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        基于移動平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動監(jiān)控系統(tǒng)研究

        2016-12-31 00:00:00楊浩楊懷卿
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年24期

        摘 要:在面對信息數(shù)據(jù)不斷龐大,工作量不斷增加的供水工程管理工作的情況下,供水工程急需實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控與智能控制功能。在現(xiàn)代化社會中,智能手機(jī)已經(jīng)十分普及。這一技術(shù)基礎(chǔ)給供水工程實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和智能控制提供了可能。文章將從分析村鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀入手,結(jié)合移動平臺化趨勢,主要闡述Android平臺的供水自動監(jiān)控設(shè)計和實現(xiàn),最后對本研究工作進(jìn)行總結(jié)和展望。

        關(guān)鍵詞:移動平臺;Android系統(tǒng);村鎮(zhèn)供水;自動監(jiān)控

        引言

        隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和人民生活水平的提高,農(nóng)村居民對供水有了更高的需求,如要求供水更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)和高效等[1]。全國各個區(qū)域村鎮(zhèn)已經(jīng)建立大量規(guī)模各異的村鎮(zhèn)供水工程。然而就村鎮(zhèn)供水的實際情況來看,為了保證良好的水源,部分水源井與水廠之間的距離較遠(yuǎn),如果采用傳統(tǒng)的人工控制方式不單單會加大人工成本,還會降低供水工程的管理工作的效率。然而在移動設(shè)備與系統(tǒng)都得到快速發(fā)展的現(xiàn)代社會,Android系統(tǒng)作為一個開放性較強(qiáng)的系統(tǒng)已經(jīng)十分普及,發(fā)展也相對成熟。進(jìn)行Android編程只需要掌握J(rèn)ava語言,相對更加便捷。因此,開發(fā)設(shè)計基于Android平臺的村鎮(zhèn)供水,達(dá)到村鎮(zhèn)供水工程實時監(jiān)測與遠(yuǎn)程控制的需求,不單單可以實現(xiàn)便利化智能化,更為重要的是還可以提高村鎮(zhèn)供水工程管理工作效率,讓村鎮(zhèn)供水工程發(fā)揮更大的效用[2]。農(nóng)村供水工程監(jiān)管實現(xiàn)自動化是農(nóng)村供水工程發(fā)展的必然趨勢,是供水工程運(yùn)行維護(hù)的重要支撐手段[3]。

        1 系統(tǒng)需求

        1.1 系統(tǒng)需求概述

        系統(tǒng)需求是系統(tǒng)開發(fā)者針對使用者所需要的功能進(jìn)行的歸納整理。系統(tǒng)開發(fā)者在準(zhǔn)確獲知客戶需求后,最為重要的就是明確客戶定義的系統(tǒng)、系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)、系統(tǒng)工作環(huán)境、系統(tǒng)實現(xiàn)功能、系統(tǒng)操作方式等。同時,根據(jù)上述內(nèi)容開展系統(tǒng)的初期設(shè)計,將系統(tǒng)工作流程草圖繪制出來,并且與客戶進(jìn)行溝通與調(diào)整,從而獲得最終的系統(tǒng)需求。文章所研究的基于移動平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動監(jiān)控系統(tǒng)可以分為兩大部分,分別為監(jiān)測數(shù)據(jù)查看以及智能模擬控制。

        1.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)查看

        該系統(tǒng)能夠?qū)Υ彐?zhèn)供水工程各區(qū)域的各項數(shù)據(jù)與流量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測??梢岳没贏ndroid系統(tǒng)的手機(jī)終端來進(jìn)行訪問監(jiān)測。系統(tǒng)可以合并或分項顯示各個區(qū)域的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù),并且可以查詢某一時間段某區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)。

        1.3 智能模擬控制

        根據(jù)村鎮(zhèn)供水工程的實際情況開發(fā)基于移動平臺的自動監(jiān)控系統(tǒng),利用手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)來對供水工程工作情況進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠通過輸入賬號與密碼進(jìn)行登錄,通過該系統(tǒng)能夠?qū)λ脵C(jī)組的啟停狀態(tài)進(jìn)行控制,對供水情況進(jìn)行預(yù)警,控制各項計數(shù)據(jù)上傳等。

        2 系統(tǒng)設(shè)計

        2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)——實時監(jiān)測和控制

        設(shè)計基于Android平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)是對其進(jìn)行實時的監(jiān)測與控制。當(dāng)流量增加的時候可以進(jìn)行水位控制,避免由于水位過低而出現(xiàn)的水泵空抽的情況,避免影響供水設(shè)備的正常使用。該系統(tǒng)主要分為三大模塊,分別為移動終端、監(jiān)控中心以及現(xiàn)地控制單元。

        2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊設(shè)計

        監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊主要可以分為三個部分來進(jìn)行設(shè)計。首先,管理功能。實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,能夠在谷歌地圖、行政區(qū)域圖中將全部的站點(diǎn)標(biāo)識出來。根據(jù)不同的制水工藝來將數(shù)據(jù)通過兩種不同的式表現(xiàn)出來。根據(jù)不同需求任意選擇數(shù)據(jù)顯示類別。其次,歷史數(shù)據(jù)查詢。可根據(jù)數(shù)據(jù)類別開展簡單或復(fù)雜查詢方式,任意查詢歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)可以通過曲線或表格的方式顯示[4]。

        2.3 智能模擬控制模塊設(shè)計

        根據(jù)村鎮(zhèn)供水的實際工作狀態(tài)開發(fā)一個可以在Android系統(tǒng)手機(jī)上運(yùn)行的軟件,使用者可以利用移動網(wǎng)絡(luò)來對其工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與控制。智能模擬控制模塊所需要實現(xiàn)的基本功能包括:通過移動設(shè)備來實現(xiàn)對供水設(shè)備的監(jiān)控;通過移動設(shè)備來控制水泵機(jī)組的啟停。其中,移動端部分是人機(jī)交互的操作界面,主要任務(wù)是將人們的指令轉(zhuǎn)變?yōu)槊顐鬟f給監(jiān)控中心。監(jiān)控中心則是接受來自網(wǎng)絡(luò)的命令,并且向現(xiàn)地控制單元發(fā)送命令,最終實現(xiàn)設(shè)備控制。現(xiàn)地控制單元主要任務(wù)是對監(jiān)控中心的命令進(jìn)行分析,并且操作相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。圖1為智能模擬控制模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)圖。

        3 系統(tǒng)實現(xiàn)

        3.1 系統(tǒng)整體實現(xiàn)

        本系統(tǒng)采用Android語言,不同種類的Activity,網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)的RS485和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,數(shù)據(jù)傳輸量控制在可使用網(wǎng)絡(luò)的帶寬內(nèi)。移動端模塊實現(xiàn)功能包括:系統(tǒng)開啟時輸入用戶名與密碼進(jìn)行登錄;利用網(wǎng)絡(luò)與固定IP的監(jiān)控中心開展通信;提供供水相關(guān)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與查詢;水泵啟停狀態(tài)的控制。

        3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊設(shè)計實現(xiàn)方法

        使用者輸入用戶名與密碼可以登錄監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)查看。在通過登錄界面后可以查看村鎮(zhèn)供水工程的相關(guān)實時數(shù)據(jù)[5],如圖2所示。在圖2左側(cè)顯示的是通過系統(tǒng)菜單來選擇不同的供水單位,而右側(cè)則是根據(jù)數(shù)據(jù)而形成的模擬曲線參數(shù),顯示數(shù)據(jù)為最近24h內(nèi)供水情況的變化曲線。

        在系統(tǒng)中點(diǎn)擊如圖3所示的右上角就可以進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)查詢界面。在設(shè)定好需要查詢的日期與條件后,點(diǎn)擊確定,就能夠查詢特定時期的歷史數(shù)據(jù)[6]。

        3.3 智能模擬控制模塊設(shè)計實現(xiàn)方法

        供水監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對水泵機(jī)組的啟停和閥門的開度及啟閉進(jìn)行控制。用戶通過點(diǎn)擊開、關(guān)、停按鈕將自定義的信息發(fā)送給監(jiān)控中心,如圖4所示,監(jiān)控中心再將控制信息發(fā)送給現(xiàn)地控制單元,最后現(xiàn)地控制單元控制設(shè)備實現(xiàn)控制功能。

        4 總結(jié)與展望

        伴隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程腳步的加快,村鎮(zhèn)供水業(yè)務(wù)也得到了快速的發(fā)展[7]。為了應(yīng)對需求量日益增大的供水網(wǎng)絡(luò)工作,遠(yuǎn)程監(jiān)測控制供水調(diào)度軟件成為了村鎮(zhèn)供水工程管理的發(fā)展趨勢之一。Android系統(tǒng)作為一種已經(jīng)十分普及的手機(jī)操作系統(tǒng)給遠(yuǎn)程監(jiān)測控制供水工程提供了可能。文章所研究的基于移動平臺的村鎮(zhèn)供水工程自動監(jiān)控系統(tǒng)主要可以分為監(jiān)測數(shù)據(jù)查看模塊以及智能模擬控制模塊,使用者利用兩個模塊的功能就能夠?qū)┧こ痰南嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測,并且可以對水泵機(jī)組的啟停和閥門的開度及啟閉實現(xiàn)控制。

        本系統(tǒng)的研究雖取得一定的成果,但鑒于本系統(tǒng)所涉及領(lǐng)域的深度和廣度,以及作者科研水平的局限和開發(fā)時間有限,系統(tǒng)還需在功能和準(zhǔn)確性、實時性方面進(jìn)一步地改進(jìn)和完善。

        結(jié)合目前技術(shù)發(fā)展的趨勢和供水監(jiān)控系統(tǒng)的特殊需求,尚需在以下幾個方面進(jìn)行繼續(xù)研究、改進(jìn):(1)單點(diǎn)控制變多點(diǎn)控制,多個監(jiān)控點(diǎn)同時傳輸數(shù)據(jù)。(2)如果可以的話,增加數(shù)據(jù)可視化的功能,讓系統(tǒng)交互操作更加人性化。(3)能夠分析和統(tǒng)計監(jiān)控得到的數(shù)據(jù),總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律,以特定的形式顯示出來,供分析參考使用。

        參考文獻(xiàn)

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