一、方案背景
隨著生態環境監測網絡的發展和水質網格化監測的推廣，水環境自動監測站需要進行更密集的布點，以滿足污染溯源、水質預警、河長考核等大數據應用需求。常規水質自動監測站占地面積大、基建投入高，難以適應環境監測新形勢下的應用需求。為此，星創易聯結合多年水質在線監測儀器研發和集成經驗開發了微型水質自動監測系統。該系統采用預集成戶外監測，占地面積小，綜合智能微型監測傳感器、自動控制、計算機應用和通訊網絡等技術；可充分適應管理需求，采用低成本網格化布點、高頻監測手段，配備一套嚴密的數據質量控制體系；滿足流域水質評價、污染溯源、水質預警、河（湖）長考核等大數據監測需求。
二、系統概述
海洋浮標在線監測系統是利用先進的物聯網技術、無線傳感技術實現對水質、海流、波浪、氣象等參數的在線監測，為海洋生態研究提供全面的數據支持。觀測點以浮標體為平臺，儀器設備除了表層定點投放外部分設備還能通過自動升降系統進行垂直方向運動，進而實現其分層數據的采集。
浮標系統集成安裝太陽能供電系統和無線采集與傳輸系統，可通過GPRS/北斗衛星網絡將數據信息上報到管理中心站，同時配備了安全防護系統及運行監測及自檢系統有效保障了觀測點在長期無人值守狀態下穩定運行，為海洋生態系統治理、開發額保護研究工作提供基礎數據保障。
三、系統組成
系統由監控中心、傳輸單元、智能站點、浮標站等組成，具備系統運行狀態監控、視頻監控、水質監測系統、浮標狀態監控、遠程控制、遠程操作等功能。
海洋浮標在線監測系統克服了常規水質分析儀器的缺點，使用無線數傳設備能夠實時、連續、穩定、可靠得提供準備、快速的監測傳輸數據。監測因子涵蓋水質監測的常規主要參數、葉綠素、濁度、CDOM、COD、BOD、藍綠藻、氨氮、高錳酸鹽指數、TOC、總磷、總氮、磷酸鹽、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、硅酸鹽、重金屬（Fe、Mn、Pb、Cd、Cr6+）分體式氣象儀、一體式氣象儀，依據實際投放靶區水域特點及實際監測任務需求定制等。
前端監測設備：智能識別的水利自動監測（水質參數、營養鹽參數、水文參數、氣象及其他數據采集） 、水質/污染源監測終端。
通信網絡：2G/3G/4G通迅方式為主，短信備份為輔(北斗衛星可定制)。
監測中心：由服務器、公網專線(或移動專線)、水質水文監測系統軟件組成。
測量設備：波浪傳感器、水質傳感器、水位計、攝像頭或其它儀表變送器。
四、系統功能：
該系統適用于各現場實時數據的在線監測，其中監測的數據包括實現水位監測、水質監測、污染狀態監測、漂浮物監測、水岸垃圾檢測、AI影像識別水位、流速等功能以及視頻畫面。通過物聯網以及AI云計算，實現了實時遠程現場數據通過網絡傳輸，且具備自動功能，可以隨時掌控發生的變化，進而告知有關部分進行整頓，具備聯動信息輸出，可以外接多功能預警設備，實現聯動。
█數據實時監測：通過與現場安裝的無線采集設備相連的水質水位傳感器，實時采集現場各類水質水位，并即時經由智能網關上傳到監測中心，保證數據的時效性。
█遠程集中管理：能夠根據無線設備和傳感器安裝的位置對整個系統當中的設備分區域顯示，對不同地點、不同場景的監測設備進行區別管理，同時也能對多區域進行集中監測。
█原始數據處理：對上傳到服務器中的數據進行預處理，能夠在平臺上實現時間性的數據圖形或是到處數據報表，以達到對現場海洋生態進行分析的作用。
█數據斷點續存：在該解決方案當中，當遇到上傳服務器的網絡斷開時，使用的智能網關能夠自動存儲下方連接設備上傳的數據。待傳輸網絡連接成功后，會將緩存的數據第一時間上傳到服務器，防止數據因網絡問題出現丟失。
█智能短信報警功能：當監測到的水質濃度高于其他現場的限制濃度時，能夠實現平臺端、設備現場以及用戶手機短信等多個場景的報警提醒功能，便于客戶對現場環境的了解。
█主動故障提醒：一旦現場使用的監測設備出現異常，會主動上報異常狀態，便于客戶及時發現問題，并有針對性的找到故障設備。
█設備遠程控制:客戶可以在監控中心對監測現場設備進行遠程啟動、設定工作時間等遠程操作，并可對設備當前的工作狀態進行查詢。
五、系統特點
◆ 能夠實現海洋要素原位、實時、長期在線監測
◆ 可同時監測包含水質、海流、波浪和氣象等多個參數
◆ 浮標體采用高強度彈性聚脲材質，抗腐蝕性能好
◆ 所有外接端口和測試口均為軍工規格，密封性能極佳，野外操控性極好
◆ 系統整體壽命長（可達10-12年），可抗15級臺風
◆ 配備健全的安全防護系統，保證浮標在長期無人值守工作條件下安全
◆ 系統支持定制，可進行表層監測或剖面多層監測（需配掛載鏈或運動式剖面監測系統）
六、應用領域
海洋浮標在線監測系統廣泛應用于：入海口水文監測；自然保護區、功能區、工業區水質監測； 濱海核電站溫度水質監測；港口碼頭區域水質環境監測；海洋突發災害（赤潮、漏油事件）監測；海洋防災減災預報監測等多方面。
