基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要包括水質(zhì)安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)處理和智能分析軟件,通過海量數(shù)據(jù)分析、計算,得出水質(zhì)變化情況趨勢,并供用戶查詢使用。
最終用戶客戶端包括WEB查詢軟件、手機端web查詢軟件和數(shù)據(jù)庫軟件等,軟件功能主要有可打印輸出監(jiān)控數(shù)據(jù)的日、月、季、年平均數(shù)據(jù)和日、月、季、年大小極值等,以及各種統(tǒng)計報告和監(jiān)測圖表(曲線圖多軌跡圖、對比圖以及棒狀圖等),并可將數(shù)據(jù)輸入中心數(shù)據(jù)庫以及上網(wǎng)。并可收集、儲存需要的監(jiān)測數(shù)據(jù),用于日后檢索。若檢測項目超標,系統(tǒng)將會有狀態(tài)信號顯示、并報警。實施水質(zhì)自動監(jiān)測,可以實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控,達到及時掌握水源的水質(zhì)狀況、解決不同行政區(qū)域的有關水污染的事故糾紛、預警重大水質(zhì)污染事故、監(jiān)督控制制度落實、實現(xiàn)排放達標等目的。
3.3 流域水污染實時監(jiān)控預警平臺構建技術
流域水污染實時監(jiān)控預警平臺的構建技術主要研究對象如下:構建空間數(shù)據(jù)庫、存儲流域基礎地理數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、監(jiān)測點空間數(shù)據(jù)、流域地形數(shù)據(jù)、流域數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)。
(1)構建數(shù)據(jù)倉庫,實現(xiàn)海量、實時觀察數(shù)據(jù)的有效存儲管理。具有基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測點數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的直觀顯示、查詢、輸出等功能。
(2)流域水質(zhì)管理體系及業(yè)務模型研究。歸納水環(huán)境系統(tǒng)特征和水質(zhì)管理體系,對此體系下的水質(zhì)監(jiān)測、預警和應急處理業(yè)務模型做系統(tǒng)研究。論述水質(zhì)監(jiān)測模型、探討預警框架體系、研究水質(zhì)評價與預測模型、提出應急處理流程,并開展深入分析。
(3)應急處理協(xié)同關鍵技術研究。研究應急處理協(xié)同框架,探討信息集成、資源調(diào)度模型等信息化問題;從橫向和縱向角度闡述組織機構體系,對應急業(yè)務流程的構建開展分析,討論協(xié)同體制保障。
(4)水質(zhì)監(jiān)測與預警平臺功能體系研究。通過研究知識管理的內(nèi)涵,從業(yè)務模型中提煉平臺功能體系,對數(shù)據(jù)特點、功能需求進行詳細分析。根據(jù)系統(tǒng)提供的信息,以及實時接收到的信息,進行資源的分配和相應的應對措施的制定,快速形成應急方案的決策過程,是應急處理的核心。
(5)水質(zhì)監(jiān)測與預警平臺總體架構和平臺實現(xiàn)研究。基于數(shù)據(jù)中心技術進行平臺總體設計,形成松耦合的柔性支撐平臺架構,著重解決異構數(shù)據(jù)集成、功能搭建與復用、協(xié)同處理等問題,為該平臺的快速構建和擴展提供良好的環(huán)境。
3.4 上位機軟件設計部分
3.4.1 功能控件
此次設計的上位機系統(tǒng)將以ARM芯片為核心,將利用觸摸屏、彩色液晶顯示屏、實時時鐘存儲器以及與RS485通信模塊結合,與下位機的監(jiān)測裝置利用串行通信相連,實現(xiàn)串口調(diào)試、圖表顯示和數(shù)據(jù)的修改和存儲功能。應用窗體是基于Delphi來進行頁面設計與開發(fā)。
Delphi擁有一個可視化的集成開發(fā)環(huán)境(IDE),采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言ObiectPascal和基于部件的開發(fā)結構框架。DelpHI它提供了500多個構件,利用這些構件,設計人員可以快速地構造出應用系統(tǒng),也可根據(jù)自身需求設計系統(tǒng)。
3.4.2 界面設計
此次監(jiān)測界面將分為兩個主界面:串口調(diào)試頁面和實時圖表界面。每個界面都將分為顯示窗口和控制按鈕面板兩部分,操作簡單、顯示直觀。
串口調(diào)試界面功能是調(diào)試串口的功能,用來接收下位機監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)報告,將數(shù)據(jù)進行處理,并且選擇所需有效數(shù)據(jù)將其在顯示界面中顯示,方便工作人員用以觀測和分析。
實時圖表界面效果將會非常明顯,可以極其精準地反映采集數(shù)據(jù)的變化走勢。
4 結束語
此次設計的水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng),將會極大地提升水環(huán)境監(jiān)測的可靠性、時效性,當出現(xiàn)水質(zhì)污染事故時,系統(tǒng)可以及時掌握污染水體的發(fā)展范圍及趨勢,極大減少或避免損害下游居民生活及生產(chǎn),為政府管理部門制定政策提供依據(jù),同時也利于環(huán)保部門對水質(zhì)環(huán)境的整治。
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