农村饮水安全工程单村供水监控技术方案.doc

农村饮水安全工程单村供水监控网络技术方案
田利斌（河南省内黄县水务局）
曹湖海（河南信息工程学校）
摘要：在一些农村饮水安全工程实施过程中，由于地理条件等限制，只能采用单村供水方式，但单村供水方式，管理分散，自动化程度低，不利于管理和维护，本文提供了一种单村供水自动化远程监控网络的技术方案，与读者共商之。
关键词：饮水安全 单村供水 远程监控
目前在农村饮水安全方面，有两类形式，一是单村供水，二是多村集中供水，多村集中供水采用自动化控制，管理方便，单村供水，自动化程度低，管理分散，不利于可持续发展，但不是任何地方都能采用集中供水，有些地方不适合集中供水,特别是地处山区的地方，只能采用单村供水方案，据不完全统计单村供水约占百分之五十，然而如何提高单村供水自动化管理水平是需要考虑的一个问题。
下面是单村供水自动监控的一个简要方案,供参考。
1 总体方案
水利局监控中心站
某村供水监控点

GPRS/ADSL宽带/485线

某村供水监控点

某村供水监控点
站
某村供水监控点

整个系统是将一个县、一个乡或者一个地区的所有单村供水点连成一个网，即将各个单村供水点作为一个检测点，然后将各个检测点的信息通过传输系统（以GPRS无线传输方式为核心）传输到水利局监测中心，在水利局监测中心可以适时对各个村庄进行监控，组成了一个覆盖多个监测点的分布式监控系统。 图1 监控系统图
2 系统组成
监控系统主要由水利局中控室计算机监控总站、单村供水站监控点、管网监测点、视频监测站组成。如图1所示。
2.1 中控室计算机监控中心站
中心站设在水利局监测中心，主要有监控计算机、宽带接入、固定IP、UPS电源等组成。
水利局数据监测中心定时接收各供水监控点发来的数据，如：出厂水压力、余氯、浊度、流量、用水量、电量以及水泵的工作状态等。水利局数据监测中心收到供水监控点发来的数据后，进行历史数据保存、分析，并以Web的方式发布数据，控制井泵的开启、阀门的开启等,同时为领导决策分析提供数据支持。
2.2 供水厂监控点
供水厂监控点分布在农村的各个村庄，主要实现对深井泵的开停控制，井下水位、管网压力、水质、泵运行电压、电流、电量的监测，在这里主要运用各种传感器，将需要测量和监控的对象的物理参数转换为电参数，并进行数字化处理，然后通过远程传输信道将这些信息 图2 监控点检测数据结构图
传送水利局监控中心站进行信息的交互。同时还需要一个开关量模块，将监控中心站发来的指令转换为电量控制信号去控制水泵、电磁阀等的开启与关闭。
2.3 视频监测站
视频监控在农村饮水安全中的供水系统中非常重要，不仅可以实时监视供水系统的运行情况，捕捉供水系统的异常情况及时发现问题，及时解决，更重要的是防止人为破坏，特别是防止投毒事件的发生。
实现对各供水点在门口、清水池、加氯间、泵房图象监控，并通过远程信道将数据上报到水利局中控室计算机监控中心站。
由于农村供水站距水利局监控中心距离遥远，采用有线传输不太现实，无线传输有几种方式可以选择，一是无线电台方式，二是GPRS方式，三是网络方式，无线电台方式受距离和功率限制，GPRS方式受流量限制，由于视频信号的信息量很大，所以运行费很高，网络方式受地域限制，如果地理位置偏僻，网络延伸不到的地方无法实现。所以实施过程中可以根据实际情况进行选择。
3 软件功能
任何一个硬件系统，都离不开软件的支持，软件的好坏决定着系统的作用能不能充分发挥。在本系统中软件开发者需要完成的工作是使系统具备以下功能。
3.1通信功能
中心站通过软件定时向各个检测点发送召测指令，各个检测点接到召测指令后，将待发送的数据传送到中心站（召测一次，发送一次，不召测就不发送），同时还要将中心站发出的指令传送到准确的地方，而不能出乱子，这些都是软件所要支持而完成的通信工作。
3.2数据管理功能
3.2.1数据存档功能
中心站对采集到的各种数据，按照类型、名称、属性、时序等特征分类，建立各种必需的数据库。
3.2.2 数据显示功能
数据显示功能是中心站对采集到的各种数据，按要求以不同的形式进行显示，显示方式为画面、表格、图像等不同形式，并可用颜色和符号表明数据性质。如各种动态的组态画面、报表、曲线、图标等。
3.2.3 数据处理和查询功能
数据处理功能是对存放在数据库中的数据，进行最大值、最小值、平均值、前差值、积累值、和其它各种特殊的运算处理、统计分析。经过处理的数据根据需要，生成各类报表、趋势曲线、使用图表，包括即时报表、班报、月报、年报、各类趋势曲线、棒状图等等。
这些报表、曲线、图表可根据需要随时打印成操作日志。
3.2.4 检测和报警功能
3.2.4.1检测功能
在中心站的显示屏上以组态画面、报表、图像的形式动态显示调度系统的参数。显示屏幕上可以显示当前检测数据，亦可查询方式显示历史数据（趋势曲线）。显示画面，可以通过不同数据量定义不同颜色，例如越界数据和报警定义红色、正常数据定义绿色，管线水流定义淡蓝色等等。通过颜色变化、百分比、色标填充等手段增强了画面的可视性和用户的个性化。
在显示屏上的监视画面，还可以通过转换设备将所有画面传送到DLP、投影屏和电子屏上等其它大屏幕设备上显示。
3.2.4.2报警功能
当故障、报警、越界发生时，系统自动发出警报，弹出报警画面，并通过声光方式通知值班人员，或者通过短信方式发送给各个管理人员。报警画面不但显示故障点和故障类型，而且还可以按照报警等级做出相关反应，记录故障的信息。
软件所能完成的功能很多，在这里不再赘述，软件开发者可以任意发挥。

这个系统建立起来以后，可以完成单村供水系统的自动控制，并将整个地区所有的供水站（供水厂）通过远程通信方式与监控中心站相联通，构成一个监控网络，达到集中供水厂所能达到的效果，并且粗略计算采用这种方式与集中供水方式相比更经济，成本更低，管理更方便有效。