智能水流量监控系统
智慧消防水系统监测系统解决方案
智慧消防水系统监测系统解决方案系统概述恒星物联智慧消防水系统监测方案主要应用于室内建筑消防水系统、市政消火栓（包括地下消火栓）、消防水鹤、消防泵站等场景，实现对消防水系统管网压力监测、水池水位监测、消火栓压力监测、消火栓流量监测，对消防水系统异常实时告警，并实现对消火栓取水监测、非法取水告警，消防水系统监测系统的建设确保了消防水系统在火灾发生时能发挥真正的作用。
系统架构1、感知层消防水系统监测系统的感知层主要有消火栓智能监测装置、无线压力变送器、无线液位变送器等物联网传感器组成，实现对消防水系统的底层数据感知。
2、网络层网络层主要采用当今主流的NB-IoT传输网络进行设计，支持电信、移动、联通、华为、阿里巴巴等各大物联网平台接入，NB-IoT网络具备覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。
3、通信服务层通信服务层主要由物联网通信服务平台及物联网通信服务器等组成，实现对消防水系统监测设备的管理，并提供标准接口协议将数据快速接入第三方应用平台。
4、应用层应用层主要为消防水系统监测平台及第三方应用平台，实现对前端消防水系统监测设备数据监测、分析、报警，对各项监测数据进行趋势分析、历史数据查询等功能。
系统功能1、建筑消防水系统监测对建筑消防水系统内消火栓不利点压力监测、喷淋末端压力监测、消防水池水位监测，实现监测数据超阈值告警及定位。
2、市政消火栓智能监测通过在消火栓安装消火栓智能监测装置，实时对消火栓定位、导航，对消火栓开水（盗水）、压力、用水量等进行监测与告警，可适用于地上消火栓监测、地下消火栓监测。
3、消防水鹤远测监测通过系统建设，可对消防水鹤压力、流量进行远程监测，监测数据汇集到消防水系统监测平台进行统计、分析、报表生成等。
4、消防泵站远程监控在消防泵站布设水泵远程监控装置，实时采集水泵启、停、故障、用电参数等信息，可通过功能扩展对泵站温湿度、视频、水浸、门禁进行远程监控。
系统特点1、功能完善系统具备完善的功能，支持对消防水系统压力监测、水池水位监测、消火栓监测、消防水鹤监测、泵站远程监测等，支持统一监测管理平台进行数据分析、报警定位，可通过移动APP 对整个消防水系统的实时监测。
基于NB-IoT智能水表的家庭用水智能监控
2022年 / 第8期 物联网技术190 引 言我国是一个严重缺水的国家，虽然淡水资源总量高，但是人均只有2 200 立方米，在世界上排名121位，属于全球人均水资源匮乏的国家。
据统计，我国每年农村大约有3.6亿 人喝的饮用水不符合标准，水资源已经成为我国可持续发展和长久治安的重大战略问题。
我国国土面积广，跨度大，地区气候差异大，导致水资源分布不均匀，基本情况是人多水少，南多北少，沿海多内地少，山地多平原少，并且水资源开发难度很大。
最有效的保护措施就是全民提高节约用水意识，从源头控制用水量[1]。
一直以来，我国供水行业存在很多管理痛点，首先，传统机械水表依靠人工抄表，随着人力成本的不断上升，不仅大大增加了水务公司的成本，同时人工手动抄表也存在错误率高和结算周期长等缺点。
其次，随着国家、群众资源保护意识的逐渐增强，愈加重视水资源节约问题，而传统机械水表存在无法及时监测用水量，更无法检测漏水异常等一系列问题[2]。
为解决这些问题，智能水表应运而生，逐步广泛应用于人民生活之中。
智能水表与传统机械水表最大的区别就是通过移动通信网络自动联网抄表，不必人工抄表，而且这种远程抄表相比人工抄表更准确，还可以设计配套的智能管理系统，方便水务公司集中化、可视化、自动化监测居民用水，提升管理人员的工作效率。
智能水表内部集成了低功耗、多通道的嵌入式无线数字传输模块，可通过无线信道传送信息。
水表能够和云平台、手机端APP 等组成一个家庭用水监控系统，从而实现远程抄表、缴费、实时监测等功能。
未来，随着相关政策的逐步落实，及资源节约、建设智慧城市的迫切需求，智能水表将逐步取代机械水表，最终完成更换[3]。
窄带物联网 （Narrow Band Internet of Things, NB-IoT ）具有覆盖广、功耗低、通信效率高、价格低等优势，网络覆盖能力可达164 dB ，可实现地下建筑数据通信。
同时，NB-IoT 基于蜂窝网络，信道带宽180 kHz ，可实现电表、水表等多个仪表的远程数据读取。
地下水与地表水联合调度智能监控系统
地下水与地表水联合调度智能监控系统在水资源管理领域，地下水与地表水联合调度智能监控系统正逐渐成为保障水资源合理利用和可持续发展的关键手段。
这一系统通过先进的技术手段，实现对地下水和地表水的实时监测、分析和调度，从而提高水资源的利用效率，保障供水安全，保护生态环境。
一、系统的构成与工作原理地下水与地表水联合调度智能监控系统通常由监测设备、数据传输网络、数据处理中心和调度决策平台等部分组成。
监测设备是系统的“眼睛”，包括安装在地下水位观测井中的传感器、河流和湖泊中的水位和流量监测仪器等。
这些设备能够实时采集地下水和地表水的水位、流量、水质等数据，并将其转化为电信号。
数据传输网络则是系统的“神经”，负责将监测设备采集到的数据快速、准确地传输到数据处理中心。
目前，常用的传输方式包括有线网络（如光纤）和无线网络（如4G/5G），确保数据的及时性和可靠性。
数据处理中心是系统的“大脑”，对接收的数据进行存储、整理、分析和计算。
通过运用各种数学模型和算法，对地下水和地表水的动态变化进行预测，评估水资源的供需状况，为调度决策提供依据。
调度决策平台是系统的“指挥中心”，工作人员根据数据处理中心提供的分析结果和决策建议，制定合理的水资源调度方案，并通过远程控制设备实现对取水、输水和排水等设施的精准调控。
二、系统的主要功能1、实时监测与数据采集系统能够实现对地下水和地表水的 24 小时不间断监测，及时获取水位、流量、水质等关键数据。
这些数据不仅反映了水资源的当前状态，也为后续的分析和决策提供了基础。
2、数据分析与预测利用历史数据和实时监测数据，系统可以建立数学模型，对未来一段时间内地下水和地表水的变化趋势进行预测。
这有助于提前做好水资源的调配准备，应对可能出现的干旱或洪涝等情况。
3、水资源评估与供需平衡分析通过对监测数据的深入分析，系统能够评估水资源的总量、可利用量以及不同区域、不同行业的用水需求，从而确定水资源的供需平衡状况。
水厂自动监控系统
水厂自动监控系统自动监控系统在水厂中扮演着至关重要的角色。
它通过实时监测、远程控制和数据分析等功能，为水厂运行管理提供了强大的支持。
本文将介绍水厂自动监控系统的意义、功能以及应用案例，旨在探讨其在现代水处理行业中的重要性。
一、意义随着水资源的日益紧缺和环境污染的日益严重，水厂的运行管理变得异常重要。
传统的人工操作和监控方式已经无法满足日益增长的需求。
水厂自动监控系统的出现填补了这一空白，为水厂的稳定运行提供了强有力的保障。
首先，水厂自动监控系统可以实现对水质的实时监测。
通过传感器和仪表等设备，系统可以随时获取水质数据，并通过数据分析提供及时准确的水质信息。
这样一来，水厂可以主动发现和解决水质问题，确保出厂水的质量稳定。
其次，水厂自动监控系统能够实现对水位、流量等参数的实时监测。
通过监测水源地的水位和进水口的流量等重要参数，系统可以实现对水厂生产过程的全程监控。
一旦发现异常情况，系统可以及时报警并采取措施，避免事故的发生。
最后，水厂自动监控系统还可以实现远程控制。
通过互联网技术，水厂管理人员可以在任何地点对水厂设备进行远程控制和操作。
这种灵活性大大提高了水厂的运行效率，并节省了人力物力成本。
二、功能水厂自动监控系统具备多种功能，以下是其中几个主要功能的介绍。
1. 实时监测功能水厂自动监控系统通过传感器和仪表等设备，可以实时监测水厂内的各项参数。
包括水质、水位、流量、温度等。
监测数据可以通过显示屏、报警器或者互联网等渠道进行实时展示和传递。
2. 数据分析功能水厂自动监控系统会对监测到的数据进行分析，并生成相应的报表。
这些报表可以帮助水厂管理人员了解水质状况，发现异常情况，并进行决策和调整。
同时，系统还可以将数据保存在数据库中，以备后续使用。
3. 报警功能水厂自动监控系统能够根据预设的阈值，实现对各项参数的报警功能。
一旦参数超过或低于设定值，系统会自动发送警报，提醒相关人员及时处理。
这在保证水质安全和设备运行的同时，提高了水厂的应急反应能力。
智慧水务系统解决方案
03
智慧水务系统解决方案的优势
1
提高水资源利用效率
2
3
通过智能化的用水监控和管理，有助于增强节水意识，减少浪费现象。
节水意识增强
利用物联网技术实现农田的精准灌溉，提高水资源在农业领域的利用效率。
精准灌溉
通过智能化的工业用水管理系统，优化工业用水过程，降低水耗。
工业用水优化
03
水质监测与溯源
实时监测水质，并对水源地进行监测溯源，确保水质安全可靠。
智能化监测设备
利用大数据技术对海量的水务数据进行处理和分析，有助于预测未来的水务需求和趋势，为决策者提供科学依据。
大数据分析与预测
通过云计算和云服务，可以实现水务数据的集中管理和共享，提高数据利用效率和信息服务水平。
云计算与云服务
技术发展趋势与展望
VS
政府对于智慧水务系统的建设和推广给予了极大的政策支持，如制定相关标准和规范，提供资金支持等。
信息化平台建设
运用人工智能、物联网等技术，实现智能化应用场景的拓展，如智能抄表、智能阀门管理等。
智能化应用场景
加强网络安全保障措施，确保智慧水务系统信息安全可靠。
网络安全保障
04
智慧水务系统解决方案的实施与效益
方案设计
进行全面的需求分析，包括政策要求、技术可行性以及经济合理性等方面，制定具体的方案设计。
某市智慧水务系统建设案例
某水务集团信息化管理升级案例
系统建设
1. 管理效率提高
3. 提高服务水平
背景介绍
实施效果
2. 优化资源配置
01
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03
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06
背景介绍
1. 水资源合理分配
智慧排水监测平台整体解决方案
展望
随着技术的不断发展和应用场 景的不断扩大，智慧排水监测 平台整体解决方案将会得到更 广泛的应用。
在未来，该平台将会结合物联 网、大数据、人工智能等技术 ，实现更加智能化、高效化的 监测和管理。
异常检测
通过算法识别数据中的异常点，进行实时监 测和预警。
分类与聚类
根据数据特征进行分类或聚类，发现数据的 内在规律和关联。
预测性分析
利用数据模型预测未来的可能性，为决策提 供数据支持。
数据处理流程
01
数据采集
通过传感器、网络等途径收集数 据，并进行预处理和清洗。
数据转换
对数据进行格式转换、压缩、解 压缩等操作，以满足分析需求。
智慧排水监测平台的数据存储方案选用具备高效、可扩展和安全特点的存储设备。采用分布式存储架 构，确保数据存储的高可用性和可扩展性。同时，通过数据备份和容灾技术，保障数据的安全性。针 对关键数据，采取加密存储措施，防止数据被非法访问或篡改。
04
数据分析及处理
数据分析方法
趋势分析
通过对历史数据的分析，判断未来可能的发 展趋势，为决策提供依据。
。
数据传输与存储
通过无线网络将数据传输到云平台进 行存储和分析，同时提供实时数据展
示。
数据采集频率
每个监测点每10分钟采集一次数据， 包括水位、流量、水质等信息。
监测效果
实时监控城市排水系统的运行情况， 及时发现和解决潜在问题，提高排水 系统的稳定性和可靠性。
应用案例二：工业园区排水监测
监测点分布
业务应用
将数据分析结果应用于实际业务场景，提升业务价值和竞争力。
生态水流量监测系统安装步骤
水电站、水库大坝(闸)设计下泄生态流量对下游河流生态环境进行补偿，是对下游人民群众的生产、生活环境的保护。
水电站要严格遵守国家规定，规范水电站建设及运行各个时期的管理工作，在建设及运行的同时做到合理开发利用水电资源，既符合国家生态文明建设的要求，又确保了水电资源的可持续发展。
安装生态水流量监测系统共有5个步骤，具体如下：
①闸门出水流量处安装在线流量监测装置及视频监控前端；②安装闸前水头液位计；③安装闸门开度变送器；④安装视频监控前端、线缆穿管、在线监测装置；⑤需提供环保或水务部分平台远程传输接口。
生态水流量在线监测系统设备安装及调试：
1、闸门出水流量处安装在线流量监测装置及视频监控前端；
2、闸前安装闸前水头液位计；
3、闸门安装闸门开度变送器；
4、视频监控前端、线缆穿管、在线监测装置固定安装；
5、在中控室安装监控软件，并提供环保或水务部分平台远程传输接口。
部分平台软件照片分享
系统登录界面
实时数据展示界面
现场图像展示界面
测点分布展示界面
历史数据查询、导出界面
图像查询界面
统计报表界面
曲线分析界面
（注：此为环保局重要数据，只能部分显示）。
智能水表的工作原理
智能水表的工作原理智能水表是一种能够自动记录水流量并实时传输数据的水表，它通过内置的传感器和通讯模块实现对水流量的监测和管理。
智能水表的工作原理主要包括水流量检测、数据采集和传输、远程监控和管理等几个方面。
首先，智能水表通过内置的流量传感器实时监测水流量的变化。
当水流经过水表时，流量传感器会感知到水流的速度和流量，并将这些数据转化为电信号进行处理。
通过对水流的监测，智能水表能够准确地记录用户的用水量，为后续的数据采集和传输提供基础。
其次，智能水表通过内置的数据采集模块将监测到的水流量数据进行采集和存储。
这些数据包括用户的用水量、用水时间、流量变化等信息。
数据采集模块会将这些数据进行整理和存储，并在需要时进行实时传输。
通过数据采集和存储，智能水表能够为用户提供详细的用水情况报告，并为水务部门提供准确的用水数据。
接着，智能水表通过内置的通讯模块将采集到的水流量数据进行传输。
通讯模块可以通过无线网络或者有线网络实现数据的传输，将监测到的水流量数据传输到水务部门或者用户的手机端。
通过远程数据传输，水务部门可以实时监控用户的用水情况，及时发现异常情况并进行处理；用户也可以通过手机App等平台实时查看自己的用水情况，做到节约用水、科学用水。
最后，智能水表还可以实现远程监控和管理。
水务部门可以通过远程监控系统对智能水表进行实时监测，及时发现漏水、恶意破坏等情况并进行处理；用户也可以通过远程管理系统实时了解自己的用水情况，随时随地进行用水管理。
通过远程监控和管理，智能水表可以实现智能化的用水管理，为水资源的合理利用提供了有力支持。
综上所述，智能水表通过内置的传感器、数据采集和传输模块，实现了对水流量的监测、数据的采集和传输，以及远程监控和管理等功能。
它的工作原理简单而有效，为用户和水务部门提供了便利的用水管理方式，有助于节约用水、保护水资源。
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研究方案选取
本方案以MCS-51单片机系统为核心，对水的温度、流 速、流量进行实时测量检测。采用DS18B20作为温度传 感器来测量水温，用霍尔元件测量水的流速和流量， DS12887作为计时模块，用HD7279A作为键盘输入，然 后用JM12864M来进行液晶显示。
3 DS12887定时模块的设计
4 JM12864M液晶模块的设计
系统软件设计
1 总体程序流程
开始 初始单片机 HD7279A并等待输入设置 DS12887开始工作并每秒一次中断
初始T0每10秒一次中断
2 DS18B20测温模块流程图
开始 ROM指令CCH 发温度转换指令44H
初始化 ROM指令CCH 发读温度指令BEH 读取温度数据
3 HD7279A键盘流程图
开始 等待25MS 初始化端口 等待按键 发读键盘指令 读入键盘值 等待按键放开
4 DS12887定时流程图
开始 停止内部芯片更新
初始各时标单元和闹钟单 元
初始状态寄存器A
清状态寄存器C
清状态寄存器D
初始状态寄存器B并使芯片开始工作 结束
5 JM12864M液晶流程图
4计时模块的选择
DS12887直接得到单片机能直接处理的数字量，通过数据线传送个单 片机直接处理，非常适合用于本系统中。
5JM12864液晶的选择
硬件电路设计
总体电路图设计
液晶显示 模块
MCS-51
计时模块
温度 检测 模块
键盘 模块
1 DS18B20测温模块的设计
2 HD7279A键盘模块的设计
智能水流量监控系统的设计
系
别：电气信息工程系
专 业/班 级：自动化08102
指 导 教 师： 吕 杰
学 生 姓 名： 赖 裕 霖
选题背景及意义 研究方案的选取 系统硬件设计 系统软件设计 总结
选题背景及意义
1 课题背景
在石油工业中，由于原油中含有蜡等杂质，油井开采一段时间后在 油井内壁会结蜡，从而影响原油的正常开采，需要定时对油井进行清 洗。而影响到清洗质量的是水的温度、流速、总流量及洗井时间。而 传统的洗井方式缺乏必要的控制，导致洗井的质量和效率都比较低。
开始 发清除显示指令 游标显示移位指令 设置显示状态指令 发清除显示指令 设置显示位置指令 发待显示的内容
总结
本文设计的是以单片机控制的智能水流量监控系 统，以MCS-51单片机系统为核心，采用DS18B20 作为温度传感器来测量水温，用霍尔元件测量水的 流速和流量，DS12887作为计时模块，用HD7279A 作为键盘输入，然后用JM12864M来进行液晶显示。 在工业生产过程中具有比较高的实用价值。
2 单片机的选择
MCS-51的优点是体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高， 价格低廉，可靠性强，灵活性好，开发较为容易，并且品种齐全，兼容 性强，性价比高。
3键盘的选择
HD7279A内部含有键盘去抖动电路，硬件连接方便， 实现非常简单。单片即可完成键盘接口的所有功能，而 且占用I/O较少，因此在此系统中，我们选用HD7279A 实现键盘模块。
2 课题目的及意义
洗井就一定会涉及对水的控制，但是目前的洗井工艺却往往忽略了 这一点。因此我们设计智能水流量控制系统，在洗井过程中对水的温 度、流速、流量加以检测，达到控制的目的，并辅以简单的管理功能， 工作人员对编号、洗井时间的记录。来进一步提高洗井的效率。
3 课题内容
本论文是基于工业洗井时对水资源充分利用的要求，设计了一套对
温度检测 模块
流量流速检 测模块模块
计时模块
报
主控制CPU
警
模
块
键盘输入模块
液晶显示模块
1 温度传感器的选择
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件， பைடு நூலகம்有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线 路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
最后，由于本人所学知识和经验有限，设计的充 电器尚有不足之处，敬请各位老师点评指正。