扬大成功研发的水质监测浮标

 

　　近日，记者从扬州大学获悉，该校杨小令科研团队成功研发出一款新型太阳能物联网水质监测浮标。这是以太阳能为动力源，能够长时间监测水质变化，同时采用物联网技术和大数据处理，可以实现远距离、实时监测水质。据悉，该成果已经在扬州等地试用，取得了较好的应用效果，并刚刚荣获了第二届“协鑫杯”全国大学生绿色能源科技创新大赛一等奖。

　　历时一年

　　扬大团队发明水质监测浮标

　　“水质监测被称为水资源保护的‘眼睛’。我国饮用水源由于受到各种生产、生活污染的威胁，特大污染事故频频发生。”这项发明的主要负责人吴宸晖告诉记者，目前，饮用水源水质监测分为理化监测和生物毒性监测两种方法。理化监测是利用物理、化学手段，对水质综合指标和某些单项指标进行检测，客观性强，重复性好，但是监测指标少，漏报率高；生物毒性监测是利用毒物对敏感生物（如鱼类、水蚤、绿藻和发光细菌）的生理和生化的抑制效应，来反映水体中毒物产生的综合毒性，广谱性好，综合性强，但是易受干扰，误报率高。

　　吴宸晖表示，目前，水质自动监测站大多采用太阳能浮标形式，配备了电化学传感器、单片机、无线通讯机，可以定时采集水质数据、发送到中心检测站，进行存储、处理、分析，无需检测人员到达现场，保证水质数据的实时性。但是，现有的水质监测浮标，结构复杂，成本很高，难以推广，且不具有生物毒性监测功能，漏报率很高。因此，研发采用最新技术、兼备理化监测和生物毒性监测的太阳能水质监测浮标是一项急迫任务。

　　在这样的背景下，吴宸晖带领着研究团队从2014年底起，在学院杨小令、蔡守华两位教授指导下，具体研制太阳能物联网水质监测浮标，于2015年底完成设计和样机制作。记者了解到，该团队研发的这款新型水质监测浮标，兼容了理化监测和生物毒性监测。其中，自主研制了可以同时测定浊度、UV紫外吸收的多波长光学传感器，以及同时可测定斑马鱼毒性、大型蚤毒性的生物毒性传感器，能够及时检测绝大多数无机、有机和生物污染物。

　　节能精确

　　实现远距离、实时监测水质

　　记者了解到，该团队研发的这款新型太阳能物联网水质监测浮标，采用了紧凑的浸入式结构，直接把浮标投放于被监测水域。通过采用太阳能供电，可以保证晴天和阴雨天正常工作。同时，采用32位STM32单片机负责数据采集和设备控制，精度更高、更加节能。而GPRS的数据通讯方式保证永远在线，几乎覆盖全国城乡各地，无需建造通讯铁塔。在实际操作中，浮标采集到的水质数据，采用物联网技术发送到阿里云服务器，用大数据、云计算软件对8种水质数据进行融合。

　　“监测人员可以通过APP客户端浏览实时数据，与以往的监测数据比对，给出水质评价结果，大大降低了监测人员的劳动强度和风险。目前，该项技术已在农村饮水工程中开始示范应用。” 吴宸晖说道。

　　试用报告

　　性能稳定，未来大规模生产

　　2015年完成样机制作，该研究团队也留出了大半年的时间让该产品进行试用。目前，该成果已经在扬州市最大的经营实验仪器的专业公司等单位试用，取得了较好的应用效果。

　　试用的公司对此评价道：“经过试用，我们感到这种浮标及3种传感器，设计新颖，结构紧凑，性能稳定，成本低廉。浮标采用太阳能供电，节能环保，方便安全。‘基于多波长的浊度与紫外吸收集成传感器’巧妙地将浊度传感器与紫外吸收传感器融为一体，节约了成本，减小了体积，又能达到自我标定的作用，市场未见有同类产品销售。”

　　目前，这个项目成果已经发表了多篇论文，并申请到了多项国家专利。不久前，还荣获了第二届“协鑫杯”全国大学生绿色能源科技创新大赛一等奖，扬州大学第9届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖等荣誉。

　　“由于这种太阳能物联网水质监测浮标成本低廉，方便使用，未来我们应该会走向市场，大规模生产。” 吴宸晖说道。