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一、方案背景

隨著城鎮化進程的推進，農村生活污水處理已成為智慧鄉村建設的重要組成部分，農村生活污水處理設施維護巡檢周期比較長，不能隨時掌握各污水處理節點排放情況，對污染源和排污河渠的水質監測仍停留在靠人工監測階段，時間覆蓋率低，樣品缺乏科學性和代表性。

智慧農村生活污水提升治理監測解決方案基于物聯網、大數據以及地理信息系統等技術的污水處理監測方案，該系統結合前端監測設備，建立鄉村污水處理平臺，實時監控生活污水排放情況。另一方面，該方案以智慧服務、智慧運營為建設目標，全面提升鄉村污水行業運營管控能力，幫助鄉村打造智慧供排水運營管理模式。

二、系統組成

智慧農村生活污水處理監測解決方案基于開放式網絡架構，采用前端設備層、網絡傳輸層、系統應用層和終端策略層。通過遠端設備層的各類監測模塊能夠實時獲取數據并分析上傳，管理中心可通過統計表查看污水排放量等情況。

前端采集層：作為智慧農村污水處理監測系統的核心載體，根據鄉村的管控區域，可靈活配置。通過各種探測器，將探測到污水處理監測點利用各種傳感器與專用儀表，采集和污水處理有關的物理、化學等參數，如污水處理設備運行狀況，生活用水排放污水流量，污水PH值等。

傳輸層：由專用RTU與電信公網組成，主要的功能是實時讀取處理各類傳感器的數據，并通過無線的方式發送至系統平臺。污水預警平臺部署于云服務器上，對數據進行匯總、整理和綜合分析。

應用層：通過云端綜合數據處理平臺，可將遠端設備層的匯報數據與策略層的控制命令進行實時的整合和轉發。同時，通過基礎設備集群層的數據積累，平臺還可以根據不同的場景以及實時數據，結合大數據分析結果實現應急狀態預警、輔助策略等智能化場景工作。

終端層：基于本方案架構中底層數據的采集、傳輸、整合，管理人員可通過客戶端對各廠、站的遠程監測及運行數據查詢，對于異常報警、數據能夠及時處理。

三、系統功能

■數據實時監測：實現在線監測的地圖顯示、查看，包括監測設備的快速查詢顯示、監測數據展示、報警情況顯示及監測數據曲線圖的實時展示，通過系統主界面的顯示功能，可以查看設備的位置、運行狀態，掌握其流量、流速、液位、水質、電量、電壓等信息。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質自定義等多種顯示模式。

■遠程監管平臺：污水計量數據匯總，展示，分析，各項水質數值統計及分析，設置預警量自動報警等、數據實時更新，能做到5分鐘級的數據更新速率、該速率要用戶可調，并且可以實現類似于當發現水質有超標情況時，系統在給管理員發出提示的同時可以自動提高數據采集和傳輸頻率。要求有權限設置功能，數據的查看和平臺管理要有嚴格權限區分，并可實現用戶最高管理員可自定義權限。

■GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將污水監測點的進水流量、出水流量監測數據查詢功能，并進行超限、超標預警，提醒管理人員及時處理。同時平臺支持手機及PC等多種訪問方式。

■設備統一管理：統一通訊協議，后續需要能夠提供接口，對于一些需要對外公布和數據可以實現外傳。

■遠程控制功能：24小時水質監管，能根據客戶預設自動預警，自動報警，并預留與電磁閥等執行器聯動的功能，本方案也需在制作時設計閥門控制，實現當超標時，閥門對應動作的功能

■污水計量：準備各個排污點建立計量，計量方式需根據現場環境設計，需充分考慮計量現場情況。

■水質監測：主要監測內容為：COD、PH值、氨氮、總磷總氮等。要求達到實時監測實時反饋標準，要求實現現場水質監測數據實時遠傳，并充分考慮到現場無穩定電源的解決方案，監測設備需要現場設置保護，RTU等遠傳通訊需設置設備箱離地安裝。

■視頻監控采集：同時每一處計量及監測點需設置視頻監控設備，并實現監控現場情況與監管平臺遠程通訊對接。

■各職能部門之間數據通信在局域網內完成；各監測站點與管理部門調度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無線網絡通信。

四、系統特點

●采用一體式設計，可實現前端站點的快速調試與部署。

●采用多種終端進行多種監測，測量精度高，抗干擾能力強。

●采用無線傳輸方式，突破地域限制，適應性強。

●基于自主研發的無線RTU產品，可遠程對設備進行調試維護。

●基于B/S架構的系統平臺，可快速方便的對系統進行訪問。

●專屬客戶端支持用戶隨時隨地查看當前設備狀態。

●采用防雷、防雨、防潮、輸入信號隔離等多項措施，確保設備安全、性能穩定可靠。

●兼容性強，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計量儀表或傳感器。

●超低功耗，核心設備選用2G/3G/4G低功耗測控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽能供電設備成本和施工難度。

五、系統價值

農村生活污水遠程監測解決方案對污水處理的進、產、排等主要環節進行監控，將農村污水處理廠的水量、水位、水質以及設備狀態等信息通過物聯網進行收集、整合，對三個環節的生產數據進行分析、處理，實現對農村污水處理生產過程的實時控制與精細化管理，進一步規范了管理，對于確保鄉村水源安全和村民身體健康，以及改善鄉村人居環境和推進生態文明建設，提高了工作效率，具有重要而深遠的意義。