水质监测采样点信息采集系统设计与实现
摘要:文章针对目前水质监测点采样的实际情况及存在问题,设计了一套采信息采集系统,此系统能够把水质监测点现场可测参数数据、采样点位置以及相关背景数据等信息实时采集并传输到实验室相关信息管理系统(LIMS),并对采样点位置进行约束与监控,同时利用二维码技术,对样品进行登记,便于样品管理。
关键词:水质采样;传感器;GPSGPRS;二维码
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)10-0134-03
随着经济的发展、社会进步和人民生活水平的提高,社会各界对水资源短缺和水环境恶化的关注程度越来越高,水作为一种重要资源,已成为社会和经济发展的重要因素。水质信息已经成为政府决策不可或缺的重要信息。水质监测部门作为国家水资源保护系统的技术部门,肩负着采样点布控、样品采集、样品分析、数据采集、数据分析的重任,有责任为各级水利主管部门提供及时、准确和完备的信息支持,而要提供可靠的信息,采样点的布控与正确规范采样模式是前提,它决定着监测数据能否真正反映水体的状况。
由于水流域各个监测点分布范围广、数量多、距离远,地处偏僻,同时,由于突发性水污染事故的增加而导致不确定断面的增加,毕业论文格式加上人力、物力等因素限制,不可能对所有监测点的所有监测量建立水质自动监测系统,同时移动监测系统也不可能覆盖全部水质监测参数。因此,大部分水质监测参数都是由采样人采集样品后运送到实验室进行集中检测,这就涉及到采样规范、准确、样品交接与管理以及采样点相关信息录入方便、及时的问题。
1 目前水质监测采样点信息采集方式
目前大部分水质监测部门进行水质监测点采样方式为:首先由监测人员到各流域进行采样点断面布置,然后按照采样计划由采样人员坐车船到各个采样点断面进行采样。对于要求现场监测的参数(如水温、溶解氧、pH值等),主要利用携带的玻璃温度计、pH计等一些简单仪器现场测出(如现场测量不方便,取样后到实验室立即测试),然后用笔记录在采样单上,同时记录诸如断面背景信息等一些相关信息后,带到实验室手工录入到实验室信息管理系统(LIMS是集现代化管理思想与计算机技术为一体的用于分析测试实验室信息管理和控制的一项崭新的应用技术,是计算机技术、管理科学与分析技术结合的产物。它集样品管理、质控管理、资源管理、数据管理、网络管理等于一体,通过它,实验室可以达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的,对实验室提高工作效率、降低运行成本及快速准确的提供信息起到至关重要的作用);对于现场不能检测的参数,利用采样瓶采集水样然后贴上手写标签,送到实验室由样品管理人员向LIMS系统进行样品的交接、登记等处理,然后由检测人员领用后进行其它参数的集中检测,检测数据结果通过仪器接口直接传输到LIMS系统,然后数据汇总后进行数据的统一分析、处理。
2 问题分析
在这种模式的采样过程中存在着如下问题:采样点采样断面的位置确定不十分准确,仅靠肉眼观察,与有关参照物进行比较,偏差比较大,有可能影响检测结果是否具有代表性;水温、浊度、pH值等一些现场数据的现场手工记录不能轻松对接LIMS系统而导致的数据二次录入问题;样品编码手工填写,唯一标志不明确,不含关联信息,导致样品接收记录处理不清楚,重复录入问题;采样人员是否到正确地点进行了采样,如何对采样人员进行约束,确保数据的正确性问题;如何提高采样效率等问题。
这些都反映了人工管理采样模式已无法适应信息化对水质监测的需要,同时也给水环境监测部门提出了一个应引起重视的问题:如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好且简单、经济、便于携带的水质监测采样点信息采集系统,从而达到最终满足各方面对水环境监测信息的需求。
3 系统设计
设计一套能够把水质监测采样点现场可测项目数据、采样点位置信息、以及相关背景数据等信息实时采集并无线传输到实验室接收系统的系统,这套系统还能对采集点进行约束与监控,确保监测样品的数据的能真正反映水体的状况,同时利用二维码技术,把样品信息与采样点信息进行关联,以便于样品的接收与领用。此系统主要由三部分组成,即中心接收系统、采样点采样系统、通讯系统。各采样点采样系统通过数据采集模板(由GPS、传感器等组成)采集相关信息,然后通过数据通信系统与中心接收系统(如LIMS)进行数据信息通信,向中心接收系统上传采样的时间、温度、经纬度、流速及现场测得水质数据、定位数据,中心接收系统实现动态及时显示、处理、存贮、汇总及指令回馈,同时,此系统设计应该灵活、简单、经济且便于携带。设想图如图1所示:
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