農村安全飲水信息化解決方案

一、系統組成

泵站遠程監控系統包括水源地取水泵站的遠程監控、二次供水或加壓泵站的遠程監控等，該系統通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的方式實(shí)現對取、供水流量、壓力、地下水/蓄水池液位的監測、泵站相關(guān)設備的監測，遠程控制現場(chǎng)水泵或閥門(mén)的啟停，實(shí)現泵站的無(wú)人值守。并對已測知數據進(jìn)行存儲整理，為客戶(hù)的后期各種工作提供可靠的數據支持。系統大大提高了泵站取、供水的管理效率，同時(shí)大幅度降低了管理成本。

二、泵站建設

2.1 系統概念

泵站遠程監控系統包括水源地取水泵站的遠程監控、二次供水或加壓泵站的遠程監控等，該系統通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的方式實(shí)現對取、供水流量、壓力、地下水/蓄水池液位的監測、泵站相關(guān)設備的監測，遠程控制現場(chǎng)水泵或閥門(mén)的啟停，實(shí)現泵站的無(wú)人值守。并對已測知數據進(jìn)行存儲整理，為客戶(hù)的后期各種工作提供可靠的數據支持。系統大大提高了泵站取、供水的管理效率，同時(shí)大幅度降低了管理成本。

2.2 系統組成

該系統根據遠程監測的水位信息、出水壓力、出水流量、供水水質(zhì)等控制水泵的啟、停。同時(shí)可遠程監測水源地的供、取水狀態(tài)和水泵運行電流、電壓、消耗電能等電參數，同時(shí)水質(zhì)監測儀表能準確測量生活飲用水的色度、渾濁度、COD、氨氮和pH值等五項農村安全飲水監測值，當水泵狀態(tài)出現異常時(shí)發(fā)出報警。該系統是人飲管理系統的一個(gè)子系統，主要由監控調度中心（泵站監控中心）、通信網(wǎng)絡(luò )、泵站遠程監控終端、水源測控設備（液位計、流量計、壓力變送器、水質(zhì)監測儀）等組成。

2.3 系統的功能特點(diǎn)

水廠(chǎng)的自動(dòng)化系統，為用戶(hù)提高信息采集、提高傳輸的時(shí)效性、提過(guò)自動(dòng)化水平、提高管理效率、保證系統高效運行、安全操作、節約人力及能耗成本，系統具備可擴展性和可維護性、安全可靠、功能完事、實(shí)用經(jīng)濟和結構簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

數據自動(dòng)采集  自動(dòng)實(shí)時(shí)采集水源井的液位、流量、壓力、水質(zhì)五項常規等數據，具有準確性、完整性、及時(shí)性、可靠性等特點(diǎn)。

報警信息主動(dòng)上報  現場(chǎng)監測終端箱門(mén)打開(kāi)、斷電、設備運行異常等報警信息能主動(dòng)發(fā)送到監控中心。

現場(chǎng)計量裝置監測  遠程監測計量?jì)x表運行狀態(tài)，分析計量故障等信息，及時(shí)發(fā)現計量異常問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)限時(shí)的管道壓力變化與多個(gè)流量監測點(diǎn)相結合，來(lái)實(shí)時(shí)分析供水效率、管道漏水情況等信息。

數據統計分析  配合水資源計量體系的建立，實(shí)現各水源井分時(shí)數據統計：作出日、周、月、年報表、曲線(xiàn)圖、柱狀圖等。

自動(dòng)學(xué)習、主動(dòng)預警  根據遠程監測數據及設定值、管道壓力、水質(zhì)情況等，遠程控制水泵的啟停。

三、供水村表建設

3.1 計量與控制方式

此工程采用一村一表一控制的水費收繳及控制方式，每個(gè)用水村配置超聲波流量計，用于實(shí)時(shí)采集村用水水量，同時(shí)配置帶傳輸電動(dòng)閥門(mén)，電動(dòng)閥門(mén)采集流量計水量，同時(shí)把用水村的使用水量遠傳到云計算中心，云計算中心采用中心計費模式，并自動(dòng)按照水費收取標準計費，用水村實(shí)行預付費模式，當用水村預存水費不足時(shí)中心預警提醒（預警方式：提前一、兩天或剩余金額設置），預警超過(guò)規定時(shí)間后未繳費或金額預存水費金額為0時(shí)，中心控制電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，停止供水。

水站配置帶傳輸供水采集流量計，用于采集每個(gè)水站的供水量，同時(shí)用于與供水村用水流量計進(jìn)行對比分析。

中心配置監控管理平臺及手機APP，包括：水費收繳、監控信息管理、供水控制、盈虧分析、水廠(chǎng)及用水村信息管理、預警系統等模塊。

每個(gè)村工程完工后，各村自行配置水費專(zhuān)管員，負責村用水戶(hù)的水費收繳，水費專(zhuān)管員把村預存水費及時(shí)上交分管水站，保證村的供水預存水費充足，同時(shí)從其收繳水費按照每方水固定額提成管理費。

3.2 技術(shù)方案配套產(chǎn)品

★帶傳輸水廠(chǎng)流量計：實(shí)時(shí)采集水廠(chǎng)的供水情況，并上傳到云計算中心。

★帶傳輸電動(dòng)閥門(mén)：以一小時(shí)1次的采集頻率采集流量計水量，并傳輸到云計算中心，同時(shí)接收云計算中心的控制指令。

★村級超聲波流量計：實(shí)時(shí)采集用水村的使用水量并存儲。

★云中心系統（含數據接收、扣費、控制軟件）：進(jìn)行數據的接收、處理、水費扣除、控制電動(dòng)閥門(mén)啟閉。

四、供水戶(hù)表建設

4.1 NB-IoT遠程閥控水表系統

4.1.1 運行模式

NB-IoT遠程閥控水表集水量采集、數據傳輸、閥門(mén)控制與一體，每個(gè)用水戶(hù)配置安裝NB-IoT遠程閥控水表，把用水戶(hù)的使用水量遠傳到云計算中心，云計算中心采用中心計費模式，用水戶(hù)實(shí)行預付費模式，當用水戶(hù)預存水費不足時(shí)中心預警提醒，預警過(guò)規定時(shí)間后未繳費或金額預存水費金額為0時(shí)，中心控制電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，停止供水。

用水戶(hù)配置自行充值APP，可以通過(guò)手機實(shí)時(shí)查看自己的使用水費、預警信息，同時(shí)可以使用手機APP進(jìn)行遠程充值。

4.1.2 產(chǎn)品特點(diǎn)

●通訊模塊與基表采用分體安裝，互換性好，供電電池獨立安裝，方便更換電池。

●采用NB-ioT數據傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣，信號穩定可靠。

●對于水表使用過(guò)程中的由于水流的倒流和抖動(dòng)而產(chǎn)生的重復技術(shù)等，通過(guò)采用兩個(gè)傳感器的特殊算法保證計數的精準性。

●IP68的防護等級保證對使用場(chǎng)景的適用性。

●電池的電量顯示，可以方便判定電池的使用情況，低電壓報警，提醒用戶(hù)及時(shí)更換電池。 可以進(jìn)行遠程開(kāi)關(guān)閥操作，用戶(hù)可以通過(guò)管理平臺發(fā)送控制指令，同時(shí)可以根據平臺查看閥門(mén)狀態(tài)。

4.2 閥控水表系統

閥控水表系統使用于水表集中安裝與保護井內，集中器通過(guò)LoRa或485通訊的連接方式連接，一個(gè)集中器可以同時(shí)采集多個(gè)閥門(mén)水表，485通訊連接時(shí)，可以使用集中器進(jìn)行閥控水表供電，減少更換電池的成本。

保護井機蓋安裝打開(kāi)報警系統，當井蓋打開(kāi)時(shí)，通過(guò)集中器傳輸到云中心及手機APP。

4.2.1 運行模式

一體式閥控水表，集計量控制與一體，通過(guò)LoRa或485連接方式，數據通訊集中器進(jìn)行數據的與中心通訊，每個(gè)用水戶(hù)配置安裝閥控水表，把用水戶(hù)的使用水量通過(guò)集中器傳輸到云計算中心，云計算中心采用中心計費模式，用水戶(hù)實(shí)行預付費模式，當用水戶(hù)預存水費不足時(shí)中心預警提醒，預警過(guò)規定時(shí)間后未繳費或金額預存水費金額為0時(shí)，中心控制電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，停止供水。

用水戶(hù)配置自行充值APP，可以通過(guò)手機實(shí)時(shí)查看自己的使用水費、預警信息，同時(shí)可以使用手機APP進(jìn)行遠程充值。

4.2.2 產(chǎn)品特點(diǎn)

●集中器采用220V供電或太陽(yáng)能供電方式，可根據用戶(hù)需求及現場(chǎng)環(huán)境自行選擇。

●集中器與一體式閥控水表用分體安裝，LoRa通訊型水表供電電池獨立安裝，方便更換電池。485通訊型水表通過(guò)有線(xiàn)供電，不需更換電池。

●對于水表使用過(guò)程中的由于水流的倒流和抖動(dòng)而產(chǎn)生的重復技術(shù)等，通過(guò)采用兩個(gè)傳感器的特殊算法保證計數的精準性。

●IP68的防護等級保證對使用場(chǎng)景的適用性。

●可以進(jìn)行遠程開(kāi)關(guān)閥操作，用戶(hù)可以通過(guò)管理平臺發(fā)送控制指令，同時(shí)可以根據平臺查看閥門(mén)狀態(tài)。 閥控水表的集中安裝，數據集中傳輸，節約成本，方便維護。

五、軟件系統

5.1 水廠(chǎng)信息管理

用于統一管理轄區下的所有水廠(chǎng)信息，包括：水廠(chǎng)名稱(chēng)、水廠(chǎng)水量、經(jīng)緯度等。

5.2 職工信息管理

用于水廠(chǎng)管理員的信息管理。

5.3 村莊信息管理

用于水廠(chǎng)下各個(gè)村莊的信息管理。

5.4 水表管理

用于村莊下安裝水表信息管理。

5.5 用戶(hù)管理

用于每個(gè)村莊下的用水戶(hù)管理。

5.6 流量計管理

用于村莊下安裝流量計信息管理。

5.7 閥門(mén)管理

用于人飲用水口的閥門(mén)管理。

5.8 充值管理

用于用水戶(hù)的水費收繳管理。

5.9 用水信息

包括抄表信息管理、GPRS流量計用水管理、云眼遠程抄表信息管理。

5.10 監測信息管理

用于液位、壓力、水泵運行狀態(tài)、水質(zhì)、總水量監控信息管理。

5.11 數據分析

用于水質(zhì)報警、液位報警、管道壓力報警、水表采集異常報警、閥門(mén)異常報警。

5.12 報警監測

用于水質(zhì)報警、液位報警、管道壓力報警、水表采集異常報警、閥門(mén)異常報警。

5.13 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測

六、應急方案及特殊問(wèn)題處理

6.1 村不進(jìn)行水費收繳

采用限時(shí)供水或降低供水水壓的方式，讓村管理者及村民清楚農村供水及服務(wù)是有償使用供應的。

6.2 流量計損壞

中心檢測系統會(huì )自動(dòng)監測每個(gè)村的供水流量及水站的供水流量，當出現流量不計量情況時(shí)，中心通過(guò)電腦及手機APP報警提醒流量計維修。

6.3 管道漏水

管道壓力監控及流量監控對比分析，當監測值出現誤差時(shí)，中心通過(guò)電腦及手機APP報警提醒。