工業(yè)/農(nóng)業(yè)水質(zhì)在線物聯(lián)網(wǎng)檢測系統(tǒng)

 水質(zhì)在線物聯(lián)網(wǎng)電子監(jiān)管系統(tǒng)方案

主要功能：主要檢測水質(zhì)的余氯數(shù)據(jù)、濁度數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、液位數(shù)據(jù)等，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一監(jiān)控至省市縣的統(tǒng)一監(jiān)控中心，集中管理監(jiān)管。

目  錄

第二章、系統(tǒng)監(jiān)測意義 3

第三章、國內(nèi)現(xiàn)狀 4

第四章、系統(tǒng)監(jiān)測作用 5

第五章、系統(tǒng)建設(shè)依據(jù) 5

第六章、系統(tǒng)設(shè)計 6

第七章、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6

第八章、系統(tǒng)部署 7

第九章、系統(tǒng)特點 8

第十章、系統(tǒng)功能 9

10.1數(shù)據(jù)傳輸互通 9

10.2數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計 9

10.3地理信息發(fā)布 9

10.4站點信息管理 10

10.5設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測 10

10.6權(quán)限應(yīng)用分級 10

10.7多終端適應(yīng) 12

第十一章、 系統(tǒng)軟件平臺說明 12

11.1水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺 12

11.2在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)顯示 12

11.3水源質(zhì)量綜合指數(shù)數(shù)據(jù) 13

11.4歷史數(shù)據(jù)查詢 13

11.5預(yù)報預(yù)警設(shè)置 13

11.6系統(tǒng)分析 14

11.7功能設(shè)置 14

11.8系統(tǒng)管理 14

第十二章、相關(guān)現(xiàn)場圖片 15

*章、系統(tǒng)監(jiān)測背景

目前，我國的水資源面臨嚴峻形勢，由于眾多的主觀或客觀原因，使得水污染仍呈發(fā)展趨勢，水環(huán)境質(zhì)量日益下降，COD排放總量約為2294.6萬噸，氨氮排放總量約為238.6萬噸，遠遠超出環(huán)境的容量，此外在我國的九個重要海灣中，三分之二的水質(zhì)為差或者極差。

再者，我國水環(huán)境隱患多，化工和石化等近80%的項目設(shè)在江河沿岸或是人口密集的敏感區(qū)域，甚至某些應(yīng)用水水源保護區(qū)仍有違法排污的現(xiàn)象，自1995年以來我國共發(fā)生了1.1萬起的突發(fā)水環(huán)境事件，僅2014年就有六十起涉及水污染，因水環(huán)境引發(fā)的事件成顯著上升趨勢，因此國家將水環(huán)境的保護工作作為生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容。

近日，京津冀三地環(huán)保廳局正式簽署了《京津冀區(qū)域環(huán)境保護突破合作框架協(xié)議》，明確以大氣、水、土壤污染防治為重點，以聯(lián)合立法、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一監(jiān)測、協(xié)同治污等十個方面為突破口，聯(lián)防聯(lián)控，共同改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，水質(zhì)環(huán)保工作成為繼大氣環(huán)境質(zhì)量后一大難題。

第二章、系統(tǒng)監(jiān)測意義

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展和人口的持續(xù)增加，在工業(yè)集中區(qū)和人口密集區(qū)，未達標工業(yè)污水、生活污水排放等人為因素對附近水資源造成了不同程度的污染，對人們生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展形成了嚴重制約。另一方面，生活用水及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的需求量日益增加，人們對水環(huán)境的質(zhì)量要求也在不斷提高。要實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，保護水資源及生態(tài)環(huán)境，提高人們生活質(zhì)量的目標，就必須解決日益增長的水資源需求與水環(huán)境日益污染和短缺的這一突出矛盾。

為進一步推進水污染的防治工作，貫徹黨的十八屆二中、三中、四中全會對生態(tài)文明建設(shè)做出了部署，對生態(tài)文明建設(shè)做出了一系列重要指示，強調(diào)加強水意識，推進綠色生態(tài)的發(fā)展，通過建立天津市的“智能環(huán)保”體系管理平臺，創(chuàng)建以環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測為核心、以環(huán)境數(shù)據(jù)為中心、以環(huán)境綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用框架平臺為應(yīng)用、以環(huán)境地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的全新環(huán)境管理理念。在轄區(qū)內(nèi)以先進的環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)建立環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境保護監(jiān)控指揮中心。

第三章、國內(nèi)現(xiàn)狀

為保護我們?nèi)找鎳谰纳姝h(huán)境，我國不斷加大環(huán)境保護的力度，并把環(huán)境產(chǎn)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。我國對水污染是采取預(yù)防為主的方針，制訂了一系列的排放標準，并強制規(guī)定工業(yè)廢水必須經(jīng)過污水處理并達到排放標準。同時加強了監(jiān)管的力度，對廢水未達到標準的工礦企業(yè)采用罰款、停產(chǎn)整頓等手段，其中主要的措施是對水質(zhì)分析項目定期監(jiān)測，嚴格控制污水和廢水的標準，以免水體被污染。

就傳統(tǒng)的污水處理方法來講，我國的環(huán)境監(jiān)測工作一直采用人工采集、分析數(shù)據(jù)、手工處理數(shù)據(jù)、手工匯總制表等工作手段，由于采樣間隔時間長，數(shù)據(jù)分析慢、傳遞不及時，難以對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境現(xiàn)狀進行實時、準確的整體把握，近幾年來，國內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測部門也逐漸將城市水質(zhì)監(jiān)測工作列為重點，因此，遠程監(jiān)測與自動監(jiān)控已成為當(dāng)下為方便、準確的方法。

第四章、系統(tǒng)監(jiān)測作用

水質(zhì)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)平臺以水源質(zhì)量的測量模塊為基礎(chǔ)，結(jié)合水質(zhì)污染監(jiān)測站點以及其他測量方式，針對客戶需求，建立水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺，可實時監(jiān)控水源質(zhì)量，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計報表、在線數(shù)據(jù)自動預(yù)警、環(huán)保信息綜合分析等。提供對所屬地區(qū)各監(jiān)測點數(shù)據(jù)的實時采集傳輸，實現(xiàn)在線歸集和排名反饋，為客戶提供數(shù)據(jù)分析和決策依據(jù)。

第五章、系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)

《中華人民共和國環(huán)境保護法》

《中華人民共和國水污染防治法》

《中華人民共和國水法》

《中華人民共和國水污染防治法實施細則》

《污水處理設(shè)施環(huán)境保護監(jiān)督管理辦法》

《報告環(huán)境污染與破環(huán)事故的暫行辦法》

《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002)

《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）

《水污染源在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》（試行）（HJ/T 353—2007）

《水污染源在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)運行與考核技術(shù)規(guī)范》（試行）（HJ/T355—2007）

《氨氮水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求》（HJ/T 101—2003）

《PH水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求》（HJ/T 96—2003）

《污染源在線自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求》（HJ/T 477—2009）

《污染源在線自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》（HJ/T 212—2005）

第六章、系統(tǒng)設(shè)計

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)由采樣單元、預(yù)處理單元、分析監(jiān)測單元、系統(tǒng)控制單元、通信單元、服務(wù)器單元和遠程控制中心等組成。

采樣、預(yù)處理單元：在系統(tǒng)初級完成水質(zhì)自動監(jiān)測的水樣采集、水樣預(yù)處理等監(jiān)控過程；

分析監(jiān)測單元：將監(jiān)測地區(qū)的水質(zhì)常規(guī)參數(shù)、水文參數(shù)等需要測定的指標踐行實時監(jiān)控，收集、整理，匯總實時數(shù)據(jù)和報表等分析工作；

通信單元：實現(xiàn)數(shù)據(jù)及控制指令的上行及下行的傳輸過程，數(shù)據(jù)及時傳至企業(yè)監(jiān)控中心，各區(qū)、省、市級環(huán)保及監(jiān)控中心；

服務(wù)器單元：接收來自不同現(xiàn)場的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)保存至本地進行存儲，同時將數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫中，對第三方軟件平臺提供數(shù)據(jù)訪問的接口，可定制化開發(fā)；

遠程控制中心：實時接收數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對環(huán)境數(shù)據(jù)資源的及時管理，推動信息資產(chǎn)的管理、共享和利用，提高數(shù)據(jù)綜合分析應(yīng)用和決策分析支撐。同時構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用展示平臺，將所有轄區(qū)內(nèi)環(huán)境狀況展現(xiàn)于管理者面前，整合所有環(huán)境信息及資源，構(gòu)建統(tǒng)一的業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺。

第七章、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)采用多層次的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，可以對接不同性質(zhì)（國控，省空，區(qū)域等），不同層次水質(zhì)監(jiān)測子站相關(guān)數(shù)據(jù)，建立一套完善的水質(zhì)監(jiān)測、預(yù)警、發(fā)布的可視化平臺。結(jié)構(gòu)圖如下所示：

第八章、系統(tǒng)部署

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于水資源循環(huán)利用的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對飲用水及生產(chǎn)、生活污水水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測。在線監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫中應(yīng)包含所鋪設(shè)線的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、監(jiān)測設(shè)施的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，各類相關(guān)運行設(shè)備與監(jiān)測設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，還可與視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、項目管理數(shù)據(jù)、客戶數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等相結(jié)合，組成一個可靠的數(shù)據(jù)庫。

下圖為系統(tǒng)拓撲圖：

第九章、系統(tǒng)特點

9.1、可依據(jù)電子政務(wù)的安全要求，外網(wǎng)可使用PCM安全線路，環(huán)保局內(nèi)部網(wǎng)不與Internet連接；

9.2、通過VPN網(wǎng)絡(luò)向總站、省站、市站等多級、多個環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、可靠性?/p>

9.3、結(jié)合GSM/GPRS無線網(wǎng)，極大的拓展了環(huán)境檢測范圍和實現(xiàn)了移動辦公；

9.4、數(shù)據(jù)采集器可選用RS232、RS485（1.2km）、無線數(shù)傳（5km）方式通信，降低通信費用；

9.5、環(huán)境監(jiān)測站不必和信息中心局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，可通過接入Internet遠程辦公；

9.6、利用信息中心設(shè)備的可靠性，監(jiān)測數(shù)據(jù)集中存儲，保證了數(shù)據(jù)的安全性，又可以實現(xiàn)全天候監(jiān)控；

9.7、可通過移動設(shè)備（手機、筆記本電腦）使用短信或者GPRS上網(wǎng)方式，進行移動監(jiān)測。

第十章、系統(tǒng)功能

10.1數(shù)據(jù)傳輸互通

環(huán)境監(jiān)測涉及到一些保密性的數(shù)據(jù)，所以在系統(tǒng)搭建過程中，需要有對于傳輸中穩(wěn)定性、安全性、全面性的考量。

數(shù)據(jù)接入時，支持水質(zhì)監(jiān)測中多項因子接口標準，可根據(jù)用戶自定義可選因子配置，需與水質(zhì)監(jiān)測相關(guān)。

數(shù)據(jù)抓取和真實監(jiān)控的切換（地區(qū)的選擇、針對用戶和站點），抓取數(shù)據(jù)后不能直接覆蓋，可設(shè)百分比系數(shù)（初始值為5%）。

監(jiān)測項目名稱、單位可設(shè)，小時值、分鐘值切換顯示，初始配置時可設(shè)置數(shù)據(jù)精度（即小數(shù)點點位）。

10.2數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計

按站點、時間、參數(shù)名稱進行組合查詢，增加實時數(shù)據(jù)報表查詢導(dǎo)出；

查看歷史數(shù)據(jù)或時間類曲線，可多選（歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)可分類查詢曲線，查詢方式和查詢報表方式相同），以表格、折線形式展示，可以保存為圖片；

下載數(shù)據(jù)與查詢類似，支持自定義，可選下載格式（PDF、Word、Excel）。

10.3地理信息發(fā)布

系統(tǒng)默認后顯示全國地圖，地圖上有項目點的省級單位放置小紅旗，地圖支持放大縮小。

增加省級單位列表，左列顯示全國省級名稱，點擊名稱顯示對應(yīng)省市地圖，在地圖上以中心點顯示。

設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測專題地圖，指標根據(jù)國家標準指數(shù)對應(yīng)色值顯示，地圖可切換顯示小時均值或?qū)崟r數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)具體到分鐘值。（參考管理員設(shè)置）。

記錄用戶上傳信息后，再次登入默認上傳點位省市中心點顯示。

10.4站點信息管理

可增加或減少站點。

站點、坐標、名稱和檢測參數(shù)名稱可設(shè)，初始配置或站點移動時更改名稱。

可手動設(shè)置坐標，當(dāng)GPS無法定位或定位不準或站點坐標移動后。

10.5設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

設(shè)備支持接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議可配，上傳數(shù)據(jù)監(jiān)測項參數(shù)可設(shè)，包括自動上傳、反控、應(yīng)答（協(xié)議和站點和站點信息綁定）。反控時查詢設(shè)備參數(shù)，并在獨立的界面顯示出來（配好協(xié)議可以和站點控件保存綁定更改）。

10.6權(quán)限應(yīng)用分級

共分為管理員與用戶兩個角色。

用戶權(quán)限設(shè)置：

（1）初級用戶：可以查看點位信息

（2）中級用戶：可以查看下載歷史數(shù)據(jù),增加或減少初級用戶

（3）用戶：可以增刪改初級中級用戶，可以查看下載歷史數(shù)據(jù)，更改站點位置坐標

（4）用戶管理員：增加查看用戶操作日志功能，享有本組內(nèi)高權(quán)限

管理員權(quán)限設(shè)置：

系統(tǒng)管理員：

（1）用戶權(quán)限（增加用戶管理員）

（2）增設(shè)站點，自定義配置站點指標（可編輯）

（3）自定義通訊協(xié)議配置（和反查）

（4）可以查看所有項目組所有站點數(shù)據(jù)信息

（5）查看實時數(shù)據(jù)報表

（6）查看設(shè)備掉線與重新接入日志記錄

（7）查看故障日志

（8）設(shè)備操作日志寫入（相當(dāng)于售后維護日志，普通管理員只可編輯一次，保存后單次權(quán)限取消，二次編輯時候需超級管理員授權(quán)），查看產(chǎn)品管理

（9）設(shè)置地圖顯示小時值數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)切換

（10）設(shè)置（用戶和站點）是否具有可以查詢實時數(shù)據(jù)功能

（11）超級管理員授權(quán)后，可以執(zhí)行反控命令，可查看設(shè)備的配置參數(shù)

超級管理員：

（1）對管理員進行增刪改查

（2）設(shè)置管理員是否具有修改數(shù)據(jù)權(quán)限

（3）設(shè)置在全國地圖放置小紅旗功能（各省會中心點）

（4）增刪改查產(chǎn)品名稱和設(shè)備備注

（5）數(shù)據(jù)抓取和真實數(shù)據(jù)切換（地區(qū)選擇針對用戶、站點）

（6）查看下級所用賬戶的所有操作日志（如登錄地點、時間、所進行的操作，用戶級和管理員級分表查詢）。

10.7多終端適應(yīng)

手機瀏覽時和電腦瀏覽時要適應(yīng)分辨率，兼容多種瀏覽器主要是電腦端，手機端適應(yīng)主要頁面。

第十一章、 系統(tǒng)軟件平臺說明

11.1水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺

水質(zhì)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)平臺使用管理和監(jiān)控所轄區(qū)域的前端便攜式（可移動式）水質(zhì)監(jiān)測儀，將實時數(shù)據(jù)收集并上傳、完成數(shù)據(jù)有效性審核、報表制作、數(shù)據(jù)入庫、查詢分析、權(quán)限控制、系統(tǒng)管理等功能，對質(zhì)控結(jié)果進行應(yīng)用。

 11.2在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)顯示

在監(jiān)測系統(tǒng)首頁顯示的監(jiān)測點實時地圖，我們采用的是GIS地理信息技術(shù)，通過經(jīng)緯度準確定位監(jiān)測點的水質(zhì)情況并上傳監(jiān)測信息。地圖上顯示監(jiān)測點實時位置，各監(jiān)測點可顯示實時數(shù)據(jù)以及當(dāng)前日均值，地圖采用地圖模板，可以自定義地圖效果（普通、衛(wèi)星、三維效果），

11.3水源質(zhì)量綜合指數(shù)數(shù)據(jù)

水源質(zhì)量綜合指數(shù)數(shù)據(jù)可通過時間和地點分別進行查看，查看方式根據(jù)直接的視覺效果不同自行選擇，數(shù)據(jù)內(nèi)容可以以文字或者圖表形式閱覽，還供使用者進行數(shù)據(jù)的下載導(dǎo)出。

11.4歷史數(shù)據(jù)查詢

如下圖所示，可在條件框中選擇要查詢的不同數(shù)據(jù)類型，可以隨時查看各點位各項歷史數(shù)據(jù)并進行導(dǎo)出，導(dǎo)出格式支持PDF、WORD、EXCEL，為管理決策提供便利。

11.5預(yù)報預(yù)警設(shè)置

1、報警與預(yù)警：以聲音、圖標顏色變化、表格中數(shù)值的顏色、手機短信（向預(yù)先設(shè)定的手機上發(fā)送相應(yīng)的報警信息）或郵件等形式提供多樣化的報警功能。地描述超標數(shù)值，超標時間，超標排放量、超標排放介質(zhì)量，為強化環(huán)境監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依據(jù)；

2、趨勢預(yù)警：系統(tǒng)自動分析評估監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時匯總各種污染物的排放總量，及時、準確地掌握排污口的動態(tài)，對污染物排放量發(fā)展趨勢過快的情況提前預(yù)警；

3、超標報警：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出了系統(tǒng)設(shè)定的范圍時，通過聲光報警、短信報警等多種方式將超標排放的詳實數(shù)據(jù)通知相關(guān)人員；

4、故障報警：當(dāng)在線監(jiān)測儀表發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動發(fā)出故障報警信號。

各區(qū)間統(tǒng)計工作*由后臺進行數(shù)據(jù)處理，無需人工進行相應(yīng)操作，信息推送時間可以事先，內(nèi)容包括：上一統(tǒng)計區(qū)間內(nèi)用戶所在站點綜合數(shù)據(jù)信息、單項指標超限預(yù)警、首要污染物信息等。

11.6系統(tǒng)分析

統(tǒng)計與分析：將污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息進行多角度的分類匯總與統(tǒng)計分析，充分滿足各種統(tǒng)計要求。強化企業(yè)排放口的管理，以多種方式對污染物排放量、超標排放量、超標排放介質(zhì)量、監(jiān)控設(shè)備停運時間等重要指標進行統(tǒng)計，滿足管理工作的需求。

實現(xiàn)對受控企業(yè)污染物排放總量的管理，及時掌握企業(yè)污染物排放總量的發(fā)展趨勢，為總量管理、總量控制提供基礎(chǔ)依據(jù)。匯總統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)所有污染物的排放總量，動態(tài)掌握和量化污染物的排放趨勢，為區(qū)域內(nèi)污染物排放總量的削減提供。

11.7功能設(shè)置

（1）平臺站點接入

客戶在確認點位后，可自行安裝設(shè)備接入平臺之中，也可提供相應(yīng)解決方案和配套設(shè)備。

（2）數(shù)據(jù)修正、數(shù)據(jù)清理

對于未采集或丟失等出現(xiàn)異常信息的數(shù)據(jù)，可提供后期持續(xù)補足與調(diào)整

11.8系統(tǒng)管理

1、設(shè)備運營維護

系統(tǒng)建成后由承建單位負責(zé)系統(tǒng)的運行維護，環(huán)保比對監(jiān)測驗收通過后由的第三方運營單位負責(zé)運營維護；

2、運營維護制度

可制定每日上午、下午遠程監(jiān)測檢查儀器運行狀態(tài)，檢查數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是否正常，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有持續(xù)異常情況，應(yīng)立即前往站點進行檢查，每48小時自動進行化學(xué)需氧量（CODcr)水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀的零點和量程校正。Gdsszws

第十二章、相關(guān)現(xiàn)場圖片