基于移動(dòng)平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘 要：在面對信息數(shù)據(jù)不斷龐大，工作量不斷增加的供水工程管理工作的情況下，供水工程急需實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能控制功能。在現(xiàn)代化社會(huì)中，智能手機(jī)已經(jīng)十分普及。這一技術(shù)基礎(chǔ)給供水工程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能控制提供了可能。文章將從分析村鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀入手，結(jié)合移動(dòng)平臺化趨勢，主要闡述Android平臺的供水自動(dòng)監(jiān)控設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，最后對本研究工作進(jìn)行總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)平臺；Android系統(tǒng)；村鎮(zhèn)供水；自動(dòng)監(jiān)控

引言

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，農(nóng)村居民對供水有了更高的需求，如要求供水更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)和高效等[1]。全國各個(gè)區(qū)域村鎮(zhèn)已經(jīng)建立大量規(guī)模各異的村鎮(zhèn)供水工程。然而就村鎮(zhèn)供水的實(shí)際情況來看，為了保證良好的水源，部分水源井與水廠之間的距離較遠(yuǎn)，如果采用傳統(tǒng)的人工控制方式不單單會(huì)加大人工成本，還會(huì)降低供水工程的管理工作的效率。然而在移動(dòng)設(shè)備與系統(tǒng)都得到快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，Android系統(tǒng)作為一個(gè)開放性較強(qiáng)的系統(tǒng)已經(jīng)十分普及，發(fā)展也相對成熟。進(jìn)行Android編程只需要掌握J(rèn)ava語言，相對更加便捷。因此，開發(fā)設(shè)計(jì)基于Android平臺的村鎮(zhèn)供水，達(dá)到村鎮(zhèn)供水工程實(shí)時(shí)監(jiān)測與遠(yuǎn)程控制的需求，不單單可以實(shí)現(xiàn)便利化智能化，更為重要的是還可以提高村鎮(zhèn)供水工程管理工作效率，讓村鎮(zhèn)供水工程發(fā)揮更大的效用[2]。農(nóng)村供水工程監(jiān)管實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是農(nóng)村供水工程發(fā)展的必然趨勢，是供水工程運(yùn)行維護(hù)的重要支撐手段[3]。

1 系統(tǒng)需求

1.1 系統(tǒng)需求概述

系統(tǒng)需求是系統(tǒng)開發(fā)者針對使用者所需要的功能進(jìn)行的歸納整理。系統(tǒng)開發(fā)者在準(zhǔn)確獲知客戶需求后，最為重要的就是明確客戶定義的系統(tǒng)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、系統(tǒng)工作環(huán)境、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能、系統(tǒng)操作方式等。同時(shí)，根據(jù)上述內(nèi)容開展系統(tǒng)的初期設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)工作流程草圖繪制出來，并且與客戶進(jìn)行溝通與調(diào)整，從而獲得最終的系統(tǒng)需求。文章所研究的基于移動(dòng)平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以分為兩大部分，分別為監(jiān)測數(shù)據(jù)查看以及智能模擬控制。

1.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)查看

該系統(tǒng)能夠?qū)Υ彐?zhèn)供水工程各區(qū)域的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與流量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測?？梢岳没贏ndroid系統(tǒng)的手機(jī)終端來進(jìn)行訪問監(jiān)測。系統(tǒng)可以合并或分項(xiàng)顯示各個(gè)區(qū)域的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且可以查詢某一時(shí)間段某區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3 智能模擬控制

根據(jù)村鎮(zhèn)供水工程的實(shí)際情況開發(fā)基于移動(dòng)平臺的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，利用手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來對供水工程工作情況進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠通過輸入賬號與密碼進(jìn)行登錄，通過該系統(tǒng)能夠?qū)λ脵C(jī)組的啟停狀態(tài)進(jìn)行控制，對供水情況進(jìn)行預(yù)警，控制各項(xiàng)計(jì)數(shù)據(jù)上傳等。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)——實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制

設(shè)計(jì)基于Android平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)是對其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測與控制。當(dāng)流量增加的時(shí)候可以進(jìn)行水位控制，避免由于水位過低而出現(xiàn)的水泵空抽的情況，避免影響供水設(shè)備的正常使用。該系統(tǒng)主要分為三大模塊，分別為移動(dòng)終端、監(jiān)控中心以及現(xiàn)地控制單元。

2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊設(shè)計(jì)

監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊主要可以分為三個(gè)部分來進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，管理功能。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，能夠在谷歌地圖、行政區(qū)域圖中將全部的站點(diǎn)標(biāo)識出來。根據(jù)不同的制水工藝來將數(shù)據(jù)通過兩種不同的式表現(xiàn)出來。根據(jù)不同需求任意選擇數(shù)據(jù)顯示類別。其次，歷史數(shù)據(jù)查詢。可根據(jù)數(shù)據(jù)類別開展簡單或復(fù)雜查詢方式，任意查詢歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)可以通過曲線或表格的方式顯示[4]。

2.3 智能模擬控制模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)村鎮(zhèn)供水的實(shí)際工作狀態(tài)開發(fā)一個(gè)可以在Android系統(tǒng)手機(jī)上運(yùn)行的軟件，使用者可以利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來對其工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與控制。智能模擬控制模塊所需要實(shí)現(xiàn)的基本功能包括：通過移動(dòng)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對供水設(shè)備的監(jiān)控；通過移動(dòng)設(shè)備來控制水泵機(jī)組的啟停。其中，移動(dòng)端部分是人機(jī)交互的操作界面，主要任務(wù)是將人們的指令轉(zhuǎn)變?yōu)槊顐鬟f給監(jiān)控中心。監(jiān)控中心則是接受來自網(wǎng)絡(luò)的命令，并且向現(xiàn)地控制單元發(fā)送命令，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制。現(xiàn)地控制單元主要任務(wù)是對監(jiān)控中心的命令進(jìn)行分析，并且操作相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。圖1為智能模擬控制模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用Android語言，不同種類的Activity，網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)的RS485和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)傳輸量控制在可使用網(wǎng)絡(luò)的帶寬內(nèi)。移動(dòng)端模塊實(shí)現(xiàn)功能包括：系統(tǒng)開啟時(shí)輸入用戶名與密碼進(jìn)行登錄；利用網(wǎng)絡(luò)與固定IP的監(jiān)控中心開展通信；提供供水相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與查詢；水泵啟停狀態(tài)的控制。

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法

使用者輸入用戶名與密碼可以登錄監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)查看。在通過登錄界面后可以查看村鎮(zhèn)供水工程的相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)[5]，如圖2所示。在圖2左側(cè)顯示的是通過系統(tǒng)菜單來選擇不同的供水單位，而右側(cè)則是根據(jù)數(shù)據(jù)而形成的模擬曲線參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)為最近24h內(nèi)供水情況的變化曲線。

在系統(tǒng)中點(diǎn)擊如圖3所示的右上角就可以進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)查詢界面。在設(shè)定好需要查詢的日期與條件后，點(diǎn)擊確定，就能夠查詢特定時(shí)期的歷史數(shù)據(jù)[6]。

3.3 智能模擬控制模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法

供水監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對水泵機(jī)組的啟停和閥門的開度及啟閉進(jìn)行控制。用戶通過點(diǎn)擊開、關(guān)、停按鈕將自定義的信息發(fā)送給監(jiān)控中心，如圖4所示，監(jiān)控中心再將控制信息發(fā)送給現(xiàn)地控制單元，最后現(xiàn)地控制單元控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制功能。

4 總結(jié)與展望

伴隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程腳步的加快，村鎮(zhèn)供水業(yè)務(wù)也得到了快速的發(fā)展[7]。為了應(yīng)對需求量日益增大的供水網(wǎng)絡(luò)工作，遠(yuǎn)程監(jiān)測控制供水調(diào)度軟件成為了村鎮(zhèn)供水工程管理的發(fā)展趨勢之一。Android系統(tǒng)作為一種已經(jīng)十分普及的手機(jī)操作系統(tǒng)給遠(yuǎn)程監(jiān)測控制供水工程提供了可能。文章所研究的基于移動(dòng)平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)主要可以分為監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊以及智能模擬控制模塊，使用者利用兩個(gè)模塊的功能就能夠?qū)┧こ痰南嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，并且可以對水泵機(jī)組的啟停和閥門的開度及啟閉實(shí)現(xiàn)控制。

本系統(tǒng)的研究雖取得一定的成果，但鑒于本系統(tǒng)所涉及領(lǐng)域的深度和廣度，以及作者科研水平的局限和開發(fā)時(shí)間有限，系統(tǒng)還需在功能和準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性方面進(jìn)一步地改進(jìn)和完善。

結(jié)合目前技術(shù)發(fā)展的趨勢和供水監(jiān)控系統(tǒng)的特殊需求，尚需在以下幾個(gè)方面進(jìn)行繼續(xù)研究、改進(jìn)：（1）單點(diǎn)控制變多點(diǎn)控制，多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。（2）如果可以的話，增加數(shù)據(jù)可視化的功能，讓系統(tǒng)交互操作更加人性化。（3）能夠分析和統(tǒng)計(jì)監(jiān)控得到的數(shù)據(jù)，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，以特定的形式顯示出來，供分析參考使用。

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