现代社会发展日新月异，陆地资源的局限性日益凸显，伴随着海洋资源开发步伐的加速，构建高效的水下检测体系显得尤为迫切。针对浅水环境的水质检测，先进的传感与通信技术成为了保障数据准确性与实时性的关键。相较于传统的LoRa、NB-IoT(窄带物联网)、Sigfox、Weightless等通信技术，TurMass™ 通信技术能极大地增加通讯范围，具有传输距离远、功耗低、速率高、高灵敏度、穿透性强、抗干扰性强等特点。浙江海洋大学海天智能物联网实验室团队在定海校区完成了基于TurMass™ 通信技术的水质监测试验项目，通过各种场景的数据传输测试，证明了TurMass™ 通信技术出色的可靠性与稳定性。基于TurMass™ 通信技术的水质监测系统包括TKG-320双通道网关，基于TurMass™ 的无线DTU数据传输终端，Y532-A/B数字pH传感器。
测试设备
DTU终端
上位机（MQTTX软件）
网关
传感器
测试流程
一．初始设置：
网关配置调试
使用网关串口调试工具，将网关的串口波特率改为115200，上行速率下行速率配置为7:3.7kbps/8KHz，确保网关跟终端的频率配置一致。然后通过AT指令将网关的联网方式更改为4G连接，确保设备配置正确。将提前准备好的手机SIM卡插入网关进行联网。
DTU终端配置
首先配置DTU数据终端的通讯参数，串口波特率设置为115200，上行速率下行速率配置为7，确保终端跟网关的频率配置一致。心跳周期设置为43200S。然后配置终端的接口设置，波特率设置为9600，确保数据位跟停止位配置正确。最后接收端连接电脑并打开上位机软件进行连接，就可以开始本次水质监测数据通信测试。
二．测试环境选定
测试场景为定海校区水池
测试结果分析
选用一根10m长的绳子，每隔50cm做一次标记，用来测试水的深度对传输速率的影响。
测试设备制作
下图为传感器在水下图片，左图为水下1.5m深位置，右图为水下2.5m深位置。
传感器水下图片
在传感器在水中下沉50cm时，上位机通过MQTTX软件向传感器发送请求数据包，请求响应，此时成功接收到传感器传回的响应数据包。接着传感器继续下沉，在水下1m、1.5m、2m、2.5m处都成功接收到传感器传回的响应数据包。
上位机发送请求数据包
本次测试，水质传感器由于使用了TurMass™ 技术，在复杂的水下环境中展现了卓越的通信能力。水下环境中存在环境噪声与干扰，噪声会对电信号产生干扰，当电信号（通常以电磁波的形式传播）在水下传播时，水分子会吸收部分信号能量，导致信号强度减弱，电信号会产生衰减。在这样的水域条件下，传感器仍能保持准确且稳定的数据传输，这意味着其能够有效的应对各种水下环境因素的干扰。此外本次传感器通讯测试还在有建筑物遮挡的情况下进行了测试，数据终端发送的数据信号隔了中间一堵墙发送给接收端设备，在这种特殊条件下，由于建筑物的存在，不仅产生了信号的多径反射，还加剧了信号的衰减和阴影效应，对传感器的通信能力提出了更高挑战。尽管如此，水质传感器依然展现出了非凡的适应性和稳定性，确保了数据在复杂环境下的连续、准确传输。
总结
水质传感器设备以其精确、可靠和实时的监测能力，在环境保护、水资源管理、农业生产等多个领域扮演着至关重要的角色。基于TurMass™ 通信技术的水质传感器设备设计紧凑、轻便，易于安装和携带，非常适合于野外考察、流动监测和紧急响应等场景，极大地提升了水质数据获取的效率和准确性，同时也进一步证明了其广泛的应用潜力和可靠性。随着TurMass™ 通信技术的不断进步，我们正持续深化对基于TurMass™ 通信技术的水质传感技术的研究，旨在增强其在极端环境下的测量精度和稳定性，为未来水质监测应用带来更多的便利与可能。
致谢
此次实验顺利成功特别感谢浙江海洋大学船舶与海运学院的协助，提供定海校区实验用水池。
