海洋生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測ORMS系統(tǒng)技術(shù)解決方案

1、第 頁海洋生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測ORMS系統(tǒng)方案一、近海海洋生態(tài)與環(huán)境現(xiàn)況海洋是生命的搖籃，同時(shí)也是人類的資源寶庫。隨著人類對海洋資源的開發(fā)規(guī)模日益擴(kuò)大，這片美麗的深藍(lán)色已經(jīng)受到人類活動(dòng)的影響和污染。盡管海洋具有巨大的自凈能力，但污染物進(jìn)入海洋后，還會(huì)對近海生態(tài)環(huán)境遭到破壞和局部水域造成污染，嚴(yán)重影響漁業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)活動(dòng)過程中排出的污染物，或經(jīng)河流的遷移，或通過大氣的沉降，進(jìn)入海洋；或由于海洋上活動(dòng)（如船舶傾倒廢物、油船事故、海底礦產(chǎn)開采）直接進(jìn)入海洋，一旦超過了海洋的自凈能力，就會(huì)造成某些海域的污染，引發(fā)海洋污染使海洋生態(tài)平衡遭到破壞，并且不斷發(fā)生危及人類健康的事件，海洋保護(hù)越來越

2、引起人們的重視。按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，加大海洋環(huán)境預(yù)測保護(hù)力度，建立完善近海環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。 二、海洋監(jiān)測的必要性發(fā)展海洋監(jiān)測技術(shù)和海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，對提高我國海洋漁業(yè)資源與海上航運(yùn)交通、海岸工程、海上安全防務(wù)等技術(shù)保障能力是十分必要的。我國有18000公里海岸線，近海人口最多、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、沿海地區(qū)在高強(qiáng)度開發(fā)的影響下，近岸海域的環(huán)境日益嚴(yán)峻，根據(jù)國家海洋局海洋災(zāi)害公報(bào)，僅2006年我國海域共發(fā)現(xiàn)赤潮93次，其中渤海11次、黃海2次，東海63次，南海17次，累計(jì)受害面積19840平方公里。海洋污染與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，是當(dāng)前監(jiān)測技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，目前主要技術(shù)是通過傳感器監(jiān)測和微

3、型化的自動(dòng)分析儀器來實(shí)現(xiàn)，國內(nèi)對生物、化學(xué)、水光學(xué)傳感器的研發(fā)與發(fā)達(dá)國家還存在有較大的差距，只有通過不斷的集成化應(yīng)用去積累經(jīng)驗(yàn)，為攻關(guān)這一重要難題提供一些前期實(shí)踐參考。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別近海城市的污水排放量已成重要的污染源，但目前的水質(zhì)監(jiān)測主要是針對入?？诘谋O(jiān)測階段，而且數(shù)據(jù)的采集間隔期較長，難以實(shí)際反映近海的真實(shí)生態(tài)環(huán)境。這就迫切需要有一種系統(tǒng)來完成對近海的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，如山東半島近青島海域，每年有滸苔大面積爆發(fā)的情況出現(xiàn)，它的繁殖過程中每個(gè)階段的濃度、大小，就可以通過連續(xù)的、定向?qū)崟r(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來完成監(jiān)測，對它(滸苔、海藻、赤潮等)的起始、發(fā)展、爆發(fā)、消散四個(gè)階段，都能有效

4、的進(jìn)行不間斷的觀測，同時(shí)提前采取有效措施，做到預(yù)防防范，從而減少因?yàn)楹Ｑ笊鷳B(tài)和環(huán)境狀態(tài)改變，帶來直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。三、系統(tǒng)介紹青島海笛安電子有限公司自主研發(fā)的，由集成化全氣候無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)應(yīng)運(yùn)自生，運(yùn)用無線傳感技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代IOT技術(shù)、無線通信技術(shù)和分布式智能信息處理技術(shù)，將功能相同或不同的傳感器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化、智能化的多元網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“多點(diǎn)分布、集中獲取、集中上傳，同一地理位置條件采集多組數(shù)據(jù)”。解決了現(xiàn)有系統(tǒng)的，“多點(diǎn)分布、零散采集、多點(diǎn)上傳，同一地理位置條件無法獲得各種傳感器的多組有效數(shù)據(jù)等一系列問題”，大大提高遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測能力。本系統(tǒng)可根據(jù)需要采用多種供電模式、續(xù)航效果好，任意

5、節(jié)點(diǎn)之間可相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，能支持多種不同類型的傳感器，適應(yīng)性強(qiáng)?？蓪?shí)現(xiàn)靈活的配置，擴(kuò)展性好，稍加改進(jìn)本系統(tǒng)可以擴(kuò)展為海洋船載拖曳式多參數(shù)水下移動(dòng)測控系統(tǒng)。四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能對近海的監(jiān)測系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下信息數(shù)據(jù)采集與處理：1、完成大面積海域海洋生態(tài)環(huán)境及其水文氣象等背景參數(shù)實(shí)施快速連續(xù)跟蹤監(jiān)測、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理及傳輸、信息制作與分發(fā)的地面支持系統(tǒng)。2、結(jié)合我國海洋環(huán)境特點(diǎn)對海洋氣象與災(zāi)害如海浪、風(fēng)暴潮、海冰、海洋溫、鹽流三維結(jié)構(gòu)、厄爾尼諾等數(shù)值預(yù)報(bào)預(yù)測。3、測量海水鹽度、溫度、深度、溶解氧、pH值、葉綠素、濁度和營養(yǎng)鹽、重金屬等海水指標(biāo)并進(jìn)行軟件分析管理。 五、系統(tǒng)組成近海海洋資源監(jiān)測系統(tǒng)（OR

6、MS）系統(tǒng)由監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、監(jiān)測中繼、中央服務(wù)器與用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控中心組成。系統(tǒng)拓?fù)鋱D1、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)被監(jiān)測物理信號的形式?jīng)Q定了所用傳感器的類型。按照系統(tǒng)數(shù)據(jù)、環(huán)境要求采用低功耗的傳感器。主要測量海水鹽度、溫度、深度、酸度、DO、溶解氧、pH、葉綠素、濁度、營養(yǎng)鹽、重金屬等。主要為海水富營養(yǎng)狀況、水質(zhì)指標(biāo)建立三維結(jié)構(gòu)，為預(yù)報(bào)預(yù)測提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)多元海洋環(huán)境信息的綜合集成，初步建成海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)化系統(tǒng)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以連接不同的傳感器，而且傳感器安裝位置應(yīng)該靈活，水下水上結(jié)合進(jìn)行探測以適應(yīng)各監(jiān)測點(diǎn)的要求。無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)由NFC網(wǎng)絡(luò)上傳到中繼。由于很多必需無人值守設(shè)備或監(jiān)測點(diǎn)，受到地形、氣候、監(jiān)測范圍等因素影響，不適合用有線通信和無線數(shù)傳電臺等數(shù)據(jù)傳輸方