一、方案背景

隨著城鎮(zhèn)化進程的推進，農村生活污水處理已成為智慧鄉(xiāng)村建設的重要組成部分，農村生活污水處理設施維護巡檢周期比較長，不能隨時掌握各污水處理節(jié)點排放情況，對污染源和排污河渠的水質監(jiān)測仍停留在靠人工監(jiān)測階段，時間覆蓋率低，樣品缺乏科學性和代表性。

智慧農村生活污水提升治理監(jiān)測解決方案基于物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)以及地理信息系統(tǒng)等技術的污水處理監(jiān)測方案，該系統(tǒng)結合前端監(jiān)測設備，建立鄉(xiāng)村污水處理平臺，實時監(jiān)控生活污水排放情況。另一方面，該方案以智慧服務、智慧運營為建設目標，全面提升鄉(xiāng)村污水行業(yè)運營管控能力，幫助鄉(xiāng)村打造智慧供排水運營管理模式。

二、系統(tǒng)組成

智慧農村生活污水處理監(jiān)測解決方案基于開放式網絡架構，采用前端設備層、網絡傳輸層、系統(tǒng)應用層和終端策略層。通過遠端設備層的各類監(jiān)測模塊能夠實時獲取數(shù)據(jù)并分析上傳，管理中心可通過統(tǒng)計表查看污水排放量等情況。

前端采集層：作為智慧農村污水處理監(jiān)測系統(tǒng)的核心載體，根據(jù)鄉(xiāng)村的管控區(qū)域，可靈活配置。通過各種探測器，將探測到污水處理監(jiān)測點利用各種傳感器與專用儀表，采集和污水處理有關的物理、化學等參數(shù)，如污水處理設備運行狀況，生活用水排放污水流量，污水PH值等。

傳輸層：由專用RTU與電信公網組成，主要的功能是實時讀取處理各類傳感器的數(shù)據(jù)，并通過無線的方式發(fā)送至系統(tǒng)平臺。污水預警平臺部署于云服務器上，對數(shù)據(jù)進行匯總、整理和綜合分析。

應用層：通過云端綜合數(shù)據(jù)處理平臺，可將遠端設備層的匯報數(shù)據(jù)與策略層的控制命令進行實時的整合和轉發(fā)。同時，通過基礎設備集群層的數(shù)據(jù)積累，平臺還可以根據(jù)不同的場景以及實時數(shù)據(jù)，結合大數(shù)據(jù)分析結果實現(xiàn)應急狀態(tài)預警、輔助策略等智能化場景工作。

終端層：基于本方案架構中底層數(shù)據(jù)的采集、傳輸、整合，管理人員可通過客戶端對各廠、站的遠程監(jiān)測及運行數(shù)據(jù)查詢，對于異常報警、數(shù)據(jù)能夠及時處理。

三、系統(tǒng)功能

■數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：實現(xiàn)在線監(jiān)測的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測設備的快速查詢顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示、報警情況顯示及監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖的實時展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設備的位置、運行狀態(tài)，掌握其流量、流速、液位、水質、電量、電壓等信息。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質自定義等多種顯示模式。

■遠程監(jiān)管平臺：污水計量數(shù)據(jù)匯總，展示，分析，各項水質數(shù)值統(tǒng)計及分析，設置預警量自動報警等、數(shù)據(jù)實時更新，能做到5分鐘級的數(shù)據(jù)更新速率、該速率要用戶可調，并且可以實現(xiàn)類似于當發(fā)現(xiàn)水質有超標情況時，系統(tǒng)在給管理員發(fā)出提示的同時可以自動提高數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率。要求有權限設置功能，數(shù)據(jù)的查看和平臺管理要有嚴格權限區(qū)分，并可實現(xiàn)用戶最高管理員可自定義權限。

■GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將污水監(jiān)測點的進水流量、出水流量監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能，并進行超限、超標預警，提醒管理人員及時處理。同時平臺支持手機及PC等多種訪問方式。

■設備統(tǒng)一管理：統(tǒng)一通訊協(xié)議，后續(xù)需要能夠提供接口，對于一些需要對外公布和數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)外傳。

■遠程控制功能：24小時水質監(jiān)管，能根據(jù)客戶預設自動預警，自動報警，并預留與電磁閥等執(zhí)行器聯(lián)動的功能，本方案也需在制作時設計閥門控制，實現(xiàn)當超標時，閥門對應動作的功能

■污水計量：準備各個排污點建立計量，計量方式需根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境設計，需充分考慮計量現(xiàn)場情況。

■水質監(jiān)測：主要監(jiān)測內容為：COD、PH值、氨氮、總磷總氮等。要求達到實時監(jiān)測實時反饋標準，要求實現(xiàn)現(xiàn)場水質監(jiān)測數(shù)據(jù)實時遠傳，并充分考慮到現(xiàn)場無穩(wěn)定電源的解決方案，監(jiān)測設備需要現(xiàn)場設置保護，RTU等遠傳通訊需設置設備箱離地安裝。

■視頻監(jiān)控采集：同時每一處計量及監(jiān)測點需設置視頻監(jiān)控設備，并實現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場情況與監(jiān)管平臺遠程通訊對接。

■各職能部門之間數(shù)據(jù)通信在局域網內完成；各監(jiān)測站點與管理部門調度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無線網絡通信。

四、系統(tǒng)特點

●采用一體式設計，可實現(xiàn)前端站點的快速調試與部署。

●采用多種終端進行多種監(jiān)測，測量精度高，抗干擾能力強。

●采用無線傳輸方式，突破地域限制，適應性強。

●基于自主研發(fā)的無線RTU產品，可遠程對設備進行調試維護。

●基于B/S架構的系統(tǒng)平臺，可快速方便的對系統(tǒng)進行訪問。

●專屬客戶端支持用戶隨時隨地查看當前設備狀態(tài)。

●采用防雷、防雨、防潮、輸入信號隔離等多項措施，確保設備安全、性能穩(wěn)定可靠。

●兼容性強，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計量儀表或傳感器。

●超低功耗，核心設備選用2G/3G/4G低功耗測控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽能供電設備成本和施工難度。

五、系統(tǒng)價值

農村生活污水遠程監(jiān)測解決方案對污水處理的進、產、排等主要環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，將農村污水處理廠的水量、水位、水質以及設備狀態(tài)等信息通過物聯(lián)網進行收集、整合，對三個環(huán)節(jié)的生產數(shù)據(jù)進行分析、處理，實現(xiàn)對農村污水處理生產過程的實時控制與精細化管理，進一步規(guī)范了管理，對于確保鄉(xiāng)村水源安全和村民身體健康，以及改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境和推進生態(tài)文明建設，提高了工作效率，具有重要而深遠的意義。