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基于智能水表的水资源实时监测管理系统的设计与实现

发布时间:2018-12-31 11:07
【摘要】:我国经济的高速发展造就了庞大的城市,现代化程度的提高使得城市到每家每户的供水管网异常复杂,在大多数的农村地区,自来水的供应也已成为基本市政建设。供水管道越来越庞大,地理位置也越来越分散,有线的检测设备业已无法满足巨大的管理需求,更何况传统的抄表和人工检修,另外时有发生的用户偷水情况使得公共资源浪费巨大,这会对水务管理单位造成直接的经济损失。在信息技术在人们生活中全面普及的不久的将来,管网运行参数和网内用户水表数据的实时监控也将成为水资源管理系统中极为重要的一部分。本论文对实际需求进行了详细分析,然后总结得到具体的系统设计要求:1、无线通讯:管理系统需要具备与智能水表终端设备通讯进行无线通讯收集水管网络运行信息的能力;2、实时监控:系统应当能够及时收集和保存关键设备的数据以实现实时监控;3、数据分析:系统应当具备自动分析数据,为工作人员提供管网的运行情况和供水的质量的能力,以便于管理人员处理异常和做出方案决策;4、管理功能:考虑到系统的集成度可更高,系统应当具备操作人员权限管理、水费账单生成、缴费系统的功能。系统采用具备无线数字通讯功能的智能水表和集中通讯服务器实现无线远程收集管网信息能力。出于对数据传送实时性能的要求,选择GPRS技术作为管理系统和终端设备之间的通讯手段。GPRS支持TCP/IP协议,其通讯地域广通信速度快质量高、可二十四小时保持在线和数据流量计费等优点,非常适合应用于这种终端数量巨大、地理分散度高的管理系统。出于系统实时性的要求、大量终端管理和数据管理,系统将终端设定为每分钟一次的频率上传数据,以实现系统对实时性能的要求。系统从终端采集到的大量的数据需要经过重新组织、处理、计算,再将统计结果以数字或者图表的形式展示给管理者以及用户,本设计实现了基本数据的处理和可视化的展示。数据的积累具有极大的价值,在经过足够的数据积累后可发挥巨大的价值。在本设计中对数据的处理和数据库操作加以优化以满足实时性能的要求。水务管网监控的数据需要展示和报告给管理人员以及消费者,本设计以用JavaScript和C#实现的B/S和C/S结构网络软件分别为管理人员提供数据图表显示、查询、人员管理等等功能。论文充分分析了用户对基于智能水表的水资源实时监测管理系统的需求,对系统需求进行了总结归纳分析,并且对GPRS技术和数据库技术进行了详细的学习和总结,将服务器端对数据的处理设计为:1、智能水表采集数据的数据存储功能模块;2、基于数据库的实时监控功能模块;3、基于历史监控数据的数据分析模块;4、数据分析报表显示及打印模块;5、异常报警及阀门远程控制模块;6、基于B/S+C/S架构的用户管理功能模块;7、系统管理模块。在对相应技术充分了解后,对系统总体架构的搭建、系统重要模块的分解及实现、模块重要运行流程、模块之间的交互进行了仔细地分析,采用性能、功能和成本均合适的技术,通过程序的编写、程序界面的设计完成了整个水资源实时监测管理系统。在毕业论文的最后部分,对系统进行了操作界面测试、数据库测试以及综合测试,测试结果良好。测试结果显示系统能够较为完整地实现设计中的功能。基于智能水表的水资源实时监测管理系统具有极大的使用价值和发展潜力,它极大了方便水务公司对供水管网的管理,更保障了千千万万户家庭的用水安全。
[Abstract]:The high-speed development of the economy of our country has made a huge city. The improvement of the modernization degree makes the water supply pipe network of the city to every household is very complex. In most rural areas, the supply of tap water has also become the basic municipal construction. the water supply pipeline is more and more large, the geographical position is more and more dispersed, the cable detection equipment can not meet the great management requirement, This will cause direct economic losses to the water management unit. In the near future of the comprehensive popularization of information technology in people's life, real-time monitoring of network operation parameters and user water meter data in the network will also be a very important part of the water resource management system. this paper makes a detailed analysis of the actual demand, and then summarizes the specific system design requirements: 1. Wireless communication: the management system needs to have the capability of communicating with the intelligent water meter terminal equipment to collect the operation information of the water pipe network; 2. Real-time monitoring: The system shall be able to collect and keep the data of the key equipment in time to realize the real-time monitoring; 3. Data analysis: The system shall have the capability of automatically analyzing the data and providing the staff with the operation of the pipe network and the quality of the water supply. in ord to facilitate that management personnel to handle the abnormality and make the decision of the scheme; and 4, the management function: the system should have the function of operator authority management, water bill generation and payment system, taking into account that the integration level of the system can be higher. the system adopts the intelligent water meter and the centralized communication server with the wireless digital communication function to realize the wireless remote collection pipe network information capability. The GPRS technology is selected as the communication means between the management system and the terminal equipment for the requirement of the real-time performance of the data transmission. GPRS supports TCP/ IP protocol, its communication area is wide, communication speed is high, it can keep on-line and data flow charging for twenty-four hours, and it is very suitable for management system with large number of terminals and high degree of geographical dispersion. Due to the real-time requirement of the system, a large number of terminal management and data management, the system sets the terminal to the frequency upload data at one time per minute to realize the requirement of the system to the real-time performance. the large amount of data collected by the system from the terminal needs to be re-organized, processed, calculated, and then the statistical results are displayed to the manager and the user in the form of numbers or graphs, and the design realizes the display of the processing and the visualization of the basic data. The accumulation of data has great value and can be of great value after enough data accumulation. Data processing and database operations are optimized in this design to meet real-time performance requirements. The data of the water pipe network monitoring needs to be displayed and reported to the management personnel and the consumer. The design is provided with the B/ S and C/ S structure network software implemented with JavaScript and C # to provide the management personnel with data chart display, query, personnel management and other functions, respectively. The paper fully analyzes the demand of the user to the real-time monitoring and management system of water resources based on the intelligent water meter, summarizes and analyzes the requirements of the system, and studies and summarizes the GPRS technology and the database technology, and the processing design of the server side to the data is as follows: 1, data storage function module for collecting data of intelligent water meter; 2, real-time monitoring function module based on database; 3, data analysis module based on historical monitoring data; 4, data analysis report display and printing module; 5, abnormal alarm and valve remote control module; and 6, User management function module based on B/ S + C/ S architecture; 7, system management module. After the corresponding technology is fully understood, the construction of the overall architecture of the system, the decomposition and implementation of the important module of the system, the important operation process of the module and the interaction between the modules are carefully analyzed, and the technology with proper performance, function and cost is adopted, and the program is written, The design of the program interface completes the real-time monitoring and management system of water resources. In the last part of the thesis, the operation interface test, the database test and the comprehensive test are carried out on the system, and the result of the test is good. The test result shows that the system can realize the function in the design more completely. The real-time monitoring and management system of the water resources based on the intelligent water meter has great use value and development potential, which greatly facilitates the management of the water supply pipe network by the water company, and more guarantees the water safety of the tens of thousands of households.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP311.52

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本文编号:2396486

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