智慧给水系统设计

发布时间：2020-04-13 08:53

【摘要】：针对传统给水系统的监测终端少、数据来源单一、预警及时性低、设备智能化程度不高以及数据利用率低等问题,本文设计了一套智慧水务系统。该系统通过数据采集、数据传输和数据分析实时感知城市供排水系统的运行状态,采用数据挖掘和可视化界面实现管网实时监测与预警,并研究了数据建模在“城市水务系统”信息化与智能化方面的应用。本文设计的智慧给水系统包含智能连接器、数据服务器、通用传输协议、业务设计器、数据展示平台等5大模块,研究了智慧给水系统各个组成部分的工作原理以及模块间协同工作方法。论文主要工作如下:(1)采用RTOS+VFS+脚本系统设计了智能连接器,负责数据采集子层和传感网络管理及协同信息处理子层,具有通用好、集成度高、智能化程度高拥有自检和轻量的机器学习功能以实现前端智能等优点。(2)设计了负责与智能连接器交互数据服务器,并设计了高并发通信框架,进行数据存储管理,数据分析和数据建模。数据服务器的设计又分为链路层、传输层、会话层、服务层、应用层。链路层对数据链路做抽象,根据不同的应用场景指定不同的数据来源。传输层支持四种通信状态,涵盖了可靠性通信CON、广播通信NON、总线复位信号RESET、应答ACK。协议满足各种应用场景下的通信需求。传输层还拥有拥塞控制和流量控制功能,满足不同带宽、不同网络状况、不同处理能力终端的通信需求。在数据服务器中还设计了业务处理器,并研究了基于动态编译技术的业务处理引擎插件,主要是为了实现将采集的原始数据转换成前台展示业务所需要的数据,该引擎最主要的特点是支持动态拓展,以及业务的定制化。(3)设计了后台管理的业务设计器,其主要负责权限业务设计、菜单设计、站点与设备关联设计、子传感网络中的传感器关联设计、地图配置。(4)设计了业务展示平台,用于给水系统业务展示以及前端报警推送。(5)研究了水务数据建模方法,通过数据分析,对监测站点进行行为预测。还设计了数据仓库,其中的库表是水务展示业务的一一对应,通过对原始数据的采集与分析最后转换成展示业务的数据项减少前台数据处理,增加效率。数据仓库还负责存储数据建模所需要的数据模型数据。该系统将海量水务信息进行数据建模,通过与智能连接器的联动实现管网智能,并结合相应的数据模型分析生产模型、运维模型,降低能耗、优化生产、智能预警,提高运维效率,从而达到“智慧”的状态,具有良好的应用前景。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.13;TU991

【参考文献】