本發(fā)明涉及城市供水系統(tǒng)的監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于云計(jì)算的城市供水系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備。

背景技術(shù)：

城市供水系統(tǒng)作為最重要的基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，包括一級泵站、二級泵站、增壓泵站等多級系統(tǒng)。為保證供水質(zhì)量，商務(wù)樓宇和居民住宅增壓泵站移交自來水公司成為一種趨勢，目前鎮(zhèn)江、南京、上海等不同規(guī)模的城市都已完成或正在進(jìn)行增壓泵站的移交工作，這樣城市供水的各級系統(tǒng)由自來水公司統(tǒng)一管理。城市供水監(jiān)測主要包括供水能力、水質(zhì)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、管路狀況等環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)只是監(jiān)控某一級供水系統(tǒng)的部分環(huán)節(jié)，因此數(shù)量眾多的增壓泵站給統(tǒng)一監(jiān)測工作帶來巨大困難。無法提供全局的供水信息就不能統(tǒng)一調(diào)度供水，勢必造成部分區(qū)域供水能力過剩而另一區(qū)域供水不足的狀況發(fā)生；或某一管路水受到污染，由于信息沒有及時(shí)反饋影響附近管路水質(zhì)；或增壓泵站設(shè)備故障不能第一時(shí)間通知自來水公司，給居民生活帶來不便。諸多問題的產(chǎn)生也違反了所有增壓泵站由自來水公司統(tǒng)一管理改善供水質(zhì)量的初衷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于云計(jì)算的城市供水系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)城市供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測不便的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種基于云計(jì)算的城市供水系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備，包括設(shè)于城市供水系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)采集裝置、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、云端服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)采集裝置通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊將采集的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至云端服務(wù)器；所述云端服務(wù)器包括云端數(shù)據(jù)采集模塊、云端數(shù)據(jù)庫、云端數(shù)據(jù)處理模塊、云端消息推送模塊和云端人機(jī)交互模塊；云端數(shù)據(jù)采集模塊接收數(shù)據(jù)采集裝置采集的的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在云端數(shù)據(jù)庫，云端數(shù)據(jù)處理模塊調(diào)用和查詢云端數(shù)據(jù)采集模塊和云端數(shù)據(jù)庫的即時(shí)或者歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；云端數(shù)據(jù)處理模塊通過云端消息推送模塊或云端人機(jī)交互模塊與城市供水公司。

作為改進(jìn)，所述城市供水系統(tǒng)包括各級泵站、市政管網(wǎng)和增壓泵站。

作為另一種改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括壓力變送器、流量變送器、水位傳感器、開關(guān)量模塊。

作為另一種改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)信號(hào)為模擬量電壓信號(hào)、電流信號(hào)及開關(guān)量信號(hào)中的一種或者幾種。

作為另一種改進(jìn)，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)模塊、wifi模塊。

作為另一種改進(jìn)，云端數(shù)據(jù)處理模塊通過對來自數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)信號(hào)處理，獲得供水規(guī)律、水泵運(yùn)行工況、供水需求變化預(yù)測和水泵故障診斷數(shù)據(jù)；結(jié)果若包括提醒類信息，如預(yù)測、預(yù)警、故障報(bào)警等，更具體的例如夏季用水高峰預(yù)警、水泵故障報(bào)警、管網(wǎng)爆管報(bào)警，則同時(shí)發(fā)送至云端消息推送模塊和云端人機(jī)交互模塊；結(jié)果若不包括提醒類信息，則發(fā)送至云端人機(jī)交互模塊。

有益效果：本發(fā)明提供的基于云計(jì)算的城市供水系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、設(shè)置方便快捷、使用方便直觀。不僅可實(shí)現(xiàn)對城市供水的實(shí)時(shí)監(jiān)測，還可通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，分析處理供水工況進(jìn)行預(yù)測和預(yù)警，然后將結(jié)果通過消息推送系統(tǒng)發(fā)送給自來水公司工作人員移動(dòng)客戶端，以便其做出判斷，提前做好供水調(diào)度的準(zhǔn)備，使自來水公司能夠從全局監(jiān)控整座城市的供水狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水問題，盡早調(diào)整供水策略，保證居民的生活用水需求和水質(zhì)安全。

附圖說明

圖1為基于云計(jì)算的城市供水系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明作出進(jìn)一步說明。

基于云計(jì)算的城市供水系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備，見圖1，包括設(shè)于城市供水系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)采集裝置1、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2、云端服務(wù)器3；數(shù)據(jù)采集裝置1通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2將采集的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至云端服務(wù)器3。

云端服務(wù)器是集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、信息發(fā)送、人機(jī)交互于一體的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)。云端服務(wù)器3包括云端數(shù)據(jù)采集模塊31、云端數(shù)據(jù)庫32、云端數(shù)據(jù)處理模塊33、云端消息推送模塊34和云端人機(jī)交互模塊35；云端數(shù)據(jù)采集模塊31接收數(shù)據(jù)采集裝置1采集的的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在云端數(shù)據(jù)庫32，云端數(shù)據(jù)處理模塊33調(diào)用和查詢云端數(shù)據(jù)采集模塊31和云端數(shù)據(jù)庫的即時(shí)或者歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；云端數(shù)據(jù)處理模塊33通過云端消息推送模塊34或云端人機(jī)交互模塊35與城市供水公司。

數(shù)據(jù)接收是通過云端數(shù)據(jù)采集模塊31將所有網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)信號(hào)匯集起來，轉(zhuǎn)換成可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是通過云端數(shù)據(jù)庫32將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云端數(shù)據(jù)庫32。

數(shù)據(jù)處理是通過云端數(shù)據(jù)處理模塊33對云端數(shù)據(jù)采集模塊31收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)處理，或者調(diào)用云端數(shù)據(jù)庫32中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理方式包括分析供水規(guī)律和水泵運(yùn)行工況、預(yù)測供水需求變化和水泵故障率等，處理結(jié)果若是預(yù)測、預(yù)警、故障報(bào)警等提醒類信息，則同時(shí)發(fā)送到云端人機(jī)交互終端和云端信息推送系統(tǒng)；處理結(jié)果若沒有提醒類信息，則只將處理結(jié)果發(fā)送到云端人機(jī)交互終端。云端數(shù)據(jù)處理模塊33通過對來自數(shù)據(jù)采集裝置1的數(shù)據(jù)信號(hào)處理，獲得供水規(guī)律、水泵運(yùn)行工況、供水需求變化預(yù)測和水泵故障診斷數(shù)據(jù)；結(jié)果若包括提醒類信息，如預(yù)測、預(yù)警、故障報(bào)警等，更具體的例如夏季用水高峰預(yù)警、水泵故障報(bào)警、管網(wǎng)爆管報(bào)警，則同時(shí)發(fā)送至云端消息推送模塊34和云端人機(jī)交互模塊35；結(jié)果若不包括提醒類信息，則發(fā)送至云端人機(jī)交互模塊35。

信息發(fā)送是云端消息推送模塊34將云端數(shù)據(jù)處理模塊33提供的隨時(shí)間變化的供水調(diào)度建議或報(bào)警信息以短消息形式發(fā)送到自來水公司，例如夏季用水高峰預(yù)警、水泵故障報(bào)警、管網(wǎng)爆管報(bào)警等。

人機(jī)交互功能是通過云端人機(jī)交互模塊35實(shí)現(xiàn)，自來水公司通過云端人機(jī)交互模塊35進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

城市供水系統(tǒng)包括各級泵站、市政管網(wǎng)和增壓泵站。

數(shù)據(jù)采集裝置1包括壓力變送器11、流量變送器12、水位傳感器13、開關(guān)量模塊14。

數(shù)據(jù)信號(hào)為模擬量電壓信號(hào)、電流信號(hào)及開關(guān)量信號(hào)中的一種或者幾種。

該設(shè)備的運(yùn)行原理為：

該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對一級泵站、二級泵站、市政管網(wǎng)及增壓泵站的供水狀況監(jiān)控，各級供水系統(tǒng)的狀況通過壓力變送器11、流量變送器12、水位傳感器13、開關(guān)量模塊14等數(shù)據(jù)采集裝置1實(shí)時(shí)檢測供水系統(tǒng)運(yùn)行情況，并將檢測到的數(shù)據(jù)信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2發(fā)送給云端服務(wù)器3，云端服務(wù)器3通過云端數(shù)據(jù)采集模塊31將所有數(shù)據(jù)信號(hào)匯集起來，一方面將數(shù)據(jù)保存在云端數(shù)據(jù)庫32中，以備需要時(shí)使用，另一方面將數(shù)據(jù)傳遞給云端數(shù)據(jù)處理模塊33，經(jīng)過處理以后將數(shù)據(jù)按層次分類顯示在云端人機(jī)交互模塊35，自來水公司工作人員通過云端人機(jī)交互模塊35實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)城市的供水情況。同時(shí)，云端數(shù)據(jù)處理模塊33調(diào)用云端數(shù)據(jù)庫32中的歷史數(shù)據(jù)，通過分析處理對供水工況進(jìn)行預(yù)測和預(yù)警，然后將結(jié)果通過消息推送系統(tǒng)發(fā)送給自來水公，以便其做出判斷，提前做好供水調(diào)度的準(zhǔn)備。

各級供水系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集裝置1的設(shè)置可采用以下方式：

一級泵站將原水輸送到處理廠，要求泵站均勻穩(wěn)定供水，可選擇流量變送器和開關(guān)量節(jié)點(diǎn)信號(hào)監(jiān)測水泵的流量和運(yùn)行狀態(tài)，對一級泵站的供水情況起到觀測和預(yù)警的作用，避免出現(xiàn)水處理廠接收水量不足或水泵運(yùn)行故障等狀況的發(fā)生，即使出現(xiàn)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。

二級泵站將處理廠清水輸送到市政管網(wǎng)，一部分直接供低層建筑使用，另一部分輸送到增壓泵站以供高層建筑用水。水質(zhì)和供水流量及壓力是供水安全的關(guān)鍵指標(biāo)，因此二級泵站首先要檢測水質(zhì)和流量壓力，其次要通過電流傳感器和開關(guān)量節(jié)點(diǎn)信號(hào)檢測水泵的能耗狀況和運(yùn)行狀態(tài)，對二級泵站的水質(zhì)和供水能力起觀測和預(yù)警的作用，以上所有監(jiān)測都是為了保證供水的安全性和穩(wěn)定性。

市政管網(wǎng)主要監(jiān)測關(guān)鍵管路中的流量和市政管網(wǎng)中關(guān)鍵位置的壓力，一方面通過流量和壓力判斷供水的均衡性，以便自來水公司工作人員及時(shí)調(diào)整供水策略，避免出現(xiàn)供水不足和過剩的現(xiàn)象；更重的是通過這兩個(gè)參數(shù)判斷某段管網(wǎng)是否出現(xiàn)爆管故障或漏水現(xiàn)象，以便及時(shí)檢修和減小供水損失；同時(shí)對供水需求起到預(yù)測作用，以便提前做好供水調(diào)度準(zhǔn)備，對故障發(fā)生起到預(yù)警作用，在發(fā)生前排除故障。

增壓泵站將市政管網(wǎng)的水輸送到高層建筑，在城市分布中數(shù)量龐大，當(dāng)前多為變頻供水。由于直接與用戶端用水相關(guān)，其運(yùn)行狀態(tài)需隨時(shí)監(jiān)測，可監(jiān)測供水壓力、變頻器頻率、運(yùn)行電流、水箱水位及電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。通過供水壓力判斷是否滿足用水需求，通過水箱水位判斷水源是否充足，通過電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)判斷泵站是否發(fā)生故障，通過變頻器頻率估算當(dāng)前小區(qū)的用水量，通過運(yùn)行電流估算當(dāng)前泵站的能耗狀況，無論哪個(gè)參數(shù)出現(xiàn)異常，自來水公司都可以馬上到該泵站排除故障。

本發(fā)明通過云端服務(wù)器進(jìn)行供水系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)測、預(yù)警，指導(dǎo)自來水公司制定供水調(diào)度策略，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決供水設(shè)備和供水管網(wǎng)中的問題，為城市提供安全穩(wěn)定的供水。