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  1.項目背景

  由于農村不合理使用農藥化肥、垃圾隨意排放，同時還有工業(yè)污染的廢水廢氣有害物質通過降雨、直接沉降等多種方式也進入到飲用水源。使各種有害物質、農藥及其他污染物通過地表徑流或農田滲漏造成對飲用水源的污染。農村地區(qū)集中供水率低，大部分地區(qū)都是直接從河道、山泉、水庫、淺層地下水取水，供水設施簡單幾乎無凈水處理設施;飲水工程建設標準低管理設施不完善，造成飲用水中污染物、有害礦物成分超標而不知情等嚴重問題。

  由于供水方式落后,水質監(jiān)測不力,農村飲用水源水質監(jiān)測還基本處于空白狀態(tài),存在底數(shù)不清、監(jiān)測力量嚴重不足的問題。而飲用受污染的飲用水將導致中毒、氟斑牙、氟骨癥、心血管等疾病，尤為嚴重的是會引起人體長期惡性化改變如癌變、突變和畸變。所以需要對農村飲用水加強監(jiān)測，以確保農村飲用水的安全。

  2.系統(tǒng)方案概述

  計訊提出的農村飲水安全在線監(jiān)測解決方案將對農村飲用水水源、顆粒物、礦物質等水質情況進行實時監(jiān)測并實時的傳送到監(jiān)控中心，保證第一時間上傳最新監(jiān)測數(shù)據(jù)，在加強水源地保護和水污染防治方面作用突出，在此監(jiān)測系統(tǒng)下實現(xiàn)防治結合，確保農村飲水安全。

  3.系統(tǒng)方案介紹

  本方案設計思路主要是在農村水廠監(jiān)測點、蓄水池出水口、主管網監(jiān)測點等建設飲水安全監(jiān)測站，根據(jù)不同的監(jiān)測需求，將數(shù)據(jù)傳送至水廠或水務主管部門的數(shù)據(jù)中心。每個監(jiān)測站點主要由前端數(shù)據(jù)采集與控制、無線數(shù)據(jù)傳輸以及農村飲水安全監(jiān)測管理云平臺等三大部分組成。

  3.1前端數(shù)據(jù)采集與控制：

  部署在站點的水位計、水質儀等前端傳感器，采集水位、水質綜合數(shù)據(jù)和消毒劑余量等信息。數(shù)據(jù)采集與邏輯控制的自動化啟動柜由計訊自主研發(fā)的水利遙測終端機TY511或網關型遙測終端機TY910作為其核心數(shù)據(jù)采集和控制單元，通過采集水質、流量、壓力并聯(lián)動電動閥、電磁閥等形成一套完善的邏輯控制方案，達到控制水量大小以及水泵的啟動、消毒開關等功能，以滿足用水需求。同時，系統(tǒng)可采用攝像頭對現(xiàn)場的實時圖像傳輸與監(jiān)控，保證設備正常工作以及現(xiàn)場突發(fā)情況的及時處理。

  計訊遙測終端作為核心數(shù)據(jù)采集和控制單元的原理示意圖如下：

  計訊自主研發(fā)的自動化啟動柜：

  核心數(shù)據(jù)采集與邏輯控制單元選型：

  (1)TY511系列水利遙測終端機

  TY511系列是一款集數(shù)據(jù)采集與2G/3G/4G數(shù)據(jù)傳輸功能于一體的工業(yè)級水利數(shù)據(jù)遙測終端機，具有數(shù)據(jù)采集、本地顯示、數(shù)據(jù)存儲與控制、報警及傳輸?shù)染C合功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時準確采集與安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

  功能特點

  接口豐富：標準化雨量計、水位計等傳感器接口

  抓拍功能：支持圖片抓拍(可以接最多4個攝像頭)

  備用電源：支持太陽能供電及電池電壓狀態(tài)上報

  一體化設計：采集和傳輸于一體，通信穩(wěn)定，節(jié)省成本

  多中心設計：內嵌標準TCP/IP協(xié)議棧，5個中心同步數(shù)據(jù)傳輸

  大容量存儲：長期保存設定參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)，同時支持TF卡存儲

  配置方式：支持液晶/鍵盤配置方式和串口配置方式

  遠程維護：可以遠程升級程序和遠程參數(shù)設置

  超低功耗設計：具有多種工作模式(包括自報式、查詢式、兼容式)

  (2)TY910 網關型遙測終端機

  TY910系列 是一款集水文水資源、視頻數(shù)據(jù)采集和邏輯控制功能于一體的工業(yè)級網關型遙測終端機，采用大容量存儲和高級路由等新型設計方式，通信網絡可采用4G/2G無線網絡或本地寬帶網絡將數(shù)據(jù)傳輸至中心平臺。廣泛應用于水文、水資源、智慧排水、智慧供水、地災監(jiān)測、智慧農業(yè)等綜合測控領域。

  功能特點：

  傳感器接口：傳感器接口豐富，支持雨量、水位數(shù)據(jù)采集

  串口設計：6路串口，支持市場上幾乎全部類型的儀表協(xié)議。

  網口設計：2路網口，支持采集以太網接口的智能傳感器

  字符疊加：支持2路視頻接入，并可在視頻上顯示字符

  網關功能：路由網關功能，支持WIFI服務端和客戶端功能

  遠程召測：支持遠程召測、遠程提取雨量和水位數(shù)據(jù)

  二次開發(fā)：用戶可基于Linux系統(tǒng)開發(fā)應用

  遠程維護：可以遠程升級程序和遠程參數(shù)設置

  設備超低功耗設計：具有多種工作模式(包括自報式、查詢式、兼容式)

  3.2 無線通訊部分：

  通過計訊水利遙測終端機自帶的4G/3G/GPRS DTU功能，或采用本地光纖，將數(shù)據(jù)透傳或者使用特殊的協(xié)議格式傳送到市、縣級農村飲水安全監(jiān)測管理云平臺。

  3.3 農村飲水安全監(jiān)測管理云平臺

  ①顯示功能：可通過地圖顯示各個監(jiān)測站點位置，鼠標點擊會進入詳細監(jiān)測界面

  ②水質綜合數(shù)據(jù)：可在線監(jiān)測現(xiàn)場水源的濁度、PH值、余氯等指標，

  ③其他監(jiān)測與聯(lián)動：可監(jiān)測瞬時流量、累計流量、電量、壓力、水位等做一系列邏輯控制功能;

  ④遠程操作：支持遠程開啟水泵等

  ⑤安防視頻：可以遠程查看現(xiàn)場視頻或者圖像數(shù)據(jù)

  ⑥電池電壓上報：當現(xiàn)場無法市電供電時，可自動切換至蓄電池供電，并在平臺上顯示電池電壓

  ⑦統(tǒng)計功能：可打印日、月、年統(tǒng)計報表;

  ⑧告警功能： 當設備故障或者數(shù)據(jù)超限時，可通過平臺發(fā)出預警信號，發(fā)布預警形式可以為短信、郵件、手機APP或者微信公眾號等多種方式

  ⑨存儲功能：監(jiān)測站點歷史數(shù)據(jù)，事件記錄，操作記錄等可長時間存儲數(shù)據(jù)庫

  ⑩權限管理：可根據(jù)不同角色、用戶分配不同的權限，方便多層級管理。

  4.應用場景