基本信息
- 项目名称：
- 追踪水域污染源—勘探小船
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 勘探小船将现代通信技术、信息处理技术、控制技术和计算机技术等想法结合，用于对水域进行远程安全监控、通过分析水域TDS值控制小船航向结合视频信息可视化地找寻污染源头。 该系统建立的信息采集模型，功能比较齐全，具有友好的操作性和很好的扩展性，方便后续的进一步开发和完善。 该系统对提高我国水域环保以及对于非法化工企业的打击具有十分重要的意义。
- 详细介绍：
- 开发背景： 环境保护时时刻刻都是人类社会最为关注的话题，每一个环保科研产品的问世都引来全世界各国各民族的目光。由于国家对于破坏环境行为的打击力度越来越大，不法企业将排污口也藏匿得越来越隐蔽，使得环保局难以及时处理掉这些隐蔽的污染源，环境破坏问题日趋严重。追踪水域污染源-勘探小船创新性地将数据无线传输、视频采集、GPS模块与水质传感器相结合，通过把采集到的信息反馈到监控中心，达到远程追踪污染源的效果。 系统主要模块介绍： 1． NRF24L01无线数传模块：基于2401芯片驱动的RF2401数传模块的改装版数传模块，采用Enhanced ShockBurstTM收发模式。TX24017 RX2188 2． TX24017 RX2188无线视频传输与接收模块：工作在2400-2480MHz ISM 频段内的FM音视频发射、接收解调模块，通过天线接收信号，将采集到的模拟信号通过视频采集卡转化为数字信号，用一般影音软件即可打开实时观看 3． 水质传感器：利用铂电极与A/D传感器，在5伏电压情况下。测量出水的电导率，再换算成TDS值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明目的与基本思路: 由于国家对于破坏环境行为的打击力度越来越大，不法企业将排污口也藏匿得越来越隐蔽，使得环保局难以及时处理掉这些隐蔽的污染源，环境破坏问题日趋严重。 这届“挑战杯”我们着手制作以水域保护为目的的科技作品。不同于以往的水质采集，而是以查找水域污染源为目的的勘探小船。 上位机连接监控设备，以便接收数据与视频，并通过监控中心软件实时监控水面情况，分析水域TDS值，按照其浓度变化梯度找寻污染源头，结合视频模块，当发现隐藏的污染源头，可以马上根据GPS所提供的地理位置，处理该污染源，而监控摄像头采集下来的视频以及水域的TDS值，均有保留，可作为检举不法企业的证据。 创新点： （1）采用两路通信，数据与视频的接收从不同的模块进入，减免了解码芯片的使用 （2）系统的可扩展性强，可移植性强。方便安装于其他需要远程监控的场合 技术关键： （1）采用NRF24L01模块实现2.4G无线数据通信 （2）采用TX24017、RX2188模块实现宽带FM音视频同步无线发射 与接收 （3）监控中心软件基于.NET Framework 3.5架构 （4）多种数据采集方式 （5）使用自定义数据通信协议 主要技术指标： TDS值：测量范围：0-9990ppm，999ppm以上自动*10 NRF24L01: 低功耗1.9 - 3.6V 工作，待机模式下状态为22uATX24017: 宽带FM音视频同步发射
科学性、先进性
- 在目前水域保护领域，暂无动态远程监控设备。大部分都是固定在某处，进行监控，且不能找到隐蔽的污染源所在位置；遇到水域污染问题，如果现象（污水的颜色）不明显一般不会被发现；而追踪水域污染源——监控小船则避免了这些方面的缺点，首先遇到不明显的污染，水质传感器实时将水域TDS值返回给PC机控制界面，一旦数据出现异常，监测人员可马上观测到；而且可以通过监控录像随着小船的移动而采集到各个角度的水域情况，而且通过GPS的实时定位，监测人员在PC机的监控界面上可以了解到小船的实时位置；找到污染源后，可根据GPS显示的位置以及视频监控到的水域环境，可马上找到并处理该污染源。
获奖情况及鉴定结果
- 1.作品在2010年西安电子科技大学举办的星火杯中获得一等奖。 2.作品在2010年通信工程学院举办的第二届“京信杯”中获得二等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型 图片 录像 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 追踪水域污染源——勘探小船，通过遥控器可操作小船行进方向，然后只需将各个传感器的开关打开，即可在控制界面上实现监控与找寻。 操作简单，操作简单，界面友好，检测人员经过简单培训后均可顺利使用。 技术特点和优势： (1) 多参数采集,包括将电极应用于测试水的TDS值 (2) 将无限视频收发模块应用于船体.监控水面 (3) 采集的数据均存档,有记忆功能 推广前景： 如今环境保护已是全世界的主要话题之一，人们可对陆地、空中做好有效地监控，但是对于水源的保护远不及陆、空。但是水资源越来越珍贵，人类更应加大对水域的保护，即时做好监控。 很多化工厂将污水排入河流，通常将排污口置于隐蔽的地方，如果没有实时监控或者不定向监测，往往水域很难得到有效保护。而追踪水域污染源——勘探小船则涵盖这些功能，可以及时做到有效保护，将会在水域环境保护方面受到重用。
同类课题研究水平概述
- 环境监测设备的研究在国内已不是新鲜话题，自从环保观念深入人心开始之时，已有无数件作品围绕环保展开。 北斗星仪器污染源远程监控系统是水质监测方面的佼佼者，使用的是统一采集系统，他的监控方案是：单机通信。用户端利用分析系统或分析计量系统采集到的数据等做完分析后利用无线发射器和无线通信卡反映到环保局的区市级监控服务器，在传输到省级监控器，待监控人员收取数据后进行处理。技术先进，而且做到监测的普遍性，用户散布广泛，检测范围也愈加广泛。 追踪水域污染源——勘探小船则是基于单独系统工作。勘探船只在水域内进行采集TDS值，将采集到的数据以及视频信息通过无线发射器送到远程监测房内，监测人员通过PC机的控制界面上的TDS值变化以及水面录像来操控小船航向，即时操作控制小船找到污染源头。 该两种科技作品相比较，勘探小船没能做到散布统一采集集中处理系统这样的优势，大规模实时观察，并统一处理，方便有效，小船采取的是单机—单系统控制，一个接收器只能接受一个勘探船只采集到的信息；而且北斗星仪器污染源远程监控系统监测的水质不仅仅是TDS值，他有PH值等多种采集传感器去分析水样，而小船只是分析一种值：TDS值，没有该系统分析的透彻。 但是，北斗星仪器污染源远程监控系统只能监测到水域的污染情况，与大部分水域保护器件是一样的，都是固定式监测，只能用来分析是否水域遭到污染或者受何种物质污染，不能确定水域污染源的具体位置，不能及时处理掉污染源。而追踪水域污染源——勘探小船则是专门处理这一问题的得力作品。小船收到监测人员的操控而在水域内航行，实时采集水域的TDS值，根据其变化再确定新的方向，结合视频信息，找到水域污染源的位置，利用GPS的地理位置信息，马上可找到污染源所在地理位置，将其处理掉；而且勘探小船价格低廉，性价比高，更容易被环保志愿者或者监控人员购买 相信追踪水域污染源——勘探小船在污染源处理方面能开辟先河。
