一種藍藻處理方法及其系統的製作方法

2023-05-19 08:32:56 1

專利名稱：一種藍藻處理方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種集監測、治理、作業設備調度等功能為一體的藍藻處理方法及其 系統，屬於水環境保護技術領域。
背景技術：
隨著經濟的飛速發展，人類對水資源的汙染也日益嚴重。近年來由於一些內陸湖 泊中水的富營養化，每年夏季高溫天氣藍藻就會出現大暴發，俗稱水華。水華時，湖面上飄 浮著一層綠色的、如油漆狀的藍藻，自水面向水體呈立體分布。藍藻暴發會導致水資源嚴重 汙染，發出陣陣惡臭，同時會導致水中的魚類大量死亡。但是藍藻水華是可以預防的，在藍 藻爆發前，採取一定的工程措施可以避免藍藻水華的發生或者減輕其危害，藍藻監測對於 藍藻水華的預警以及後續打撈工作的調度安排具有重要的意義。傳統的藍藻監測技術是通 過水體採樣、運輸、實驗室分析的流程得以完成。這種監測技術耗時長、對分析員技術經驗 要求高、工作量大、而且不能實時的反應出水質的變化，加大了藍藻水華預警的難度。而且 對整個監測水域的藍藻發生情況無法做出整體的判斷，從而在後續打撈運輸設備如車輛或 船舶等的調度安排上造成運力的浪費，影響處理的效率。發明的內容針對上述現有技術的不足，本發明提供一種藍藻處理方法及其系統，實現實時監 控及合理分配調度，顯著提高湖泊藍藻整體監控和治理水平。本發明的技術方案如下一種藍藻處理方法，包括以下步驟1)信息採集及發送各藍藻分離處理站對水面藍藻生長情況及水中藍藻濃度用視頻監控和數據採集 相結合的方式進行監控，並將相關信息通過無線網絡傳送至監控調度中心，同時監控調度 中心實時獲取藍藻打撈船和運輸船的地理位置和運動情況，並將採集到的湖面藍藻的實時 相關信息傳送至湖面的藍藻打撈船和運輸船，監控調度中心根據各水域獲取的藍藻分布信 息調度水域的藍藻打撈船和運輸船運力至相關水域進行藍藻打撈作業；2)藍藻處理當藍藻打撈船將藍藻打撈上運輸船後，運輸船將藍藻運送至最近的藍藻分離處理 站進行藻水分離處理，藍藻分離處理站同時將藍藻分離處理產量的數據上傳至監控調度中 心；3)藍藻後處理當藍藻經過藻水分離處理後，由藍藻運輸車運輸至沼氣發電廠或有機化肥廠，監 控調度中心獲取各藍藻分離處理站藍藻分離處理產量數據，根據該數據信息實時向藍藻運 輸車輛自動發送調度指令，監控調度中心同時實時獲取藍藻運輸車輛所處位置及行駛路徑 fn息o其進一步的技術方案為在藍藻處理過程中，根據進藻漿流量調整加藥量。
其進一步的技術方案為在藍藻處理過程中，對加藥量進行監測，並對超過額定加 藥量的情況報警。其進一步的技術方案為在藍藻處理過程中，藍藻分離處理站需要上傳到監控調 度中心的數據包括進藻漿流量、富藻漿水流量、出藻泥量及出清水量。其進一步的技術方案為監控調度中心通過GPS系統以及3G網絡定位並調度藍藻 打撈船、運輸船以及藍藻運輸車輛。本發明還提供一種用於實現上述方法的藍藻處理系統，其由水面浮標、船舶GPS 定位及調度組件、車輛GPS定位及調度組件、監控調度中心組成；水面浮標設置於需要監控的水域，其上設置有無線視頻監控系統以及水質監測系 統，用於通過視頻監控和數據採集相結合的方式進行綜合監控，所採集的圖像及數據通過 無線網絡傳輸至監控調度中心；船舶GPS定位及調度組件安裝於打撈船、運輸船上；包括由相互連接的前端攝像 機、3G無線視頻伺服器及傳輸線纜組成的無線視頻監控系統，以及由相互連接的GPS定位 調度主機和調度屏組成的GPS定位調度系統；用於船舶的GPS定位及調度；所採集的圖像 及數據通過無線網絡傳輸至監控調度中心；並接受監控調度中心的定位及調度；車輛GPS定位及調度部分組件安裝於運輸車輛上；包括由相互連接的前端攝像 機、車載3G無線硬碟錄像機及傳輸線纜組成的無線視頻監控系統，以及由相互連接的GPS 定位調度主機和調度屏組成的GPS定位調度系統；用於車輛的GPS定位及調度；所採集的 圖像及數據通過無線網絡傳輸至監控調度中心；並接受監控調度中心的定位及調度；監控調度中心設置於陸上固定位置，其由相互連接的操作客戶端、主伺服器及集 中存儲器組成；其中操作客戶端用於視頻監控及調度操作，集中存儲器用於視頻、數據的存 儲備份，主伺服器網絡連接所述各GPS定位和調度主機，用於接受並發送信息。本發明的有益技術效果是本發明應用無線傳感網技術，3G無線視頻監控技術，結合GPS技術建設綜合水質 監測，信息整合，自動化信息發布調度系統，可以對水域藍藻生長狀況進行實時監測，並根 據其生長情況對藍藻進行打撈、處理以及廢棄利用。監控調度中心可以根據各水域獲取的 藍藻分布信息合理調度藍藻打撈、運輸船至相關水域進行藍藻打撈作業，並根據各分離站 的處理量合理調度藍藻運輸車輛進行運輸作業，合理分配運力，顯著提高湖泊藍藻整體監 控和治理水平。此外本發明也可用於淡水、海水、鹹水和地下水的水質監測，可作為剖面自 動記錄、現場快速測定監測數據，同時配以3G無線視頻監控設備、GPS定位調度系統和GPRS 無線通訊網絡設備以及多功能數採器可以實現在線遠程監測，足不出戶就能了解到現場情 況，以及時作出反應。


圖1是本發明所提供的藍藻處理方法的總體流程圖。圖2是本發明所提供的藍藻處理系統的組成圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步說明。
如圖1所示，本發明的藍藻處理方法，包括以下步驟步驟1，信息採集及發送。各藍藻分離處理站對水面藍藻生長情況及水中藍藻濃度 用視頻監控和數據採集相結合的方式進行監控，並將相關信息通過無線網絡傳送至監控調 度中心，同時監控調度中心實時獲取藍藻打撈船和運輸船的地理位置和運動情況，並將採 集到的湖面藍藻的實時相關信息傳送至湖面的藍藻打撈船和運輸船，監控調度中心根據各 水域獲取的藍藻分布信息調度水域的藍藻打撈船和運輸船運力至相關水域進行藍藻打撈 作業。步驟2，藍藻處理。當藍藻打撈船將藍藻打撈上運輸船後，運輸船將藍藻運送至最 近的藍藻分離處理站進行藻水分離處理，藍藻分離處理站同時將藍藻分離處理產量的數據 上傳至監控調度中心。在藍藻處理過程中，根據進藻漿流量調整加藥量。對加藥量進行監 測，並對超過額定加藥量的情況報警。藍藻分離處理站需要上傳到監控調度中心的數據包 括進藻漿流量、富藻漿水流量、出藻泥量及出清水量。步驟3，藍藻後處理。當藍藻經過藻水分離處理後，由藍藻運輸車運輸至沼氣發電 廠或有機化肥廠，監控調度中心獲取各藍藻分離處理站藍藻分離處理產量數據，根據該數 據信息實時向藍藻運輸車輛自動發送調度指令，監控調度中心同時實時獲取藍藻運輸車輛 所處位置及行駛路徑信息。上述3個步驟中，監控調度中心通過GPS系統以及3G網絡定位並調度藍藻打撈 船、運輸船以及藍藻運輸車輛。如圖2所示，本發明的藍藻處理系統由水面浮標、船舶GPS定位及調度組件、車輛 GPS定位及調度組件、監控調度中心組成。水面浮標設置於需要監控的水域，主要有兩大系統組成無線視頻監控系統、水質 監測系統。其中無線視頻監控系統主要由以下兩個部分組成中速球機、無線網絡視頻服務 器。中速球機安裝在水面浮標上，為球形攝像機，離水面約2米至2. 5米，通過遠程控制可 以360度旋轉，用於拍攝湖面藍藻情況。並將視頻信號通過線纜接入3G無線網絡視頻服務 器。無線網絡視頻伺服器安裝在水面浮標上部，離水面高約2米，外部罩有專用防水箱，該 視頻伺服器內置3G無線網卡可將前端球形攝像機所拍攝的視頻圖像通過3G網絡轉發至後 端監控調度中心，實現即使人不在現場，也可通過視頻設備監視現場的實時圖像信息，如同 親臨現場的效果。水質監測系統主要由以下硬體構成多參數水質監測儀主機、藍綠藻傳感 器、可分離線纜、風向風速傳感器。該水質監測系統主要監測以下參數風向、風速、水溫、 藍藻濃度等。將風向風速傳感器安裝在水面浮標上部，離水面約2-3米，周圍沒有遮擋物， 以保證監測數據的準確性，當風向風速傳感器檢測到風向、風速等數據後，將數據通過可分 離線纜傳至多參數水質監測儀主機。在水面浮標底部水線下安裝藍綠藻傳感器，該傳感器 集成多種功能，如監測水溫、藍綠藻濃度、溶解氧、ra值、電導率等等，該傳感器監測的水溫、 藍綠藻濃度等數據時將通過可分離線纜實時傳至多參數水質監測儀主機。多參數水質監測 儀主機安裝在水面浮標上，離水面約1. 5米至2米，外部配有專用防水箱，再配合使用多種 防水措施，如防水罩、防水膠等，可以保證50-100毫米的暴雨和7-8級的風力的侵襲下正常 使用。當多參數水質監測儀主機收集到前端傳感器如風向風速傳感器，藍綠藻傳感器傳來 的數據後，經過主機內數採設備進行匯總，然後通過內置GPRS模塊把數據傳至監控調度中 心，在終端軟體上將最終結果反映出來供工作人員參考。
船舶GPS定位及調度組件安裝於打撈船、運輸船上，主要有兩大系統組成無線視 頻監控系統，GPS定位調度系統。其中無線視頻監控子系統主要有以下幾部分組成前端 攝像機、3G無線視頻伺服器、傳輸線纜。根據現場實際情況，各站的藍藻打撈船和運輸船 基本都為鐵皮機動船，因此前端攝像機安裝在船隻駕駛艙前，採用寬動態、低照度槍型攝像 機，主要對船隻行駛前方的藍藻情況進行查看。因為船隻是行駛在湖泊中，風浪是無法避免 的，而且考慮到藍藻爆發期打撈藍藻的作業量會比較大，作業時間比較長，因此必須採用寬 動態、低照度槍型攝像機，以保證所拍攝的圖像清晰，準確。無線視頻伺服器安裝在船艙駕 駛臺處，主要是將前端攝像機所採集的視頻圖像接入，經過編碼後一方面可由內置的SD存 儲卡對視頻圖像進行存儲，以方便工作人員需要時直接在船上通過筆記本電腦就可以調閱 錄像資料，根據現場實際情況，我們推薦使用容量為16GB的SD存儲卡，一般情況下可以保 存3-4天的錄像資料；另一方面，將預處理的視頻圖像信號經過自帶的無線發射天線傳至 後端主控中心，在通訊技術飛速發展的今天，3G網絡技術已經非常成熟，在傳輸一路視頻圖 像時碼流可以達到100K左右，幀率可以達到8-15幀，因此在水面上行駛的船隻傳輸視頻圖 像，使用3G網絡是一個非常好的選擇。本發明中前端攝像機至無線視頻伺服器採用普通信 號同軸電纜和普通電源線，在船艙內安裝的無線視頻伺服器外罩有專用設備箱，以保護設 備。GPS定位調度系統包括以下硬體GPS定位調度主機、調度屏。GPS定位主機集定位、監 控車輛調度、報警求救、跟蹤功能於一體的全新產品，其具有簡單易用、操作方便、功能齊全 等特點，主要應用於車輛及其他移動物體的定位跟蹤服務。支持CDMA網絡數據傳輸功能， 可結合CDMA平臺軟體使其更廣泛用於大型集群監控、緊急調度、位置服務、交通安全管理 等多種領域的應用。調度屏內置黃色背光、定位狀態顯示、通信狀態顯示、登籤ID號碼顯 示、無線編輯輸入方式、信息收發功能、查看通話記錄、編輯存儲電話號、可存貯243條集團 內電話號碼、手動/自動接聽電話。車輛GPS定位及調度組件安裝於運輸車輛上，主要有兩大系統組成無線視頻監 控系統、GPS定位調度系統。其中無線視頻監控系統主要有以下幾部分組成前端攝像機、 車載3G無線硬碟錄像機、傳輸線纜。根據各站的藍藻運輸車實際情況，前端攝像機安裝在 車輛駕駛室內，採用寬動態、低照度半球型攝像機，主要對車輛行駛時駕駛室內情況進行查 看。考慮到車輛行駛時的顛簸，因此採用寬動態、低照度半球型攝像機，以保證所拍攝的圖 像清晰，準確。車載3G無線硬碟錄像機安裝在駕駛室副駕駛座儀錶板下方，主要是將前端 攝像機所採集的視頻圖像接入，經過編碼後一方面可由內置的硬碟對視頻圖像進行存儲， 以方便工作人員需要時直接在車上通過筆記本電腦就可以調閱錄像資料，根據現場實際情 況，我們推薦使用容量為16GB的SD存儲卡，一般情況下可以保存3-4天的錄像資料；另一 方面，將預處理的視頻圖像信號經過自帶的無線發射天線傳至後端主控中心，在通訊技術 飛速發展的今天，3G網絡技術已經非常成熟，在傳輸一路視頻圖像時碼流可以達到100K左 右，幀率可以達到8-15幀，因此在行駛中的車輛上傳輸視頻圖像，使用3G網絡是一個非常 好的選擇。本發明中前端攝像機至無線視頻伺服器採用普通信號同軸電纜和普通電源線， 供電由車輛的蓄電池提供電源，無需額外的電源設備費用。GPS定位調度系統主要有以下 幾部分硬體組成GPS定位調度主機、調度屏。GPS定位調度主機集定位、監控車輛調度、報 警求救、跟蹤功能於一體的全新產品，其具有簡單易用、操作方便、功能齊全等特點，主要應 用於車輛及其他移動物體的定位跟蹤服務。支持CDMA網絡數據傳輸功能，可結合CDMA平臺軟體使其更廣泛用於大型集群監控、緊急調度、位置服務、交通安全管理等多種領域的應 用。調度屏內置黃色背光、定位狀態顯示、通信狀態顯示、登籤ID號碼顯示、無線編輯輸入 方式、信息收發功能、查看通話記錄、編輯存儲電話號、可存貯243條集團內電話號碼、手動 /自動接聽電話。通過無線GPS管理調度系統對裝備GPS終端和車載視頻監控設備的藍藻 運輸車輛發送調度指令，遠程監控運輸車輛的車內狀況，與運輸車輛駕駛人員進行音視頻 通信，主監控調度中心管理人員並可通過無線GPS管理調度系統管理平臺實時獲取各藍藻 運輸車輛所在具體位置，速度，行駛路徑等信息，並這一調度過程由系統自動完成，也可由 人工進行操作。監控調度中心設置於陸上固定位置，可以通過操作視頻監控客戶端觀看到所有車 輛和船舶的實時位置和運行情況，以便更好的調度車輛或船舶至相關區域作業。監控調度 中心由操作客戶端、主伺服器及集中存儲器三部分組成。其中操作客戶端用於視頻監控及 調度操作。集中存儲器為大容量視頻、數據存儲備份系統，將視頻數據從源設備存儲到目標 設備，在需要調取視頻數據是可以快速而準確地查閱。主伺服器網絡連接上述各GPS定位 和調度主機，進行多畫面顯示、網絡錄像/錄像回放、影像資料管理、資料備份/還原等多種 功能，是接受並發送信息的主要設備。還可以作為藍藻監測的主機將前端傳送來的藍藻監 測數據通過藍藻監測軟體及時反映在監測屏幕上。以上所述的僅是本發明的優選實施方式，本發明不限於以上實施例。可以理解，本 領域技術人員在不脫離本發明的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變 化，均應認為包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種藍藻處理方法，其特徵在於包括以下步驟1)信息採集及發送各藍藻分離處理站對水面藍藻生長情況及水中藍藻濃度用視頻監控和數據採集相結合的方式進行監控，並將相關信息通過無線網絡傳送至監控調度中心，同時監控調度中心實時獲取藍藻打撈船和運輸船的地理位置和運動情況，並將採集到的湖面藍藻的實時相關信息傳送至湖面的藍藻打撈船和運輸船，監控調度中心根據各水域獲取的藍藻分布信息調度水域的藍藻打撈船和運輸船運力至相關水域進行藍藻打撈作業；2)藍藻處理當藍藻打撈船將藍藻打撈上運輸船後，運輸船將藍藻運送至最近的藍藻分離處理站進行藻水分離處理，藍藻分離處理站同時將藍藻分離處理產量的數據上傳至監控調度中心；3)藍藻後處理當藍藻經過藻水分離處理後，由藍藻運輸車輛運輸至沼氣發電廠或有機化肥廠，監控調度中心獲取各藍藻分離處理站藍藻分離處理產量數據，根據該數據信息實時向藍藻運輸車輛自動發送調度指令，監控調度中心同時實時獲取藍藻運輸車輛所處位置及行駛路徑信息。
2.根據權利要求1所述藍藻處理方法，其特徵在於在藍藻處理過程中，根據進藻漿流量調整加藥量。
3.根據權利要求1所述藍藻處理方法，其特徵在於在藍藻處理過程中，對加藥量進行 監測，並對超過額定加藥量的情況報警。
4.根據權利要求1所述藍藻處理方法，其特徵在於在藍藻處理過程中，藍藻分離處 理站需要上傳到監控調度中心的數據包括進藻漿流量、富藻漿水流量、出藻泥量及出清水量。
5.根據權利要求1所述藍藻處理方法，其特徵在於監控調度中心通過GPS系統以及 3G網絡定位並調度藍藻打撈船、運輸船以及藍藻運輸車輛。
6.一種用於實現權利要求1所述方法的藍藻處理系統，其特徵在於由水面浮標、船舶 GPS定位及調度組件、車輛GPS定位及調度組件、監控調度中心組成；水面浮標設置於需要監控的水域，其上設置有無線視頻監控系統以及水質監測系統， 用於通過視頻監控和數據採集相結合的方式進行綜合監控，所採集的圖像及數據通過無線 網絡傳輸至監控調度中心；船舶GPS定位及調度組件安裝於打撈船、運輸船上；包括由相互連接的前端攝像機、3G 無線視頻伺服器及傳輸線纜組成的無線視頻監控系統，以及由相互連接的GPS定位調度主 機和調度屏組成的GPS定位調度系統；用於船舶的GPS定位及調度；所採集的圖像及數據 通過無線網絡傳輸至監控調度中心；並接受監控調度中心的定位及調度；車輛GPS定位及調度部分組件安裝於運輸車輛上；包括由相互連接的前端攝像機、車 載3G無線硬碟錄像機及傳輸線纜組成的無線視頻監控系統，以及由相互連接的GPS定位調 度主機和調度屏組成的GPS定位調度系統；用於車輛的GPS定位及調度；所採集的圖像及 數據通過無線網絡傳輸至監控調度中心；並接受監控調度中心的定位及調度；監控調度中心設置於陸上固定位置，其由相互連接的操作客戶端、主伺服器及集中存 儲器組成；其中操作客戶端用於視頻監控及調度操作，集中存儲器用於視頻、數據的存儲備份，主伺服器網絡連接所述各GPS定位和調度主機，用於接受並發送信息。
全文摘要
本發明提供一種藍藻處理方法及其系統，系統由水面浮標、船舶GPS定位及調度組件、車輛GPS定位及調度組件、監控調度中心組成。應用無線傳感網技術，3G無線視頻監控技術，結合GPS技術建設綜合水質監測，信息整合，自動化信息發布調度系統，可以對水域藍藻生長狀況進行實時監測，並根據其生長情況對藍藻進行打撈、處理以及廢棄利用。監控調度中心可以根據各水域獲取的藍藻分布信息合理調度藍藻打撈、運輸船至相關水域進行藍藻打撈作業，並根據各分離站的處理量合理調度藍藻運輸車輛進行運輸作業，合理分配運力，顯著提高湖泊藍藻整體監控和治理水平。
文檔編號C02F1/40GK101863528SQ20101019426
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月1日 優先權日2010年6月1日
發明者丁一凡 申請人:無錫弘景達信息技術有限公司