與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新研究

喬嵐

摘要：水與人體健康密切相關(guān)。但在這個蔚藍色的星球上，有著數(shù)以億計的人面臨缺水狀況，這其中包括水源缺乏和水處理缺乏。區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)，是為解決水資源緊張與浪費問題提出的一個假設(shè)，通過該系統(tǒng)，能最大程度提高對生活用水的利用率，減輕污染，節(jié)約資源，造福后代。通過對重慶市這一典例的數(shù)據(jù)調(diào)查與分析，得出結(jié)論，區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)，有需求有技術(shù)，在不久的將來，一定會順利實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；區(qū)域性；水資源；生態(tài)系統(tǒng)；創(chuàng)新

中圖分類號：F25文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.35.012

1區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)可行性調(diào)查

在基于重慶市的采樣調(diào)查分析中，我們主要采用線上和線下問卷調(diào)查法，了解消費者面對各種促銷方式的心理、行為及評價；對市場行情和技術(shù)應(yīng)用的調(diào)查，則采用深度訪問法，從相關(guān)人士方面了解凈水系統(tǒng)目前的運行狀況。數(shù)據(jù)顯示，有32.85%的被調(diào)查者表示是凈水設(shè)備的使用者，有43.8%是凈水設(shè)備的期望購買群體。這從側(cè)面表明凈水系統(tǒng)的需求是巨大的，未來將是朝陽階段。在可預(yù)見的未來，隨著環(huán)境污染的日漸加重，凈水系統(tǒng)將是家庭不可或缺的產(chǎn)品。

從行業(yè)發(fā)展看區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)硬件部分的很多環(huán)節(jié)科技發(fā)展已出現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先者。如海爾超濾機以超濾膜為主，不需要插電，不會產(chǎn)生廢水，純物理過濾，可實現(xiàn)五級過濾。除此之外，凈水系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合已經(jīng)出現(xiàn)初步的實踐者。在第七屆AQUATECH CHINA上海國際水展期間，TCL發(fā)布的T3凈水衛(wèi)士，在傳統(tǒng)凈水器上添加了移動互聯(lián)功能，消費者可以通過智能手機對家中凈水器的TDS值實現(xiàn)實時監(jiān)控，及時了解自來水質(zhì)，同時實時掌握濾芯的使用狀況。

2區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計

2.1硬件部分

相比普通的全屋凈水系統(tǒng)，與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)在硬件上也需要搭配一整套的凈水設(shè)備作為載體，以實現(xiàn)不同位置使用不同過濾設(shè)備，用水良性循環(huán)的設(shè)計。

（1）前置過濾器。前置過濾器位于總進水管道入水口，用于去除市政自來水中的鐵銹、泥沙、藻類、大顆粒物等雜質(zhì)，不占用過多空間，體積小巧?？傔M水管道上的前置過濾器將配備有自動沖洗設(shè)備，以延長產(chǎn)品使用壽命和更換周期。

（2）中央凈水機。中央凈水器是整個凈水系統(tǒng)硬件中最重要的兩個部分之一，它和廢水分流處理系統(tǒng)相連接，是家庭水質(zhì)控制和處理的最重要設(shè)備，能夠?qū)崟r監(jiān)控水質(zhì)。中央凈水機也有沖洗功能，可定期沖洗。

（3）軟水機。軟水機的作用在于去除水中的鈣、鎂離子，降低水質(zhì)硬度，處理后將會對水進行分流，如洗衣服，拖工，家具清潔、洗車、清潔家具等，可以使家庭用品更加經(jīng)久耐用。

（4）沐浴器。家庭沐浴時使用的水，已經(jīng)通過了沐浴器的氯過濾環(huán)節(jié)，能最大程度減少對皮膚的傷害。

（5）客廳直飲純水機。客廳將安裝RO反滲透純水機，這也是目前市場上最受歡迎的凈水設(shè)備，能過濾掉水中99%的雜質(zhì)，達到純水的標準，可以直接生飲，方便簡單。當然也可以使用家庭常見的立式直飲凈水機，配備有加熱和制冷功能，滿足家庭的多樣化需求。

（6）廚房凈水器。 廚房凈水器上配備超濾膜，可以完美過濾掉水中的余氯、重金屬、細菌、病毒等有害物質(zhì)。一般通過自來水水壓就可以進行過濾，需要定期更換濾芯。目前市場上擁有臥式、壁掛式和下管道連接等多種類型，用戶可以根據(jù)家庭情況選擇合適的機型。

2.2與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的軟件部分

除此之外，與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)的最大亮點。國家大力支持物聯(lián)網(wǎng)在智能家居方面的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)與家庭凈水系統(tǒng)的結(jié)合，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）硬件與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。

凈水系統(tǒng)的六大處理部分都會與物聯(lián)網(wǎng)對接，進行智能處理和數(shù)據(jù)收集，每個部分都有獨立的數(shù)據(jù)分析周期，會和用戶對接，根據(jù)水質(zhì)的數(shù)據(jù)分析給出專業(yè)安全的水處理意見，最大程度上確保各環(huán)節(jié)安全可靠，如圖1。

（2）水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

噪音處理模塊：噪音處理模塊是可以根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)的，根據(jù)整個系統(tǒng)的功能分配，系統(tǒng)噪音被分為三類，噪音較大的是系統(tǒng)處理休整最徹底的功能，用戶可以通過移動終端向系統(tǒng)發(fā)布指令，選擇不在家的時候進行系統(tǒng)全面休整，噪音處理模塊主要是對噪音音量和系統(tǒng)處理時間設(shè)置的控制。

廢水智能分流處理模塊：這是區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)中水處理的重要部分，在每一個分系統(tǒng)的出水口都設(shè)置了不同的水處理工序，將生活用水凈化到可排放標準，最后在總廢水處理系統(tǒng)上匯集。用戶可以選擇這部分水的再利用方向，包括進入市政自來水處理系統(tǒng)，公園的景觀水處理系統(tǒng)，植物用水的處理系統(tǒng)，等等。

流量統(tǒng)計模塊：這一部分是針對水浪費情況設(shè)計的。

漏水檢測模塊：這是產(chǎn)品維護模塊的一部分。系統(tǒng)會定期檢查，一旦出現(xiàn)漏水情況會第一時間通知系統(tǒng)后臺和用戶，用戶通過移動終端和商家確定維修時間和費用。

核心運算處理模塊：這部分每3個月進行一次數(shù)據(jù)分析，將分析報告送至用戶手中。報告包括用戶每月用水量情況，水浪費情況，生活用水和飲用水的水質(zhì)情況等。

安全報警模塊：這也是產(chǎn)品維護的一部分。系統(tǒng)使用中不可避免會出現(xiàn)損耗，安全報警系統(tǒng)是獨立于整個系統(tǒng)的，起到監(jiān)管的作用。一旦出現(xiàn)水質(zhì)不達標或者水體受到污染的情況，會馬上交由后臺進行處理，后臺工作人員將電話聯(lián)系用戶，確定處理方案，力求第一時間解決問題。

智能耗材壽命測算模塊：這部分是產(chǎn)品預(yù)警系統(tǒng)，將每月形成分析報告，對系統(tǒng)各部分的材質(zhì)進行損耗核算，確定使用壽命的減少狀況。

（3）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)：區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)不僅僅使用在家庭中，還可以在各個領(lǐng)域被使用。工業(yè)、市政，只要將系統(tǒng)的幾個部分稍加改動就可以應(yīng)用在各種水處理上。數(shù)據(jù)存儲模塊是將該區(qū)域內(nèi)所有用戶的數(shù)據(jù)加以分析整合，每半年進行一次數(shù)據(jù)分析，確保用戶的用水符合標準。endprint

移動終端通訊配置系統(tǒng)：移動終端是凈水系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合后的最大優(yōu)勢。用戶可以通過移動終端對遠在千里之外的系統(tǒng)進行設(shè)定，保證用水安全。

云端服務(wù)通信系統(tǒng)：“云計算”方便又快捷，深受互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)歡迎。云端服務(wù)與數(shù)據(jù)存儲結(jié)合，整合成分析報告，可以實行一個區(qū)域水資源的管理。

（4）定期的水質(zhì)監(jiān)測分析報告。

每三個月會定時發(fā)送分析報告到用戶和系統(tǒng)后臺，將水質(zhì)、用水量、水浪費和水污染處理狀況事無巨細的編寫成報告，方便用戶和后臺工作人員進行下一步的處理。

（5）通過海量數(shù)據(jù)收集為家庭提供健康生活建議。

水與百姓生活息息相關(guān)，水資源的數(shù)據(jù)也能從很大程度上反映出人們的生活質(zhì)量。通過后臺的數(shù)據(jù)分析，可以得出每個家庭的飲食偏好、生活用水習慣等，提出可行的健康建議，打造智能健康居住模式。

3區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1位于家庭中的區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)

區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)研發(fā)成功之后，可以與房地產(chǎn)商協(xié)商，要求每家每戶安裝，但由用戶選擇是否購買。這樣在不斷普及的情況下，不僅僅每個家庭可以保證用水安全，每棟樓，每個小區(qū)都可以通過同一個廢水處理系統(tǒng)連接起來，減少廢水處理的無頭緒現(xiàn)狀。這樣在廢水處理方面的花費就會大大減少，而房地產(chǎn)商或者區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)供應(yīng)商也可以通過系統(tǒng)安裝和維護營利。

3.2位于城市中的區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)

城市區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)是多方面的。除了生活區(qū)的用水凈化，還可以在工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)根據(jù)所處環(huán)境設(shè)置凈化方案，有針對性的進行污水處理和水資源分配。政府也可以參與到凈水系統(tǒng)行業(yè)的建設(shè)中來，將市政自來水處理，污水處理，綠化植被用水等方面的處理都加入到建設(shè)的隊伍中來，使整個城市形成一個良好的水資源循環(huán)系統(tǒng)。

3.3國家控制中的區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)

國家控制的區(qū)域性綠色生態(tài)系統(tǒng)是一個龐大的工程。但有了物聯(lián)網(wǎng)的支持，對凈水系統(tǒng)的控制壓力將大大減小。生態(tài)系統(tǒng)將大大提高水資源的利用率，將廢水處理和水浪費的問題分化，從每個家庭出發(fā)進行處理，能夠減輕國家的財政壓力，提升國民的健康水平，同時很大程度上緩解水資源的緊張狀況。

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