基于NB-IoT的漂浮式污水監控器設計

楊 英，高嘉暉，潘明毅，齊 攀

（廣東交通職業技術學院，廣東 廣州 510080）

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我國水資源匱乏，海河、遼河、淮河、黃河、松花江、長江和珠江等七大江河水系，均受到不同程度的污染，地處珠江流域的廣東地區水質污染尤為嚴重。國家投入大量人力財力對水質進行監控，期望提前采取措施減輕污染。然而傳統的水質監測方式仍然是以人工為主的定時采集，這種方法無法實時查看到數據，所以常常錯過預防水污染的時機[1]。

近年來出現了基于物聯網技術的水質實時監測系統，常見的主要是浮標式和岸邊立桿 2 種監測系統。但現有的基于傳統物聯網技術的水質監測系統存在以下 3 個問題：

1）低功耗問題。浮標式水質監測系統部署在水域中央，無法采用有線方式供電，只能通過太陽能或其他蓄電池供電。如果采用 GPRS 或 4G 等通信模塊，功耗較大，往往會導致設備供電不足[2]。

2）隱蔽性問題。傳統浮標式水質監測系統體積龐大，外形矚目，會產生繞過此類系統而實施污染水源的非法行徑。因此，需要設計新的尺寸較小的輕量級水質監測系統。

3）智能化問題。傳統水質監測系統僅僅實現了自動化監測流程，缺乏移動快速分析等預警預報體系，因此，需要借助大數據和人工智能技術實時進行數據分析與診斷，賦能水質監測系統。

在目前流行的通信技術方面，NB-IoT（窄帶物聯網）功耗低，接入靈活方便，為此，提出一種隱蔽的基于 NB-IoT 通信技術的漂浮式污水監控器，實時快速監測水質變化，并通過反向傳播（BP）神經網絡計算生成預測水質模型，實現手機電腦同步查看，其采用的技術原理確保低功耗性、隱蔽性、智能性、便攜性。……