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一、方案背景
隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)村生活污水處理已成為智慧鄉(xiāng)村建設(shè)的重要組成部分，農(nóng)村生活污水處理設(shè)施維護(hù)巡檢周期比較長，不能隨時(shí)掌握各污水處理節(jié)點(diǎn)排放情況，對(duì)污染源和排污河渠的水質(zhì)監(jiān)測仍停留在靠人工監(jiān)測階段，時(shí)間覆蓋率低，樣品缺乏科學(xué)性和代表性。
智慧農(nóng)村生活污水提升治理監(jiān)測系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的污水處理監(jiān)測方案，該系統(tǒng)結(jié)合前端監(jiān)測設(shè)備，建立鄉(xiāng)村污水處理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控生活污水排放情況。另一方面，該方案以智慧服務(wù)、智慧運(yùn)營為建設(shè)目標(biāo)，全面提升鄉(xiāng)村污水行業(yè)運(yùn)營管控能力，幫助鄉(xiāng)村打造智慧供排水運(yùn)營管理模式。
二、系統(tǒng)組成
智慧農(nóng)村生活污水處理監(jiān)測系統(tǒng)基于開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用前端設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、系統(tǒng)應(yīng)用層和終端策略層。通過遠(yuǎn)端設(shè)備層的各類監(jiān)測模塊能夠?qū)崟r(shí)獲取數(shù)據(jù)并分析上傳，管理中心可通過統(tǒng)計(jì)表查看污水排放量等情況。
前端采集層：作為智慧農(nóng)村污水處理監(jiān)測系統(tǒng)的核心載體，根據(jù)鄉(xiāng)村的管控區(qū)域，可靈活配置。通過各種探測器，將探測到污水處理監(jiān)測點(diǎn)利用各種傳感器與專用儀表，采集和污水處理有關(guān)的物理、化學(xué)等參數(shù)，如污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況，生活用水排放污水流量，污水PH值等。
傳輸層：由專用RTU與電信公網(wǎng)組成，主要的功能是實(shí)時(shí)讀取處理各類傳感器的數(shù)據(jù)，并通過無線的方式發(fā)送至系統(tǒng)平臺(tái)。污水預(yù)警平臺(tái)部署于云服務(wù)器上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理和綜合分析。
應(yīng)用層：通過云端綜合數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，可將遠(yuǎn)端設(shè)備層的匯報(bào)數(shù)據(jù)與策略層的控制命令進(jìn)行實(shí)時(shí)的整合和轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，通過基礎(chǔ)設(shè)備集群層的數(shù)據(jù)積累，平臺(tái)還可以根據(jù)不同的場景以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)預(yù)警、輔助策略等智能化場景工作。
終端層：基于本方案架構(gòu)中底層數(shù)據(jù)的采集、傳輸、整合，管理人員可通過客戶端對(duì)各廠、站的遠(yuǎn)程監(jiān)測及運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢，對(duì)于異常報(bào)警、數(shù)據(jù)能夠及時(shí)處理。
三、系統(tǒng)功能
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測：實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測設(shè)備的快速查詢顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示、報(bào)警情況顯示及監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖的實(shí)時(shí)展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)，掌握其流量、流速、液位、水質(zhì)、電量、電壓等信息。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質(zhì)自定義等多種顯示模式。
遠(yuǎn)程監(jiān)管平臺(tái)：污水計(jì)量數(shù)據(jù)匯總，展示，分析，各項(xiàng)水質(zhì)數(shù)值統(tǒng)計(jì)及分析，設(shè)置預(yù)警量自動(dòng)報(bào)警等、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，能做到5分鐘級(jí)的數(shù)據(jù)更新速率、該速率要用戶可調(diào)，并且可以實(shí)現(xiàn)類似于當(dāng)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)有超標(biāo)情況時(shí)，系統(tǒng)在給管理員發(fā)出提示的同時(shí)可以自動(dòng)提高數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率。要求有權(quán)限設(shè)置功能，數(shù)據(jù)的查看和平臺(tái)管理要有嚴(yán)格權(quán)限區(qū)分，并可實(shí)現(xiàn)用戶最高管理員可自定義權(quán)限。
GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將污水監(jiān)測點(diǎn)的進(jìn)水流量、出水流量監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能，并進(jìn)行超限、超標(biāo)預(yù)警，提醒管理人員及時(shí)處理。同時(shí)平臺(tái)支持手機(jī)及PC等多種訪問方式。
設(shè)備統(tǒng)一管理：統(tǒng)一通訊協(xié)議，后續(xù)需要能夠提供接口，對(duì)于一些需要對(duì)外公布和數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)外傳。
遠(yuǎn)程控制功能：24小時(shí)水質(zhì)監(jiān)管，能根據(jù)客戶預(yù)設(shè)自動(dòng)預(yù)警，自動(dòng)報(bào)警，并預(yù)留與電磁閥等執(zhí)行器聯(lián)動(dòng)的功能，本方案也需在制作時(shí)設(shè)計(jì)閥門控制，實(shí)現(xiàn)當(dāng)超標(biāo)時(shí)，閥門對(duì)應(yīng)動(dòng)作的功能
污水計(jì)量：準(zhǔn)備各個(gè)排污點(diǎn)建立計(jì)量，計(jì)量方式需根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境設(shè)計(jì)，需充分考慮計(jì)量現(xiàn)場情況。
水質(zhì)監(jiān)測：主要監(jiān)測內(nèi)容為：COD、PH值、氨氮、總磷總氮等。要求達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)時(shí)反饋標(biāo)準(zhǔn)，要求實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，并充分考慮到現(xiàn)場無穩(wěn)定電源的解決方案，監(jiān)測設(shè)備需要現(xiàn)場設(shè)置保護(hù)，RTU等遠(yuǎn)傳通訊需設(shè)置設(shè)備箱離地安裝。
視頻監(jiān)控采集：同時(shí)每一處計(jì)量及監(jiān)測點(diǎn)需設(shè)置視頻監(jiān)控設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場情況與監(jiān)管平臺(tái)遠(yuǎn)程通訊對(duì)接。
各職能部門之間數(shù)據(jù)通信在局域網(wǎng)內(nèi)完成；各監(jiān)測站點(diǎn)與管理部門調(diào)度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無線網(wǎng)絡(luò)通信。
四、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、采用一體式設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)前端站點(diǎn)的快速調(diào)試與部署。
2、采用多種終端進(jìn)行多種監(jiān)測，測量精度高，抗干擾能力強(qiáng)。
3、采用無線傳輸方式，突破地域限制，適應(yīng)性強(qiáng)。
4、基于自主研發(fā)的無線RTU產(chǎn)品，可遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。
5、基于B/S架構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)，可快速方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪問。
6、專屬客戶端支持用戶隨時(shí)隨地查看當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)。
7、采用防雷、防雨、防潮、輸入信號(hào)隔離等多項(xiàng)措施，確保設(shè)備安全、性能穩(wěn)定可靠。
8、兼容性強(qiáng)，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計(jì)量儀表或傳感器。
9、超低功耗，核心設(shè)備選用2G/3G/4G低功耗測控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽能供電設(shè)備成本和施工難度。
五、系統(tǒng)價(jià)值
智慧農(nóng)村生活污水遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)污水處理的進(jìn)、產(chǎn)、排等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，將農(nóng)村污水處理廠的水量、水位、水質(zhì)以及設(shè)備狀態(tài)等信息通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行收集、整合，對(duì)三個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村污水處理生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理，進(jìn)一步規(guī)范了管理，對(duì)于確保鄉(xiāng)村水源安全和村民身體健康，以及改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境和推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，提高了工作效率，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
