張晟

【摘要】? ? 本文中主要提出一種以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用傳感器技術(shù)、MQTT協(xié)議以及GIS服務(wù)等技術(shù)為核心，并通過可視化泵房管理、網(wǎng)絡(luò)化告警管理以及智能化運(yùn)維管理等方式，構(gòu)建起能夠?qū)崿F(xiàn)二次供水全過程智能管理的平臺(tái)，為提升我國二次供水管理水平作出積極的貢獻(xiàn)，希望為相關(guān)人員帶來一些參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)? ? 二次供水? ? 智能管理平臺(tái)

引言：

在日常生活中，二次供水主要是指有關(guān)供水單位將源自水廠、水井等區(qū)域的供水，通過展開儲(chǔ)藏、加壓以及針對(duì)性消毒處理后，依托供水管道面向用戶進(jìn)行供水的方式。但由于我國城市化建設(shè)越發(fā)加快，導(dǎo)致高層建筑物持續(xù)增多。同時(shí)由于市政供水管網(wǎng)的供水壓力有限，因此普通供水往往只能供給六層以下的用戶使用，對(duì)于超出六層的高層建筑則需要展開二次供水設(shè)計(jì)。相較于供水管道直接供水而言，二次供水由于需要通過二次供水設(shè)施這一環(huán)節(jié)，如果這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)施工不達(dá)到、管理不健全等問題，則很有可能導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。

一、重點(diǎn)功能模塊

本次構(gòu)建系統(tǒng)主要包含，以下幾個(gè)功能模塊，包括大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、運(yùn)維管理、智能分析等（如圖1所示）。

1.1首頁

在用戶進(jìn)入系統(tǒng)后則首先進(jìn)入首頁，首頁當(dāng)中將會(huì)出現(xiàn)下列信息。第一，系統(tǒng)內(nèi)部的泵房總數(shù)量、出水總量、信息告警處理頻率[1]。第二，泵房水質(zhì)數(shù)據(jù)，其中包括：“優(yōu)秀、良好、及格、差”等有關(guān)水質(zhì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。第三，泵房場(chǎng)景數(shù)據(jù)。其中包括學(xué)校內(nèi)部泵房總數(shù)、小區(qū)內(nèi)部泵房總數(shù)、寫字樓內(nèi)部泵房總數(shù)、建筑工廠內(nèi)部泵房總數(shù)等。第四，本地區(qū)月供水的排名情況，以及本地區(qū)供水?dāng)?shù)量排名情況[2]。第五，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，例如，有關(guān)用戶登錄信息、修改數(shù)據(jù)信息、工單處理情況等。第六，首頁將基于GIS服務(wù)，展示泵房實(shí)際位置、基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)及相關(guān)地理信息信息，例如，當(dāng)用戶當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到某一個(gè)具體泵房位置時(shí)，界面中會(huì)顯示出該泵房的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、水質(zhì)信息、綜合供水情況等；通過對(duì)圖層的放大，可以查看到泵房所在小區(qū)邊界、周邊管網(wǎng)信息、供水用戶數(shù)量等。

1.2大屏

通過應(yīng)用圖片化的形式來進(jìn)行泵房總數(shù)量、泵房月供水排名情況、迸發(fā)供水區(qū)域的統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)報(bào)警次數(shù)、工單、報(bào)警的處理效率、區(qū)域設(shè)備量所占比例、進(jìn)、出水壓力等[3]。

1.3視頻監(jiān)控

系統(tǒng)通過對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控，與門禁及報(bào)警設(shè)施聯(lián)動(dòng)，對(duì)非相關(guān)人員或是動(dòng)物等進(jìn)入泵房內(nèi)部的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全的管理；同時(shí)通過視頻監(jiān)控還可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施實(shí)現(xiàn)電子巡檢，從宏觀層面觀察設(shè)備運(yùn)行情況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況等。

1.4實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)中將會(huì)對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、告警記錄、工單記錄等有關(guān)情況進(jìn)行展示[4]。首先，水質(zhì)數(shù)據(jù)當(dāng)中包括水質(zhì)的實(shí)時(shí)渾濁度、PH數(shù)值、溫度以及針對(duì)水質(zhì)的優(yōu)劣等級(jí)展開評(píng)估。其次，設(shè)備數(shù)據(jù)當(dāng)中包含供水的總流量、瞬間流量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、變頻器是否出現(xiàn)故障、變頻器應(yīng)用頻率、電流等數(shù)據(jù)。再次，告警記錄當(dāng)中包含有當(dāng)前階段實(shí)際選擇泵房的告警級(jí)別情況、異常描述情況，相關(guān)責(zé)任人、聯(lián)系方式等。最后，工單記錄當(dāng)中包含指定泵房的工單生成、處理、完成等情況。

1.5運(yùn)行管理

這一環(huán)節(jié)當(dāng)中包含設(shè)備配置、泵房展示、配置綁定等信息[5]。首先，設(shè)備配置當(dāng)中具體針對(duì)泵房設(shè)備進(jìn)行配置和管理，包括其設(shè)備類型、層高、最低進(jìn)出水壓力、最高進(jìn)出水壓力、揚(yáng)程等。其次，泵房展示當(dāng)中的內(nèi)容包含針對(duì)泵房進(jìn)行預(yù)覽，其中包括水質(zhì)檢測(cè)情況、泵房的應(yīng)用狀態(tài)等。通過這一環(huán)節(jié)可以針對(duì)泵房的所有狀態(tài)信息進(jìn)行查看，包括進(jìn)出水壓力、水質(zhì)PH值、變頻器電流等。同時(shí)這一環(huán)節(jié)可以用于操作泵房基礎(chǔ)信息的增設(shè)和修改。最后，通過綁定配置的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)將泵房與物聯(lián)網(wǎng)卡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣的方式能夠使泵房數(shù)據(jù)依托無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到云儲(chǔ)存平臺(tái)當(dāng)中[6]。

1.6運(yùn)維管理

運(yùn)維管理工作中包含工單管理、工作單概覽以及設(shè)備的巡檢管理工作。首先，工單管理包含工單歷史、流程以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存庫。通過工單管理能夠在工程從生成直到完成的全過程中實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格管理。工單歷史則能夠依托列表的形式，進(jìn)一步展現(xiàn)各個(gè)工單、過程的實(shí)踐情況，同時(shí)責(zé)任人、開始時(shí)間、名稱、編碼等都可以作為檢索詞進(jìn)行查詢，其也支持模糊查詢的應(yīng)用。另外的經(jīng)驗(yàn)庫可以選擇一些具備有實(shí)踐意義的工單處理方式進(jìn)行儲(chǔ)存，為后續(xù)的運(yùn)維管理工作提供可靠的理論根據(jù)。其次，工作單預(yù)覽。通過工作單預(yù)覽功能能夠?qū)⒐螖?shù)量、效率、待辦工單數(shù)量、工單類型、狀態(tài)、完成量、巡檢率、及時(shí)率等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并以圖片的形式進(jìn)行展示。最后，巡檢管理包含遠(yuǎn)程電子巡檢和現(xiàn)場(chǎng)巡檢計(jì)劃管理?？芍贫ㄏ鄳?yīng)的周期性巡檢工單，即可通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與視頻監(jiān)控技術(shù)的結(jié)合進(jìn)行遠(yuǎn)程巡檢，也可以安排人員定期到達(dá)泵房現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡檢。

1.7告警管理

告警管理功能中包括告警總覽、今日告警以及歷史告警。

首先，告警總覽功能依托報(bào)警中心展開，將一級(jí)、二級(jí)故障以及水質(zhì)預(yù)警當(dāng)做內(nèi)環(huán)，并將元素超標(biāo)、設(shè)備停運(yùn)、水壓問題、污染問題等當(dāng)做外環(huán)，充分構(gòu)建起一個(gè)告警信息篩選信息圓環(huán)。只要鼠標(biāo)相應(yīng)點(diǎn)中環(huán)中的任意一個(gè)位置，則可以針對(duì)有關(guān)告警信息展開篩選。最終完成篩選環(huán)節(jié)的告警信息，將會(huì)以列表的形式呈現(xiàn)出來，并在此同時(shí)展示各個(gè)泵房報(bào)警總數(shù)量。其次，今日告警當(dāng)中會(huì)顯示出一級(jí)、二級(jí)預(yù)警數(shù)量、待處理異常、設(shè)備異常頻率、已處理異常數(shù)量、告警信息列表。這一過程中技術(shù)人員可以通過告警狀態(tài)、泵房名稱等當(dāng)做檢索條件展開篩選和檢查。最后，歷史告警。其將會(huì)以列表形式作為核心，進(jìn)行有關(guān)告警詳細(xì)信息的展示工作，在這一過程中技術(shù)人員可以根據(jù)告警狀態(tài)、告警發(fā)生日期以及有關(guān)泵房名稱作為檢索條件展開查詢工作，與此同時(shí)也可以通過導(dǎo)出告警數(shù)據(jù)，進(jìn)一步展開二次處理。這其中每一條告警信息都會(huì)與對(duì)應(yīng)泵房關(guān)聯(lián)，依托泵房點(diǎn)位信息，則可以在GIS地圖當(dāng)中明確某一泵房的負(fù)責(zé)人、位置等。并應(yīng)用轉(zhuǎn)工單功能，則可以將有關(guān)告警信息相應(yīng)地進(jìn)行工單轉(zhuǎn)換，并傳遞給有關(guān)運(yùn)維人員，通知相關(guān)運(yùn)維人員對(duì)工單問題進(jìn)行處理。同時(shí)通過點(diǎn)擊“忽略”按鈕，則可以對(duì)有關(guān)告警信息做出標(biāo)識(shí)。

1.8智能分析

通過智能分析功能的應(yīng)用，可以針對(duì)水質(zhì)、設(shè)備記錄當(dāng)中存在的有關(guān)歷史數(shù)據(jù)展開查詢，并切實(shí)針對(duì)其中的水質(zhì)、設(shè)備情況展開分析。并相應(yīng)的以壓力報(bào)表、流量報(bào)表等作為核心，以此來生成最終的日、月、年等有關(guān)報(bào)表。與此同時(shí)這一類報(bào)表開放了下載功能，可以通過Excel的形式對(duì)其進(jìn)行保存。

1.9系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理功能主要針對(duì)角色、組織架構(gòu)、用戶、營業(yè)單位等展開管理實(shí)現(xiàn)權(quán)限隔離，通過這樣的方式方便后續(xù)在各類區(qū)域、層次當(dāng)中完成管理工作，以此來保障數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的安全性。

二、系統(tǒng)總體架構(gòu)

本次研究中的系統(tǒng)在應(yīng)用方面可以劃分為客戶端、云端以及泵房等三個(gè)維度。依托技術(shù)實(shí)現(xiàn)層次又可以劃分為，展現(xiàn)層、服務(wù)層、存儲(chǔ)層、傳輸層以及感知層等五個(gè)層面。（如圖2所示）

1.在泵房內(nèi)部除了安裝有二次供水必備的加壓泵、水箱等有關(guān)設(shè)施之外，同時(shí)還在有關(guān)位置進(jìn)行流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、水質(zhì)傳感器、攝像頭、通信網(wǎng)關(guān)等有關(guān)設(shè)備的安裝。額外安裝設(shè)備具有以下個(gè)性化功能：

流量傳感器則用來針對(duì)進(jìn)、出水的水量進(jìn)行檢測(cè)。

壓力傳感器的作用是為了針對(duì)進(jìn)、出水水壓展開綜合檢測(cè)。

溫度傳感器則用來控制水的溫度。

水質(zhì)傳感器則針對(duì)水質(zhì)中的渾濁度、PH數(shù)值等展開檢測(cè)。

攝像頭的安裝則用來針對(duì)泵房的內(nèi)部情況進(jìn)行記錄。

通信網(wǎng)關(guān)則可以依托無線網(wǎng)絡(luò)來將系統(tǒng)當(dāng)中采集的所有數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)當(dāng)中。

2.云端，就是利用應(yīng)用程序和服務(wù)器的虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二次供水智能化管理的軟件平臺(tái)，其能夠針對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)展開處理，并儲(chǔ)存到有關(guān)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。針對(duì)一些具備較高實(shí)時(shí)性要求的數(shù)據(jù)而言，其可以依托Redis數(shù)據(jù)展開綜合處理。而對(duì)于實(shí)時(shí)性要求相對(duì)較低的數(shù)據(jù)則可以依托MySQL數(shù)據(jù)庫展開處理，與此同時(shí)通過使用IIS軟件部署WEB服務(wù)，以此來支撐客戶端訪問。

3.客戶端層面，系統(tǒng)支持多終端操作（PC、手機(jī)、平板），用戶只需要通過網(wǎng)絡(luò)即可連接平臺(tái)進(jìn)行二次供水泵房管理與維護(hù)，外業(yè)人員也可通過手機(jī)或平板對(duì)二次供水泵房情況進(jìn)行全面掌握，滿足實(shí)時(shí)性操作需求。

三、應(yīng)用技術(shù)

1.傳感器技術(shù)。根據(jù)我國國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知，傳感器的意義為：能夠做出測(cè)量以及感受行為，同時(shí)能夠根據(jù)相關(guān)規(guī)律將信息轉(zhuǎn)化為輸出型信號(hào)的設(shè)備。傳感器是當(dāng)今世界范圍內(nèi)用以信息獲取工作的主流手段，同時(shí)其與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等共同成為信息技術(shù)三大核心。本次系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)際應(yīng)用到的傳感器是智能傳感器，其可以將有關(guān)物理信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成一定數(shù)值的電流信號(hào)，以此來滿足PLC的讀取、識(shí)別需求。主要應(yīng)用到的傳感器類型包含流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、水質(zhì)傳感器等。

2. PLC技術(shù)。PLC控制系統(tǒng)是立足于傳統(tǒng)順序控制器的基礎(chǔ)上，通過融合計(jì)算機(jī)、通信定向滾技術(shù)，進(jìn)一步形成的新式工業(yè)控制設(shè)施。其應(yīng)用目的是為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器工作，聽過執(zhí)行計(jì)時(shí)、技術(shù)等控制功能，構(gòu)建起實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，具備有極強(qiáng)的可靠性可適應(yīng)性。

三、結(jié)束語

二次供水是終端用戶與管網(wǎng)之間的緊密橋梁，因此通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)一步展開二次供水管理平臺(tái)設(shè)計(jì)，并以可視化視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化告警管理、智能化運(yùn)維管理等功能為核心，為二次供水工作的展開提供積極幫助的同時(shí)也為大眾的日常生產(chǎn)生活作出積極的貢獻(xiàn)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 陳鋼， 李德英. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理[J]. 信息記錄材料， 2019， 020（003）：56-57.

[2] 張征峰， 鄭梁， 崔佳冬. 基于物聯(lián)網(wǎng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 智能物聯(lián)技術(shù)， 2019， 051（003）：P.49-54.

[3] 王靜， 董蘇， 王先傳，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2019， 36（1）：5.

[4] 尉建松， 王鐵松. 紹興二次供水綜合管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用[J]. 給水排水， 2019， 55（06）：131-135.

[5] 郭磊， 馬俊瑞， 劉旭. 基于物聯(lián)網(wǎng)的城市管理統(tǒng)一業(yè)務(wù)受理平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 北京測(cè)繪， 2020， 34（5）：5.

[6] 陳釗淇， 陳錦煌， 李嘉琪，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 價(jià)值工程， 2019， 38（4）：3.