1. 前言

海-陆多维度综合生态监测平台可监测由海向陆的海洋、湿地和土壤生态环境，从这三个方面进行全方位多维度的生态监测是我国对海洋生态环境保护、湿地环境管理、海洋事业发展的重要手段和措施。我国有关海陆生态环境监测的标准体系相对完善，主要以污染监测调查为主，同时兼并污染与生态长期或短期监测为辅，结合相关海洋工程、开发业务，建立多参数、长期、立体、实时、有效的监测体系。

2. 系统简介

系统主要由海洋生态综合监测浮标、湿地生态在线视频观测监测系统、便携式多参数水质监测仪、CTD多参数温盐深仪、土壤生态环境在线监测系统和为期一年的生态系统原位监测组成。

其中海洋生态综合监测浮标可监测叶绿素、蓝绿藻、营养盐和获取气象数据。

湿地生态在线视频观测监测系统可观测鸟类、植被等生态状况。

便携式多参数水质监测仪可监测海洋中PH、叶绿素、水温、盐度、电导率和浊度等参数。

CTD多参数温盐深仪可监测海洋中温度、盐度和深度数据，并且能够在线推送数据。

土壤生态环境在线监测系统能够监测土壤温度、含水量、PH和EC值等。

2.1 海洋生态综合监测浮标

水质监测系统具体由水质传感器、数据采集仪、通讯系统、供电系统、整体支架、水质监测平台六部分组成。可同时监测水温、PH、溶解氧、电导率、氨氮、浊度、COD、叶绿素、气象等诸多水质要素。数据采集仪具有数据采集、实时时钟、数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能。

系统内置大容量FLASH存储芯片；多种通讯接口可以很方便的与计算机建立有线通讯连接，若选配GPRS无线通讯模块还可实现设备与计算机监控中心的远程无线连接。

产品优点：

可靠运行于各种恶劣的野外环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守

完善的防雷击、抗干扰等保护措施

硬件和软件均采用模块组合式开放性设计，可灵活组合使用

通讯方式可根据传输距离来按需要选配，为方案提供最高的性价比

监测要素可按实际需求选配，模块化设计极大的方便了后期设备的调试和升级

兼容性原则   

系统提供灵活的设置，可兼容国内外各种传感设备，进行数据采集与处理，在保证功能的前提下，可以最大限度降低系统成本。

易用性原则

系统使用人员范围广，使用人员的计算机水平层次不一，很多地方缺少计算机专业人员，该系统做到操作简便，维护简单，易学易懂。

可靠性原则

硬件设计时具备操作与安全保护机制，最大限度减小用户误操作导致的错误或损失。采用可靠稳定的数据传输系统，采集中心以查询方式主动调取采集器数据，具备心跳机制，断线重连机制等，保证各项性能可以长时间稳定运行。

安全性原则

系统的用户根据业务的需要，具有不同的安全级别及操作权限，系统能充分发挥操作系统、数据库、应用软件三层安全保证措施，以保证数据的安全性。

易二次开发、易维护性原则

采用封装技巧，建立稳定的底层工具，核心技术文档随系统发布等手段，使具有基本技术水平的系统维护人员可以在一定程度上对系统进行较复杂的维护及一般性扩充。

Ø 环保节能原则

采用无污染优化的电源管理设备，可控的系统功耗。高效节能，以较小的太阳能电源系统即可实现应有功能。

根据客户需求及项目需要，整体配置如下：

名称        参数

浊度传感器 量程0~2000NTU,分辨率0.01NYU,精度<±5%FS,线长10米

溶解氧传感器 量程0~20mg/l,分辨率0.1 mg/l,精度±3%%,线长10米

PH值传感器 量程0~14,分辨率0.01pH,精度±0.1pH,线长10米

电导率传感器 量程:1μs/cm~200ms/cm，精度:＜1%

数据采仪集 多通道数据采集，液晶屏幕显示，带232和485接口，LCD背光，进行数据采集、存储、及显示；供电方式：220V交流/12V直流并存

金属防护箱 野外防护箱，防湿防潮，内置隔板，外置锁具，内装采集仪，蓄电池，太阳能控制器等

气象站支架 金属喷漆式支架结构，钢质材料设计，牢靠稳固，带防风拉锁，外观美观，承载防护箱、传感器、太阳能等，功能齐全，安装方便，抗腐蚀处理，抗风能力强，可安装十多种辐射传感器，安装高度符合国家标准要求，可完全适用于野外无人值守观测站点

市电供电 电源稳定、牢靠，可持续给系统供电

浮球 浮在水面上安装传感器用，采用塑料盒泡沫结构，探头放置在浮球里面，避免传感器损坏，同时侧面开孔，保证传感器测量值准确

太阳能供电系统 太阳能电池板 30W 1块；太阳能板支撑架 1套；蓄电池40AH 1个；太阳能控制器1套；

串口通讯 RS485通讯线1根，线长20米；RS232通讯线1根，线长10米；232转485转接头1个；USB转232转接线1根

GPRS模块 采用TCP透明传输，数据传至软件（自配SIM卡）

物联网云平台（选配） B/S架构无线系统平台，可导出数据，绘制波形图、报表、数据上传、支持PC、平板、手机登录查看，即可使用分配的用户名和密码进入管理平台。

浮标可以搭载各型监测仪器进行水温、盐度、水深等水文资料监测和叶绿素、蓝藻、COD、氨氮、浊度等多项水质监测和风速风向、大气湿度、大气温度、能见度、辐射量等多项气象参数监测，监测数据可以通过北斗或手机通讯网络实时传输回岸端监测中心。

性能特点：

a.配置足够的太阳能和蓄电池，可以长时间自主工作

b.可安装多种监测仪器，应用范围广

c.浮标颜色鲜明，目视效果好，不易被船只意外碰撞

d.结构牢固，性能可靠

e.耐腐蚀性好，维护成本低

f.浮标重量轻，锚系能力强

g.浮标水上仪器操作作业方便

h.浮标的仪器舱密封性能好

i.浮标稳定性好

j.浮标颜色符合IALA标准的规定

     2.2湿地生态在线视频观测监测系统

针对捕捉事件，有镜头预置位可选，可用于植物物候观测、植物生长节律、地面，真实性检验等研究。

CCFC是一款高质量、高分辨率的相机，专为野外恶劣环境的应用研制。可在白天和夜间全天候、广角、变焦获取高质量照片和视频。

WI-FI访问  

CCFC相机的WI-FI访问功能可通过智能手机控制，其设置通过网页界面完成，因此安装和参数设置极为简单。同时，网页设置可在电脑或移动设备的浏览器完成，操作过程含有提示信息。高度可配置的相机捕捉和检索模式，可满足不同用户的需求。

高质量静态影像与视频  

相机拍摄的静态镜像可达5M，视频可达720P。相机拍照和录像的捕捉触发器可同两个独立的自动定时器完成，还可通过外部触发，采集器控制、运动检测、网页控制等触发。这些特点使得CCFC成为多种领域的野外观测和监控的理想相机。

相机变焦及自动对焦  

CCFC自带高质量18倍光学变焦镜头及升级图像传感器，用户可最多指定15个拍照或录像的预设镜头位置，针对每次抓拍事件，应用不同的变焦长度，相机的自动对焦特点可使其针对每个变焦长度自动重新对焦，保证每次触发事件均可捕捉到高清照片或视频。

归一化植被指数（NDVI）功能  

通过可见光和近红外光的数据、结合相关公式可计算归一化植被指数（NDVI），从而反映植被的健康状况：健康的植被通常吸收可见光、反射近红外光；而不健康植被可反射绝大多数的可见光、吸收更多的近红外光。下图展示了同一位置的标准图片和NDVI图片。

图像和视频获取 

相机拍摄的图像和视频可通过调制解调器、因特网 10/100、RS-232、RS-485、卫星、PakBus 等方式传输到电脑主机。相机也可设置为网络摄像头，通过多种传输设备将图片和视频发布到网页。同时CCFC 带 16G 内部存储。

应用领域

用于识别群落季相、物候动态、生长状态等，通过管理和分析软件，可获取群体生长规律等关键信息。也可用于远程病虫灾害监测、野生动物活动情况监测、森林火灾监测、水环境监测等。

优势与特点 :

18 倍光学变焦镜头

自动对焦 

新版、易于操作的网页界面 

15 个预设镜头位置

带近红外 LED，用于夜间拍照（几乎可在任

何光线下拍照） 

带归一化植被指数（NDVI）功能

 技术参数

重量：2.38kg

长度：710px

高度：325px

宽度：330px

时钟精度：±2min/ 年（-40 ～ 60℃）

防护等级：IP67

建议最长线缆长度 

供电及 I/O 线：20m

网线：70m

镜头 

焦距：4.7 ～ 64.6mm

视场角：4°～ 67.3°

变焦倍率：18 倍

供电 

运行功率：9 ～ 30VDC

功耗：平均：250mA@12VDC（不包括窗口

解冻和红外 LED 灯的功耗）

最大瞬时功耗：400mA

解冻功能开启：1.5A

红外 LED 灯开启：700mA

休眠：≤ 1mA

可编程的静态图像分辨率（JPEG）： 2592×1944；1280×960；1280×720；

640×480；640×352；320×240；320×176

视频：最大可达 720P@1280×720（MPEG4）， 640×480（MJPEG），320×240（MPEG4）

视频帧率选择：30，15，7.5FPS

照片及视频捕获时间：从深睡眠到捕获： 10s，从关机到捕获：90s

可通过内部时钟、运动检测、网页、采集器等控制 

窗口除霜 

3型阳极氧化机身，确保相机可在各种恶劣环 境下使用

工作环境：-40 ～ 60℃

媒体捕获 

图像或视频捕获触发：两个独立的内部定时器、外部触发、运动检测、网页控制 

传输方式 

有线网络：光纤网络，100Mbps 以上

无线网桥：在无遮挡条件下，2 ～ 20KM 范围，传输频率 2.4/5.8GHz，最高带宽 100Mbps

4G 网 络：支持全网通，100Mbps

2.3便携式多参数水质监测仪

多参数水质仪多参数水质仪 （GK-ST91）基于光学、电化学原理，可用于海洋、湖泊、河流、饮用水水源地及地下水的长期监测。测量参数包括温度、电导率、盐度、pH、深度、叶绿素、蓝绿藻、溶解氧、浊度等 。GK-ST91采用机械电刷以防止生物附着 ，可长期在线稳定运行3-6个月。

特殊的探头插拨技术，操作、维护简便；高灵敏度，快速晌应，稳定可靠； 可自容式工作，无外部供电可长期稳定运行；无线蓝牙通讯，方便现场运维与调试；

外壳采用高强度设计，耐压、耐腐蚀、强度高，在恶劣的环境中可以保持良好状态；

可集成于浮标、岸基站、鱼排、走航船等监测平台。

技术指标：

     2.4 CTD多参数温盐深仪

CTD多参数水质测量仪，新一代的WIMO多参数传感器完全兼容Modbus，最多可以同时监测20个参数。探头可以随意更换位置，支持现场更换，无需校准。最长可以工作9个月。普通电池超市即可采购。单独电池仓更换方便。

最大水深250米，可使用WIFI（Windows, Mac, IOS, Android,..）连接传感器进行配置，无需下载相关软件，闪存或SD储存。自带清洁刷可进行附着物清理。

使用3G、4G解决方案，还有更多远程通讯方法。

规格：

友好的交互界面：

     2.5土壤生态环境在线监测系统

土壤墒情监测系统是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统。它在工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途。

土壤墒情监测系统由气象传感器、气象数据采集仪和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素；风速风向传感等传感器为气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、气象数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能。

系统内置大容量FLASH存储芯片；多种通讯接口可以很方便的与计算机建立有线通讯连接，若选配GPRS无线通讯模块还可实现气象设备与计算机监控中心的远程无线连接。

实时监测风速、风向、雨量、温度、湿度、气压、太阳辐射、土壤温度、土壤湿度等要素气象参数；

微电脑气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、定时存储、参数设定、参数和气象历史数据掉电保护等功能；

汉字液晶键盘人机界面，人机界面友好；

数据浏览功能。能提供局域网数据浏览、互联网数据浏览、手机数据浏览等多种数据浏览途径供用户        

选择；

灵活的系统组网方式。通讯功能支持MODBUS通讯协议。提供标准有线（485、232/ USB）、无线（GPRS/  

LAN/电台/WIFI/卫星）等多种通讯方式供用户选择。灵活与气象计算机组成气象监测系统；

可靠供电系统。提供市电、直流和太阳能系统等多种供电方式供用户选择；

采用全不锈钢、金属喷漆支架和野外防护箱，外形美观、耐腐蚀、抗干扰；

系统特点：

电源系统:交流220V、直流12V、太阳能等,根据用户需要选配。

可靠运行于各种恶劣的野外环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。

完善的防雷击、抗干扰等保护措施。

硬件和软件均采用模块组合式开放性设计，可灵活组合使用。

监测要素可按实际需求选配。模块化设计极大的方便了后期设备的调试和升级。

通讯方式可根据传输距离来按需要选配，为方案提供最高的性价比。 

气象WEB发布系统可以让用户在局域网和互联网上随时使用浏览气象站现场气象数据。

客户端浏览：可以通过软件客户端，实现局域网、互联网上查询、统计气象站现场气象数据.

土壤温度传感器

产品简介

土壤温度传感器（变送器）采用高精度热敏电阻作为感应部件，具有测量精度高、稳定性好等特点。信号变送器采用先进的电路集成模块，可根据用户的不同需求将温度转换为相应的电压或电流信号。仪器体积小巧，安装方便且便携，性能可靠；采用专有线路，线性好，负载能力强，传输距离长，抗干扰能力强。可广泛用于气象、环境、实验室、工农业等领域的温度测量。

技术参数

测量范围：-50～80℃

准 确 度：±0.5℃

供电方式：DC2.5V    

输出形式： 0～2.5V   

负载能力：电流型输出阻抗≤300Ω

                 电压型输出阻抗≥1KΩ

工作环境：温度-50℃～80℃，湿度≤100%RH

产品重量：探头 145 g ，带采集仪 550 g

产品功耗：0.5 mW

土壤湿度传感器

产品简介

土壤湿度传感器(变送器)是一款高精度、高灵敏度的土壤水分测量仪器。本传感器采用电磁脉冲原理测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤真实水分含量，具有快速准确、稳定可靠、不受土壤中化肥和金属离子的影响等特点。本仪器可广泛应用于农业、林业、地质、建筑等行业。

技术参数

测量范围：0～100%

准 确 度：±3%

供电方式： DC5V

输出形式:0～2.5V

负载电阻: 电压型：RL≥1K，电流型：RL≤300Ω

工作温度：-50℃～80℃

相对湿度：0～100%

产品重量：探头 220 g，带变送器 570 g

产品功耗：275 mW

PH值传感器

新一代土壤PH值传感器，很好的解决了传统土壤PH需配备专业显示仪表、标定繁琐、集成难度大、功耗大、价格昂贵、携带困难等缺点。

新款土壤PH值传感器，真正实现土壤PH在线实时监测；

采用国际最先进的固体电介质和大面积聚四氟乙烯液接界，不易堵塞，免维护；

集成度高、体积小、功耗低、携带方便；

真正实现低成本、低价格、高性能； 

集成度高、寿命长、便利性、高可靠性；

操作简单、可实现远程一键标定；

技术参数

测量范围： 0-14pH

准 确 度： ±0.1pH

分 辨 率： 0.01pH

反应时间：＜10秒(水中)

供电方式：□ DC 12V

输出形式：□ RS485

仪器线长： 10米

工作环境：温度0~80℃，湿度0~95%RH

功耗：0.2W

土壤盐分EC传感器

新一代土壤盐分传感器吸取了国外同类仪器的先进技术，结合我国的情况和使用要求研制而成。

结构简单、性能稳定、操作方便；

采用先进的陶瓷技术，直接埋入土中，免维护；

集成度高、体积小、功耗低、携带方便，将采样电路板集成到探头部分，减少信号传输距离避免很多的干扰信号；

真正实现低成本、低价格、高性能； 

寿命长、便利性、高可靠性；

支持二次开发；

本产品适用于农业灌溉、花卉园艺、草地牧场、土壤速测、植物培养、科学试验等领域，同时也可以用作地下输油、输气管道及其它管线的防腐监测。

技术参数

测量范围：0～8000mg/L

分 辨 率：1mg/L

准 确 度：0~1000mg/L，＜+9%

  1000~3000mg/L，＜+3%

3000~5000mg/L，＜+4%

5000~8000mg/L，<+2%

供电方式：DC 12V

输出形式：电压：0~2.5V

工作环境：温度：-10℃～60℃，湿度：0~95%RH