智慧水务物联网监测解决方案设计

一、行业背景与痛点分析

随着城市化进程加速和气候变化影响加剧，水务行业面临以下核心挑战：

1. 数据孤岛：传统水务系统（如供水、排水、污水处理）分散管理，缺乏统一监控平台。

2. 响应滞后：人工巡检效率低，设备故障、管网泄漏等问题发现不及时。

3. 能效低下：泵站、水厂等设备运行缺乏优化，能耗高且维护成本居高不下。

4. 决策困难：缺乏多维度数据支撑，难以制定科学的水资源调度与应急预案。   通过物联网技术构建“感知-传输-分析-决策”一体化智慧水务平台，实现设备远程监控、数据实时分析、智能预警与资源优化配置。

二、解决方案架构设计

系统采用分层架构，集成御控工业网关作为核心通信枢纽，覆盖供水、排水、污水处理全场景。

1. 系统架构图

·   感知层：御控网关支持对接各类智能传感器（如液位计、流量计、压力传感器、水质监测仪、振动传感器等），采集水务设备运行数据。

·   御控工业网关：作为边缘计算节点，实现设备协议解析、数据清洗、本地存储与加密传输。

·   传输层：支持4G/LoRa等通信方式，确保数据稳定上传至云端。

·   平台层：基于御控工业物联网平台，提供数据存储、分析、可视化及API接口服务。

·   应用层：面向水务企业、政府监管部门及公众，提供远程监控、智能预警、工单管理、大数据分析等应用。

三、核心功能模块设计

1. 全面感知与数据采集

供水系统监测：

· 水源地：水位、水质（pH、浊度、余氯）、取水量监测。

· 水厂：泵机状态、流量、压力、能耗、加药量监测。

· 管网：分区压力、流量、漏损定位（通过负压波法或声学传感器）。

排水系统监测：

· 泵站：液位、流量、泵机运行状态、能耗、闸门开度。

· 管网：水位、流速、水质（COD、氨氮）、淤积检测。

· 调蓄池：水位、水质、进出水量监测。

污水处理监测：

· 进水口：流量、水质（COD、BOD、SS、pH）。

· 生化池：溶解氧（DO）、污泥浓度（MLSS）、曝气量监测。

· 出水口：水质达标检测（符合国家排放标准）。

2. 御控工业网关的关键作用-

多协议兼容：支持Modbus、OPC UA、MQTT、BACnet等工业协议，无缝对接不同品牌设备（如西门子、施耐德、ABB）。

边缘计算能力：数据预处理：过滤异常值、补全缺失数据，减少云端传输压力。

实时告警：基于阈值设定，本地触发报警（如管网压力突降、泵机过载）。

安全通信：防火墙与访问控制，防止非法设备接入。

离线缓存：网络中断时数据本地存储，恢复后自动补传，确保数据完整性。

3. 智能分析与决策支持

实时监控大屏：

GIS地图展示水务设施分布，点击设备查看实时数据与历史趋势。

动态显示关键指标（如供水压力、排水流量、水质达标率）。

智能预警与故障诊断：

振动分析预测泵机寿命，提前安排维护计划。

大数据分析模块：

能效优化：分析泵站能耗与流量关系，推荐最优调度策略。

4. 移动化运维管理

御控APP/御控小程序端：

实时接收告警信息，支持工单派发与处理进度跟踪。

远程控制泵机启停、阀门调节，实现无人值守。

扫码查看设备档案（如型号、维护记录、寿命周期）。