1 項目背景

北京城市河湖水系作為首都基礎設施的重要組成部分,，為首都的工農(nóng)業(yè)用水,，園林綠化以及生活用水提供水源，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供基礎保障,，也是首都的重要景觀,。然而隨著社會的不斷進步和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，北京河湖水系的富營養(yǎng)化程度日益嚴重,，危害了水體生態(tài)平衡和周邊居民的身體健康情況,。其中，玉淵潭是典型的北京湖泊水系,，水質更換周期較長,，流速緩慢，水位較淺,，十分容易富集營養(yǎng)物質,，形成重度富營養(yǎng)狀態(tài)，這樣極易爆發(fā)藍藻水華,，造成更大的環(huán)境和生態(tài)危害,。
為了最大限度地保護和利用北京環(huán)境用水、減少水環(huán)境治理周期,、減低能源消耗,、提高治理效果，準確預測水華發(fā)生,，北京金控自動化技術有限公司與北京工商大學智能控制與測控網(wǎng)絡實驗室聯(lián)合研發(fā)出一套基于GPRS的水質無線遠程監(jiān)測與水華智能預測系統(tǒng),，在玉淵潭的湖泊水系進行實地應用。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對水域水質參數(shù)的實時采集,、傳輸與自動監(jiān)測,，同時還可以對水華是否暴發(fā)進行預測,，為水環(huán)境保護提供一套輔助決策系統(tǒng)，得到政府的大力支持,。

2系統(tǒng)組成

基于GPRS的水質無線遠程監(jiān)測與水華智能預測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理模塊,、水華預測預警模塊及Web發(fā)布系統(tǒng)組成，可實現(xiàn)對河湖水質信息的監(jiān)測,，對水華爆發(fā)按預定周期進行預警,，并根據(jù)不同水域水質信息更新升級預報模型。

·數(shù)據(jù)管理模塊
該模塊接收由GPRS無線傳輸過來的玉淵潭水質參數(shù)數(shù)據(jù)信息,，把水質信息數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中,。數(shù)據(jù)庫采用關系數(shù)據(jù)庫模型設計。其中,，數(shù)據(jù)包編號,、數(shù)據(jù)包時間標識和數(shù)據(jù)包源終端編號作為主要的查詢依據(jù)字段。將總磷,，總氮,，葉綠素濃度，溶解氧等多種信息分類建立相應的數(shù)據(jù)表,。訪問和維護管理等工作由ADO技術結合SQL命令來實現(xiàn),。

·水華預測預警模塊
系統(tǒng)通過COM技術，將由Matlab建立的預測模型制作成COM組件,，嵌入VC開發(fā)的系統(tǒng),，這種混合編程技術可充分發(fā)揮了MATLAB語言編程方便、對復雜算法編程的優(yōu)勢,，以及VC編程功能強大,，運算速度快的特點，并且可根據(jù)需要隨時更新神經(jīng)網(wǎng)絡組件,，增強了軟件的實用性與可擴展性,。

·Web發(fā)布系統(tǒng)
結果發(fā)布層與中心數(shù)據(jù)相連，可根據(jù)不同查詢條件檢索并顯示水華預報結果,，Web發(fā)布系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)顯示,、歷史數(shù)據(jù)及曲線查詢、預報結果及曲線查詢等功能,。由于Web發(fā)布系統(tǒng)采用了PHP與MySQL數(shù)據(jù)庫相結合動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術,，使整個發(fā)布系統(tǒng)具有了維護簡單、易于擴展,、數(shù)據(jù)庫操作簡便等特點,。用戶只需一臺可以接入Internet的普通PC機便可隨時隨地登陸網(wǎng)站查看水質監(jiān)測數(shù)據(jù)與水華預報結果。

3應用效果

該系統(tǒng)將自動遠程水質監(jiān)測系統(tǒng)與水華預警模型相結合,，通過GPRS無線通信技術進行水質信息的實時遠程傳輸,，將不同地點的水域水質信息匯集到監(jiān)測中心，利用VC++編程靈活搭建系統(tǒng)人機操作界面,，可以直觀地顯示,、查詢、統(tǒng)計和分析監(jiān)測數(shù)據(jù),，并結合水環(huán)境的現(xiàn)狀進行實時預測,。系統(tǒng)為了方便用戶查看監(jiān)測預報數(shù)據(jù)，通過PHP技術進行Web發(fā)布,，用戶可隨時登陸網(wǎng)站查看相關信息,，為實現(xiàn)河湖水質實時監(jiān)測及水華預警自動化提供了有價值的、有效的參考,，為環(huán)保部門提供了水華防治的決策依據(jù),。