水环境检测系统的数据采集与感知模块设计

摘要

针对传统水环境检测系统效率低、数据可靠性不足的难题，通过融合物联网技术与智能算法，设计了一种高精度、低功耗的水环境检测系统，重点突破数据采集与感知模块的优化设计。通过多参数传感器协同标定（温度、pH值、溶解氧、电导率综合误差≤1.5%）与动态电源管理技术（休眠功耗0.3 W,30天续航），结合ZigBee/GPRS双模冗余通信架构（云端延迟<2 s，丢包率<0.5%），显著提升了检测系统的环境适应性与数据可靠性。引入小波变换噪声抑制（抑制率≥65%）与孤立森林异常检测算法（准确率98.5%），构建三级预处理机制，确保数据高质量输入。实验表明，该系统在昆明盘龙江流域实现12万条数据采集，触发污染预警23次（误报率为0，响应时间<5 min），平均测量误差优于国家标准（pH±0.05，溶解氧±0.1 mg/L）。其模块化设计可扩展应用于工业废水实时检测、分布式水体网络构建及无人机协同应急响应，为智慧水务管理提供高可信数据支撑。

关键词

物联网 / 水质评估 / 传感器 / 数据采集