地下水環境遠程監測平臺

一、項目背景

 地下水是人類賴以生存的重要淡水資源，地下水本身質和量的變化以及引起地下水變化的環境條件和地下水的運移規律不能直接觀察。同時，地下水的污染以及地下水超采會造成底層下陷，沿海地區甚至會造成海水滲入，使地下水咸化。因此準確開發保護地下水就必須依靠長期的地下水監測，及時掌握動態變化情況。通過掌握地下水變化規律、了解地下水開采狀況、指導地下水資源保護的重要手段。地下水監測系統可對地下水的水位、水溫、水質等參數進行長期監測并自動存儲監測數據，可對地下水的變化規律進行動態分析。

 一套*、易用、便于維護和運行可靠的地下水環境遠程監測平臺，對提高管理部門的管理層次和綜合服務水平方面將起重要的作用。

二、項目目標

通過地下水環境遠程監測平臺，能夠實現對監測點分布及設備狀態監控，管理人員可以實時查看監測點設備的運行情況、分析監測點采集的水質、水位流量數據、規范管理保養設備、監管干預使管理人員規范操作設備。

通過地下水環境遠程監測平臺，將采集的地下水水質水位流量等數據，實時統一匯總至云數據中心，并經處理后，形成有效的、及時的和全面的參考指導決策數據，對地下水的分布狀況進行分析指導，為政府、主管部門、經營單位提供地下水狀況監管、數據統計分析和展現、決策支持分析等信息。

 通過地下水環境遠程監測平臺，可以實現維護人員服務位置的跟蹤及派遣調度、工程師能夠遠程診斷調試設備，并隨時了解監測點設備實時運行情況、管理人員能夠即時發現故障預警信息做到預防式維護設備從而降低故障發生率、可以分析數據推導設備持續改進決策、監測分析維護人員服務質量及工作效率。

三、架構設計

 系統采用業界標準的規范體系，基于Asp.net、Delphi、Html5技術平臺，可部署在Windows，LINUX等多操作系統之上；系統采用Asp.net及AJAX、NHibernate構架，實現了B/S架構，通過瀏覽器界面方便地實現管理；系統數據庫基于Oracle11g管理，采用靈活的業務邏輯配置和備份機制，有效保障了系統的正常運行。系統移動端Delphi、Html5面向對象開發語言，實現C/S和B/S混合架構的有效互補C/S和B/S之間不足，達到高效穩定運行效果。

平臺的軟件體系結構分為三個層次，分別是展現層、業務服務層、數據層以及網絡設備層。各層功能模塊的基本功能介紹如下：

3.1展現層

展現層是平臺與用戶交互的接口。包括手機APP、微信端、web應用、大屏訪問。該層為用戶建立提供主觀能動的接入界面，實現不同層面用戶的個性化服務。

3.2業務服務層

業務服務層提供平臺所有的業務服務功能模塊。這些模塊包括：監測點信息管理、數據分析、維護服務、客戶管理、知識分享、資訊發布以及系統管理等。所有的業務功能模塊構成系統的核心處理部分，為上層的行業用戶提供通用、可擴展的服務接口。

3.3數據層

該層負責平臺系統所有的數據匯聚、管理，包括系統基礎數據、業務數據和運營數據的生命周期管理。可為上層應用提供高效、統一、便捷的數據訪問接口。按業務類型分為：監測點數據、采集運行數據、設備故障數據、水質水位流量數據以及維護服務數據等。

3.4網絡及設備層

平臺通過互聯網、物聯網、移動網絡及VPN專業網絡來連接設備，并使用遠程通信網關、數據采集終端來對PLC、傳感設備進行數據采集和通信，將設備的實時數據采集到平臺，為業務服務提供數據來源。

 3.5網絡拓撲

為了滿足安全高效的地下水遠策監測管理需要，實現運營和管理的一致性和規范性，同時降低系統的復雜度和部署成本，平臺對地下水監測點設備進行集中和遠程管理，管理人員、監控人員、維護人使用手機APP或B/S方式訪問系統。

以下為云平臺網絡拓撲圖： 

四、平臺功能

地下水環境遠程監測平臺是為服務于地下水監測點設備高效運行、持續穩定*運行、便捷人性化的保養、高效維護支撐而實現的智能物聯網平臺；平臺實現監測點信息集中高效管理、高效便捷維護支撐系統、人性化的遠程管理、安全便捷的數據采集服務、多維度全方面數據分析功能。

4.1監測點管理

實現對所監管的地下水監測點信息管理，可實現地下水監測點信息集中管理、采集運行管理、設備維護管理、采集遠程服務等功能。

4.1.1監測點信息

實現地下水監測點自身屬性信息管理、地下水監測點附屬信息管理。用戶可以采用瀏覽器或手機APP方便高效管理地下水監測點的檔案信息。

4.1.2實時數據監測

平臺支持地下水監測點實時數據的查詢維護。

4.1.3監測點設備運行

4.1.3.1深水泵運行記錄

設備運行記錄包括運行的狀態參數和設備運行過程產生的生產數據查詢統計操作。對監測點深水泵的工作狀態進行跟蹤記錄。

4.1.3.2設備故障

平臺提供地下水監測點設備故障的管理操作。

4.1.4監測點遠程服務

4.1.4.1遠程管理

平臺提供統一的遠程地下水監測點設備訪問接口；通過平臺遠程模塊操作人員可以實現地下水監測點設備的遠程實時組態、地下水監測點設備實時運行參數監控及修改操作；可以實現地下水監測點設備故障的遠程調試等功能。

4.1.4.2數據采集

平臺提供開放數據采集接口，方便靈活地實現異構數據之間轉換；可以通過VPN專網或互聯網實現遠程實時采集水質水位流量等數據、地下水監測點監控畫面等操作。

4.1.4.3視頻采集

平臺提供視頻通道穿透功能，實現遠程調閱監測點視頻畫面的功能。

4.3數據分析

4.3.1地下水差值分析

根據用戶選擇某地下水監測點的年平均水位與歷某年進行對比，并將水位變化差值繪制成地下水年變化分布圖。地下水差值分析相同的分析成果也可以通過圖表和柱狀圖的方式進行展示。

4.3.2地下水距平分析

系統根據用戶選擇某地下水監測點的日、月、旬、年平均水位與歷年同期的平均值進行對比，并將水位變化差值繪制成地下水年變化分布圖。地下水距平分析的分析成果也可以通過圖表和柱狀圖的方式進行展示。

4.3.3地下水質分析

系統根據用戶選擇某地下水監測點的年平均水質與歷年同期的平均值進行對比，并將水質位變化差值繪制成地下水水質年變化分布圖。地下水質分析的分析成果也可以通過圖表和柱狀圖的方式進行展示。

4.3.4地下水流量分析

系統根據用戶選擇某地下水監測點的日、月、旬、年平均水流量位與歷年同期的平均值進行對比，并將水流量變化差值繪制成地下水年變化分布圖。地下水流量分析的分析成果也可以通過圖表和柱狀圖的方式進行展示。

4.3.5深井泵運行分析

通過對深井泵運行的狀態參數和深井泵運行過程產生的數據，以及深井泵維護記錄等數據，綜合分析后平臺提供制定深井泵維護計劃。

4.3.6維護服務分析

基于平臺提供的地下水監測點信息、維護服務信息、維護人員維護信息以及客戶評價信息等數據，通過大數據的分析，管理人員可以直觀地通過各類報表分析數據，做出有效決策。

4.3.7監測點綜合分析

提供地下水監測點水質水位流量統計分析、等位線分析、地下水環境趨勢分析等。

4.4維護服務管理

維護服務管理主要用于維護部門對監測點維護過程的記錄管理，方便用戶隨時查詢監測點設備信息。固化維護服務流程達到維護服務質量可量化；服務過程可視化跟蹤操作。

4.5知識分享管理

4.6資訊發布管理

4.7系統管理

4.8自定義管理

4.9地下水環境監控中心

監控中心由大屏拼接系統組成，它的組成有幾個方面：個就是視頻呈現模塊，一般是采用相對較為主流的液晶屏。第二個就是信號調配模塊，一般是利用矩陣模塊來進行RGB、DVI還有VIDEO信號的分配還有切換等相關功能;第三個就是無線觸摸屏的相應的控制模塊。

一體化顯示單元采用*的標準化、模塊化結構設計，采用堅固的框架式結構，具有良好的擴展性和維護性，在需要添加顯示單元時，只需要將顯示單元進行疊加組合即可。多屏圖像控制器全部采用模塊化設計，當系統需要擴展信號通道時，只需要根據需求，在控制器內增加相應數量的圖形輸入/輸出通道，并升級軟件配置。

其相應的功能有：

1.能夠實現多元化控制

對于系統來說，能夠在原有電腦軟件控制平臺上，利用外配無線觸摸屏來進行大屏呈現視頻圖像的實現。并且能夠讓他做各種的功能。

2.可以接入第三方設備

這個系統利用一種開放式圖形化軟件平臺，能夠對各種的RGB、VGA、DVI、AV矩陣設備相應的協議進行輕松的接入。然后利用開放式軟件平臺讓系統能夠體現出廣泛互補性。然后系統各硬件的模塊以及相應的功能軟件選用，不受單一模式的供應商控制。這個用戶能夠依據功能進行可靠性還有性能要求的替換，進而不會影響這個系統的整體運行。

3.能夠利用多預案對局部或全部信息進行分析。

4.這個系統在接入多格式的信號時，相應的液晶屏能夠對信號種類進行自動的選擇與切換。

5.相應的系統能夠適應行業要求，進而實現重點信息全天候監控。