基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要包括水質(zhì)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)處理和智能分析軟件，通過海量數(shù)據(jù)分析、計(jì)算，得出水質(zhì)變化情況趨勢(shì)，并供用戶查詢使用。

最終用戶客戶端包括WEB查詢軟件、手機(jī)端web查詢軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等，軟件功能主要有可打印輸出監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的日、月、季、年平均數(shù)據(jù)和日、月、季、年大小極值等，以及各種統(tǒng)計(jì)報(bào)告和監(jiān)測(cè)圖表(曲線圖多軌跡圖、對(duì)比圖以及棒狀圖等)，并可將數(shù)據(jù)輸入中心數(shù)據(jù)庫(kù)以及上網(wǎng)。并可收集、儲(chǔ)存需要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用于日后檢索。若檢測(cè)項(xiàng)目超標(biāo)，系統(tǒng)將會(huì)有狀態(tài)信號(hào)顯示、并報(bào)警。實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及時(shí)掌握水源的水質(zhì)狀況、解決不同行政區(qū)域的有關(guān)水污染的事故糾紛、預(yù)警重大水質(zhì)污染事故、監(jiān)督控制制度落實(shí)、實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)等目的。

3.3 流域水污染實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建技術(shù)

流域水污染實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)的構(gòu)建技術(shù)主要研究對(duì)象如下：構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)流域基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間數(shù)據(jù)、流域地形數(shù)據(jù)、流域數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)。

(1)構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)海量、實(shí)時(shí)觀察數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)管理。具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的直觀顯示、查詢、輸出等功能。

(2)流域水質(zhì)管理體系及業(yè)務(wù)模型研究。歸納水環(huán)境系統(tǒng)特征和水質(zhì)管理體系，對(duì)此體系下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和應(yīng)急處理業(yè)務(wù)模型做系統(tǒng)研究。論述水質(zhì)監(jiān)測(cè)模型、探討預(yù)警框架體系、研究水質(zhì)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型、提出應(yīng)急處理流程，并開展深入分析。

(3)應(yīng)急處理協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究。研究應(yīng)急處理協(xié)同框架，探討信息集成、資源調(diào)度模型等信息化問題;從橫向和縱向角度闡述組織機(jī)構(gòu)體系，對(duì)應(yīng)急業(yè)務(wù)流程的構(gòu)建開展分析，討論協(xié)同體制保障。

(4)水質(zhì)監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)功能體系研究。通過研究知識(shí)管理的內(nèi)涵，從業(yè)務(wù)模型中提煉平臺(tái)功能體系，對(duì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)、功能需求進(jìn)行詳細(xì)分析。根據(jù)系統(tǒng)提供的信息，以及實(shí)時(shí)接收到的信息，進(jìn)行資源的分配和相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施的制定，快速形成應(yīng)急方案的決策過程，是應(yīng)急處理的核心。

(5)水質(zhì)監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)總體架構(gòu)和平臺(tái)實(shí)現(xiàn)研究。基于數(shù)據(jù)中心技術(shù)進(jìn)行平臺(tái)總體設(shè)計(jì)，形成松耦合的柔性支撐平臺(tái)架構(gòu)，著重解決異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、功能搭建與復(fù)用、協(xié)同處理等問題，為該平臺(tái)的快速構(gòu)建和擴(kuò)展提供良好的環(huán)境。

3.4 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)部分

3.4.1 功能控件

此次設(shè)計(jì)的上位機(jī)系統(tǒng)將以ARM芯片為核心，將利用觸摸屏、彩色液晶顯示屏、實(shí)時(shí)時(shí)鐘存儲(chǔ)器以及與RS485通信模塊結(jié)合，與下位機(jī)的監(jiān)測(cè)裝置利用串行通信相連，實(shí)現(xiàn)串口調(diào)試、圖表顯示和數(shù)據(jù)的修改和存儲(chǔ)功能。應(yīng)用窗體是基于Delphi來進(jìn)行頁(yè)面設(shè)計(jì)與開發(fā)。

Delphi擁有一個(gè)可視化的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言O(shè)biectPascal和基于部件的開發(fā)結(jié)構(gòu)框架。DelpHI它提供了500多個(gè)構(gòu)件，利用這些構(gòu)件，設(shè)計(jì)人員可以快速地構(gòu)造出應(yīng)用系統(tǒng)，也可根據(jù)自身需求設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

3.4.2 界面設(shè)計(jì)

此次監(jiān)測(cè)界面將分為兩個(gè)主界面：串口調(diào)試頁(yè)面和實(shí)時(shí)圖表界面。每個(gè)界面都將分為顯示窗口和控制按鈕面板兩部分，操作簡(jiǎn)單、顯示直觀。

串口調(diào)試界面功能是調(diào)試串口的功能，用來接收下位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)報(bào)告，將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且選擇所需有效數(shù)據(jù)將其在顯示界面中顯示，方便工作人員用以觀測(cè)和分析。

實(shí)時(shí)圖表界面效果將會(huì)非常明顯，可以極其精準(zhǔn)地反映采集數(shù)據(jù)的變化走勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

此次設(shè)計(jì)的水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將會(huì)極大地提升水環(huán)境監(jiān)測(cè)的可靠性、時(shí)效性，當(dāng)出現(xiàn)水質(zhì)污染事故時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)掌握污染水體的發(fā)展范圍及趨勢(shì)，極大減少或避免損害下游居民生活及生產(chǎn)，為政府管理部門制定政策提供依據(jù)，同時(shí)也利于環(huán)保部門對(duì)水質(zhì)環(huán)境的整治。