傳統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多依賴(lài)市電供電與有線傳輸,布線成本高、運(yùn)維難度大,難以適配偏遠(yuǎn)無(wú)電、布線困難的場(chǎng)景,低功耗在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正是針對(duì)這類(lèi)需求研發(fā)的輕量化智能監(jiān)測(cè)裝備,依托低功耗傳感、邊緣計(jì)算、新能源供電等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了免布線、長(zhǎng)續(xù)航、智能分析的監(jiān)測(cè)能力,大幅拓展了水質(zhì)、水文、環(huán)境等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)覆蓋范圍。

該系統(tǒng)以“免市電、免布線、低運(yùn)維、全時(shí)段連續(xù)監(jiān)測(cè)”為核心定位,擺脫了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的依賴(lài),可適配絕大多數(shù)布線困難、供電不便的監(jiān)測(cè)場(chǎng)景:在偏遠(yuǎn)流域的水文、水質(zhì)監(jiān)測(cè)中,可多點(diǎn)位布設(shè)在無(wú)供電設(shè)施的河道、支流節(jié)點(diǎn),無(wú)需鋪設(shè)供電與通信線路,解決偏遠(yuǎn)區(qū)域長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的覆蓋難題;在山林區(qū)水土保持、生態(tài)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中,可布設(shè)在山地、林區(qū)點(diǎn)位,支撐降雨量、土壤墑情、徑流泥沙等指標(biāo)的連續(xù)采集;在城市地下管網(wǎng)、二次供水監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中,可布設(shè)在排水井、供水節(jié)點(diǎn)內(nèi)部,無(wú)需破路布線,降低市政施工成本;在工業(yè)園區(qū)排污監(jiān)管場(chǎng)景中,可隱蔽布設(shè)在排污口、管網(wǎng)節(jié)點(diǎn),避免人為干擾,保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)有效;此外還可適配突發(fā)污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)種植/養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)等小眾場(chǎng)景,滿(mǎn)足不同主體的差異化監(jiān)測(cè)需求。
二、技術(shù)特性與設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)
系統(tǒng)采用分層解耦的模塊化架構(gòu),由低功耗傳感采集模塊、邊緣預(yù)處理模塊、低功耗通信模塊、動(dòng)態(tài)供電模塊四部分組成,從硬件到軟件全鏈路優(yōu)化能耗表現(xiàn)。傳感采集模塊僅在采樣時(shí)段啟動(dòng)工作,其余時(shí)間斷電,從源頭降低能耗消耗;邊緣預(yù)處理模塊內(nèi)置輕量化數(shù)據(jù)處理算法,可本地完成數(shù)據(jù)清洗、異常識(shí)別、無(wú)效數(shù)據(jù)過(guò)濾,無(wú)需將所有原始數(shù)據(jù)上傳后臺(tái),大幅減少傳輸環(huán)節(jié)的功耗浪費(fèi);通信模塊支持多模式低功耗遠(yuǎn)距傳輸,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度、電量剩余情況自動(dòng)切換傳輸策略,避免無(wú)效通信帶來(lái)的額外耗電;供電模塊適配太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源供電方案,搭配智能功耗管理機(jī)制,可根據(jù)環(huán)境光照、電量?jī)?chǔ)備動(dòng)態(tài)調(diào)整工作頻率,特殊低電量狀態(tài)下可自動(dòng)壓縮非核心功能、進(jìn)入深度休眠模式,優(yōu)先保障核心監(jiān)測(cè)功能不中斷。整機(jī)采用高防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì),可適配野外高低溫、高濕、腐蝕等惡劣環(huán)境,無(wú)需頻繁人工維護(hù)。
三、低功耗在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯與場(chǎng)景適配
系統(tǒng)支持全流程無(wú)人值守,開(kāi)機(jī)后默認(rèn)進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài),按照預(yù)設(shè)的監(jiān)測(cè)頻率定時(shí)喚醒,完成采樣后首先在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)與異常判斷:若指標(biāo)未超出正常閾值,則將數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ),按較長(zhǎng)周期匯總上傳,減少日常傳輸頻次;若指標(biāo)超出預(yù)設(shè)閾值,則立刻觸發(fā)分級(jí)上報(bào)機(jī)制,同步向管理人員推送預(yù)警信息,確保異常情況第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)。針對(duì)不同場(chǎng)景的差異化需求,系統(tǒng)可靈活調(diào)整工作策略:流域監(jiān)測(cè)場(chǎng)景下可設(shè)置較低的工作頻率,兼顧監(jiān)測(cè)覆蓋與續(xù)航時(shí)長(zhǎng);應(yīng)急監(jiān)測(cè)場(chǎng)景下可切換為高頻采樣模式,精準(zhǔn)捕捉污染變化趨勢(shì);城市管網(wǎng)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景下可對(duì)接管網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái),數(shù)據(jù)直接同步至監(jiān)管系統(tǒng),避免人為篡改。