立方的污水被排入带河流湖泊中去， 污染了5.5万亿立方的淡水，这相当于全球径流总 量的14%以上。每年我国用于防治水污染的费用 高达上千亿元，而去年发生在太湖的水污染事件 已经深刻的提醒人们：水体污染的防治刻不容缓！ 因此急需高效，安全，低成本的水体生态环境监 测装置，用来对前期水域污染情况的监测。
航空航天大学研制的新一代仿生机器鱼。其是通过研制仿 生机器鱼，并搭载上面所说的美国哈希（HACH）公司的 Hydrolab多参数水质监测仪进行多方面的水质测量的，但 其费用十分高昂。
• 北京航空航天大学研制的新一代仿生机器鱼 及其工作时的图片
项目意义
• 科学界正在努力寻找一种便捷的手段对无人到达的小流域
水温水质传感器
船 体
控制中心发出指令
传感器将检测到的数据传回中心
监 测 中 心
具体方案——第三步
• 水深测量；操作人员通过电脑以及无线信号发射器将指令发送给上面上的
智能船，船上的信号接收器接收到信号后将其传输给智能芯片，芯片发出
指令，让船前往指定的水域，传感器发出信号，通过水底反射回来的信号
从而测量水深。
现状分析——国外情况
美国哈希公司的HYDROLab多 参数水质监测仪，其监测参数 包括溶解氧、pH、ORP （氧化还原电位）、电导率 （盐度、总溶解固体、电阻）、温度、深度、浊 度、叶绿素 a、蓝绿藻、若丹明 WT、铵 /氨离子、 硝酸根离子、氯离子、环境光、总溶解气体共十 五种参数。其监测功能十分强大，但是它必须搭 配一定的载体才能完成任务，而且其价格十分昂 贵，一台就要十万元左右。
或小洞穴的水质、水深以及生态情况进行全面监测，但目 前都还是集中在局部的研究。
• 该领域涉及的知识都是自动化领域的知识，该项目对学生
的锻炼是一个非常好的项目，不仅培养学生的动手能力， 而且项目本身也具有较好的应用前景，该项目的研究是对 小江小流的环保问题是一种有效的探索，具有重要的应用 价值和研究意义。
• 从已申报专利的情况来看，应用于水体生态环境监测的设
备都是以固定仪器以及水下机器人为主，目前尚未有利用 船模进行多方位的水体生态环境的监测，因此我们的课题 可以弥补这一方面的空白.
自身具备的知识及特长
• 本课题研究的项目需要传感，通讯和视频传输等电子
信息方面的技术。我们小组成员作为自动化专业的学生，
中大部分都加入了我们电子信息工程学院的电子创新协会，
且在协会里积极参加各项活动并从中锻炼了自身的实践能
力。最重要的是我们每个组员都具有吃苦耐劳的精神，并
且都具有团队精神，这些都是确保项目顺利进展和质量的
重要因素。
具体方案——总述
• 本课题是制作一艘可用于水体生态环境探测的智
能船，船的主要结构包括：船体，智能芯片，无 线摄像头，水质水温测量仪，用于探测水深的测 量仪，以及可以探测水下鱼群的声纳传感器，同 时还有信号发射装置 ，此外还需要有信号接收器。 以上各部件通过已植入系统程序的芯片有机的结 合起来，实现各项功能的运作。