吳博帆 趙樹成 劉丹

摘? 要：該文緊緊圍繞雄安新區(qū)府河河口濕地水質監(jiān)測、水雨情監(jiān)測、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)運行管理特點，利用物聯(lián)網技術，分析研究系統(tǒng)建設的關鍵問題，以在線自動監(jiān)測信息管理為核心，以數(shù)字府河河口濕地運維管理平臺為支撐，統(tǒng)籌考慮工程運行管理要求，進行感知層數(shù)據采集、傳輸、存儲系統(tǒng)的建設，做到采集數(shù)據全面、傳輸及時、數(shù)據暢通、信息共享。該數(shù)字化系統(tǒng)具有監(jiān)測數(shù)據實時瀏覽、查詢、編輯、分析等功能，系統(tǒng)對于提高濕地全天候、全方位監(jiān)測能力，實現(xiàn)大型濕地的遠程監(jiān)測及運維提供了重要的技術支持。

關鍵詞：大型濕地? 物聯(lián)網? 數(shù)字化? 遠程監(jiān)測

中圖分類號：TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（b）-0006-09

Abstract： Focusing on the operation and management characteristics of Fuhe estuary wetland water quality monitoring， water and rain monitoring， video monitoring and other systems in Xiong'an new area， this paper analyzes and studies the key problems of system construction by using the Internet of things technology， with online automatic monitoring information management as the core， and digital Fuhe estuary wetland operation and maintenance management platform as the support， taking the project operation and management requirements into overall consideration， The construction of data acquisition， transmission and storage system in the perception layer can achieve comprehensive data acquisition， timely transmission， smooth data flow and information sharing. The digital system has the functions of real-time browsing， querying， editing and analyzing the monitoring data. The system provides important technical support for improving the all-weather and all-round monitoring ability of wetlands and realizing the remote monitoring and operation and maintenance of large wetlands.

Key Words： Large scale wetland; Internet of things; Digitization; Remote monitoring

濕地被人們稱為“地球之腎”，具有涵養(yǎng)水分、調節(jié)氣候、維護生態(tài)多樣性和提供可利用資源等生態(tài)系統(tǒng)服務功能，是人類賴以生存和持續(xù)發(fā)展的重要基礎[1]。白洋淀是“華北之腎”，維護白洋淀入淀水質和生態(tài)景觀是雄安新區(qū)一項重要工作，府河河口濕地是雄安新區(qū)新建的大型人工濕地，面積為4.23 km2，濕地地處雄安新區(qū)腹地，緊靠安新和寨里組團，是府河、瀑河、漕河入淀河流的緩沖區(qū)域。雄安新區(qū)府河河口濕地位置見圖1。工程任務是凈化入淀水質，并兼顧應急處理突發(fā)水污染事故及濕地生態(tài)恢復，重點建設府河河口濕地物聯(lián)網系統(tǒng)的水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、水質監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等核心應用子系統(tǒng)，實現(xiàn)調度管理集中化，兼顧運行維護系統(tǒng)、安全保障體系、通信系統(tǒng)等輔助子系統(tǒng)，實現(xiàn)決策科學化，為工程運行管理提供現(xiàn)代化的信息技術保障。

物聯(lián)網（Internet of things）是互聯(lián)網的延伸，利用局部網絡或互聯(lián)網等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網絡[2]。府河河口濕地水質凈化工程建設物聯(lián)網系統(tǒng)，不僅順應水利現(xiàn)代化管理的需要，同時也符合國家對水利信息化的要求以及雄安新區(qū)對城市規(guī)劃的建設要求。府河河口濕地水質凈化工程物聯(lián)網系統(tǒng)建設水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、水質監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、通信網絡系統(tǒng)、運行維護管理平臺等，能夠有效提高府河河口濕地水質凈化工程運維管理水平，物聯(lián)網的應用也為實現(xiàn)大型濕地的遠程監(jiān)測提供了重要的技術支持。

1? 系統(tǒng)總體設計

1.1 設計指導思想

基于物聯(lián)網的大型人工濕地數(shù)字化系統(tǒng)以在線自動監(jiān)測信息管理為核心，以運維管理平臺為支撐，統(tǒng)籌考慮工程運行管理要求，進行感知層數(shù)據采集、傳輸、存儲系統(tǒng)的建設，做到采集數(shù)據全面、傳輸及時、數(shù)據暢通、信息共享，為濕地運行管理提供功能強大的支持環(huán)境[3]。充分考慮系統(tǒng)建設的開放性、可靠性、可維護性，進行系統(tǒng)方案設計。

從府河河口濕地水質凈化工程管理者角度出發(fā)，本著技術先進、經濟合理、安全適用、便于安裝、方便維護的使用要求，并結合雄安新區(qū)遠期發(fā)展規(guī)劃，以節(jié)省工程投資和降低維護費用、提高社會效益為指導思想進行設計。

1.2 設計要點

基于物聯(lián)網的大型人工濕地數(shù)字化系統(tǒng)設計內容涵蓋了硬件設備監(jiān)測和軟件應用系統(tǒng)，硬件設備監(jiān)測的設計要點在于落實各系統(tǒng)功能需求，從工程實際出發(fā)，合理進行設備選型，合理組織系統(tǒng)架構。

軟件應用系統(tǒng)的設計要點在于數(shù)據資源方面、各系統(tǒng)功能方面以及與雄安新區(qū)層面上平臺的關系方面。

1.2.1 數(shù)據資源方面

物聯(lián)網系統(tǒng)數(shù)據資源方面的要點，主要分為以下4點。

（1）數(shù)據的存儲位置。目前可供數(shù)據存儲的位置有雄安云和各縣管理處，如何根據用戶的需求、業(yè)務應用的內容確定各類數(shù)據的存儲位置，是設計要點之一。

（2）數(shù)據的種類、來源、流程等。物聯(lián)網系統(tǒng)中的業(yè)務系統(tǒng)種類較多，功能豐富，因此需要作為支撐的數(shù)據種類就非常多。在設計階段明確數(shù)據的種類，思考各類數(shù)據的可能來源，理清各業(yè)務系統(tǒng)中的數(shù)據流程，為實施階段的工作打好基礎，是設計要點之一。

（3）接入不同硬件監(jiān)測設備的數(shù)據。硬件監(jiān)測設備的種類較多，監(jiān)測對象和內容差異也較大。如何設計數(shù)據標準接入接口，統(tǒng)一接入各硬件監(jiān)測設備的數(shù)據，是設計要點之一。

（4）與雄安新區(qū)層面上各平臺數(shù)據的交換問題。雄安新區(qū)層面上平臺種類較多，按新區(qū)要求，工程建設、運營治理過程中的業(yè)務數(shù)據、IoT數(shù)據應匯聚到指定平臺，同時，工程建設、運營治理也可向該類平臺申請共享其平臺內的數(shù)據。如何向各平臺提供數(shù)據或讀取數(shù)據，是設計要點之一。

1.2.2 各系統(tǒng)功能方面

各系統(tǒng)的重點功能設計，是物聯(lián)網系統(tǒng)設計要點，具體針對每個系統(tǒng)而言。

（1）運行維護管理系統(tǒng)中，各業(yè)務流程比較繁雜，需要理清各業(yè)務流程及相應的數(shù)據流程。

（2）數(shù)字府河河口濕地運維管理平臺如何與其他的業(yè)務系統(tǒng)功能相關聯(lián)，在具體業(yè)務上發(fā)揮運維平臺的優(yōu)勢，是設計要點之一。

（3）物聯(lián)服務支撐平臺中，考慮如何將各系統(tǒng)集成，如何發(fā)揮其承上啟下的作用，是設計要點之一。

1.3 設計思路

立足于府河河口濕地實際情況與整體水質凈化工程設計，結合雄安新區(qū)的規(guī)劃要求，以府河河口濕地在線自動監(jiān)測為核心，高標準建設物聯(lián)網硬件監(jiān)測系統(tǒng)和軟件應用系統(tǒng)，實現(xiàn)對工程建設和運行管理的數(shù)字化、信息化，并能夠無縫對接雄安新區(qū)相關的信息化平臺[4]。

1.4 總體框架結構

物聯(lián)網系統(tǒng)總體框架共分為5個層次，從下到上依次為感知層、數(shù)據層、支撐層、應用層和用戶層。同時安全保障體系為系統(tǒng)的全層次提供安全保障。具體見圖2。

2? 系統(tǒng)硬件設計

2.1 服務器硬件配置

系統(tǒng)服務器種類分為布設在雄安云的GIS服務器、網站服務器、應用服務器、文件服務器、數(shù)據庫服務器、備份服務器和布設在各管理處的水質、水雨情監(jiān)測服務器、閘門監(jiān)控服務器。GIS服務器主要用于GIS相關平臺，提供三維GIS服務[5]。網站服務器主要用于Web端和App端網站的部署和發(fā)布。應用服務器主要用于系統(tǒng)應用服務部署。文件服務器主要用于存儲靜態(tài)資源文件。數(shù)據庫服務器主要用于存儲IoT數(shù)據和業(yè)務數(shù)據。備份服務器主要對文件與數(shù)據庫等進行備份。

采用虛擬服務器技術，將一臺完整的服務器主機分成若干個主機。實質是將真實的硬盤空間分成若干份，然后供給不同用戶，每一臺被分割的主機都具有獨立的域名和IP地址，但共享真實主機的CPU、RAM、操作系統(tǒng)、應用軟件等，對外表現(xiàn)為多個服務器，從而可以充分利用服務器硬件資源。

基于虛擬服務器技術，考慮支持多用戶同時并發(fā)請求大量數(shù)據的需求，該系統(tǒng)實際需要利用3臺高性能的物理服務器進行虛擬。服務器配置見表1。

2.2 軟件配置

推薦系統(tǒng)相關的軟件配置具體如下。

服務器環(huán)境：JDK1.8.0版本+Tomcat8.0版本+CDH。開發(fā)環(huán)境：Java+Intellij IDEA+JDK1.8.0版本+Tomcat8.0版本。

數(shù)字府河濕地運維平臺客戶端配置如下。

B/S客戶端，需要運維插件版方式支撐，應用能力強大，可支持可視化、查詢、編輯等權限操作?？蛻舳谁h(huán)境配置見表2。

2.3 網絡配置

數(shù)字府河濕地運維平臺網絡配置，如果在局域網或政務內網共享，每個訪問需100M帶寬，服務端需根據用戶同時訪問量來計算網絡帶寬，客戶端獨享100M網絡帶寬。

系統(tǒng)性能要求：（1）WebGIS響應速度應小于5 s。（2）復雜報表響應速度應小于5 s。（3）一般查詢響應速度應小于3 s。（4）信息接收并發(fā)數(shù)應不低于150。

（5）信息處理時間應不大于1 min。（6）信息報送到達時間應不超過30 min。（7）基礎數(shù)據處理時間應不大于15 min。（8）該系統(tǒng)是一個涉及數(shù)據儲存、數(shù)據庫建設、數(shù)據庫管理的完整體系，必須滿足數(shù)據完整性、高可靠性和高可用性。

3? 系統(tǒng)軟件設計

3.1 監(jiān)測數(shù)據系統(tǒng)設計

3.1.1 系統(tǒng)概述

運行維護管理系統(tǒng)對工程和運維人員進行管理。工程管理包括對工程的巡查維護、維修養(yǎng)護、管理考核、突發(fā)事件響應等運行維護階段的各類業(yè)務進行信息化的管理[6]。運維人員管理側重于為各類運維人員的運維工作提供信息化的輔助，包括值班管理、工單管理、巡檢管理等功能[7]。通過運行維護管理系統(tǒng)的建設，為運維階段的各項業(yè)務提供便利，保證正常生產，實現(xiàn)工程的全生命周期管理，保障工程正常運行。

3.1.2 系統(tǒng)業(yè)務流程

系統(tǒng)業(yè)務流程可分為6個部分，包括值班流程、巡檢流程、養(yǎng)護流程、維修流程、考核流程以及突發(fā)事件響應流程。

值班流程首先是排班人員進行排班，可選擇按模板或者不按模板，排班后生成值班計劃。值班計劃由系統(tǒng)流轉到領導進行審批，不通過的需要重排，通過的由系統(tǒng)通過郵件、短信等方式通知當前值班人員。值班人員值班完成后向系統(tǒng)提交值班日志，系統(tǒng)自動生成值班記錄。

巡檢流程首先是管理人員根據巡檢基礎信息和設備臺賬信息制訂巡檢計劃，由巡檢人員執(zhí)行。巡檢人員在巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題包括工程存在隱患或者已經損壞，需及時通知管理的責任人，經過責任人存在隱患的設備進入養(yǎng)護流程，已經損壞的設備進入維修流程。巡檢人員結束巡檢后，系統(tǒng)自動生成巡檢記錄，并進行相關數(shù)據的統(tǒng)計分析。

養(yǎng)護流程由責任人首先制訂養(yǎng)護計劃，發(fā)起養(yǎng)護工單，工單流轉到領導處進行審批，審批通過后由承辦人執(zhí)行養(yǎng)護任務。養(yǎng)護任務執(zhí)行完成后責任人判斷隱患是否排除，若已排除則結束工單，若仍未排除則進入維修流程。

維修流程首先由責任人提出維修申請，發(fā)起維修工單，工單流轉到領導處進行審批，審批通過后由承辦人執(zhí)行維修任務。維修任務執(zhí)行完成后責任人判斷是否維修好，若損壞問題已經解決則結束工單，若仍未解決則繼續(xù)制訂維修計劃進行進一步的維修。

考核流程是基于維修、巡檢業(yè)務相關記錄，提取值班缺勤率、問題缺報率、計劃執(zhí)行率、工程問題發(fā)生率等信息作為考核指標，對巡檢人員及工程運維工作進行考核。

突發(fā)事件響應流程主要包括4個步驟：首先是事先制訂突發(fā)事件下的響應預案，然后在系統(tǒng)中設置閾值進行突發(fā)事件發(fā)生前的預警，突發(fā)事件結束后形成響應記錄，最后對該次突發(fā)事件的響應記錄進行統(tǒng)計分析，根據統(tǒng)計分析結果不斷完善響應預案。

系統(tǒng)業(yè)務流程圖見圖3。

3.1.3 系統(tǒng)數(shù)據流程

系統(tǒng)數(shù)據流程與各業(yè)務流程相對應，針對各業(yè)務流程總結重要的外部實體、數(shù)據處理和數(shù)據存儲。

外部實體指系統(tǒng)以外和系統(tǒng)有聯(lián)系的人或物，該系統(tǒng)包括排班人員、值班人員、巡檢人員、領導、責任人和承辦人。

數(shù)據處理指對數(shù)據的邏輯處理，也就是數(shù)據變換，它用來改變數(shù)據值。而每一種處理又包括數(shù)據輸入、數(shù)據處理和數(shù)據輸出等部分。該系統(tǒng)中包括值班管理、設備管理、工程巡檢維護、工程維修養(yǎng)護、工程管理考核、突發(fā)事件管理。

數(shù)據存儲用來存儲數(shù)據，該系統(tǒng)中包括值班詳情、突發(fā)事件記錄、巡檢詳情、工程信息、設備臺賬、工單記錄。

各外部實體與數(shù)據處理之間產生各種數(shù)據流，包括輸入數(shù)據流和輸出數(shù)據流。系統(tǒng)處理從數(shù)據存儲中提取數(shù)據，也將處理的數(shù)據返回數(shù)據存儲。

該系統(tǒng)各類數(shù)據流見圖4。

3.1.4 系統(tǒng)功能設計

運行維護管理系統(tǒng)主要包括七大功能模塊，分別為工程巡查維護、工程維修養(yǎng)護、工程管理考核、值班管理、設備管理、工單管理、突發(fā)事件響應。工程巡查維護主要針對工程巡查過程中產生的各類業(yè)務進行管理[8]。工程維修養(yǎng)護主要對維修養(yǎng)護的計劃、組織、監(jiān)督、驗收等各個環(huán)節(jié)進行管理。工程管理考核選取指標對運行維護工作進行考核評分。值班管理主要對運維人員的值班業(yè)務進行信息化輔助。設備管理主要對設備的基本信息、資產信息、備品備件、變動記錄等進行管理。工單管理主要對運行維護中產生的需要多流程處理的工單進行管理。突發(fā)事件響應主要對產生的突發(fā)事件采取具有針對性的措施。

系統(tǒng)功能結構圖見圖5。

系統(tǒng)具體具備以下功能。

（1）工程巡檢維護。

工程巡檢維護功能包括Web端和App端。App端主要開發(fā)巡檢相關的業(yè)務系統(tǒng)App，巡檢人員手持裝有巡檢App的移動設備進行巡檢，提供巡檢路線記錄、問題上報、考核評分等業(yè)務輔助。

①基礎信息管理：對巡檢路線、巡檢項目、巡檢內容、標準等進行定義。

②巡檢計劃管理：對每一次巡檢定義巡檢計劃，包括巡檢路線、巡檢項目、巡檢時間等。

③巡檢任務管理：制訂巡檢任務，巡檢任務是對每一次巡檢計劃的執(zhí)行，任務內容包括巡檢計劃、巡檢人員等。

④巡檢記錄管理：巡檢人員利用智能終端設備，掃描工程RFID標簽，并可用文字、圖片、視頻等多種方式記錄巡檢情況。

⑤巡檢統(tǒng)計分析：根據巡檢記錄，自動統(tǒng)計巡檢完成情況以及工程異常情況，為工程的維修養(yǎng)護提供依據。

（2）工程維修養(yǎng)護。

①養(yǎng)護計劃制訂：參考巡檢統(tǒng)計情況，針對工程制訂養(yǎng)護計劃，定期進行工程的養(yǎng)護。

②養(yǎng)護記錄：針對每一次完成的養(yǎng)護，記錄詳細情況，包括養(yǎng)護時間、養(yǎng)護原因、養(yǎng)護人員、養(yǎng)護費用等。

③維修申請：針對工程出現(xiàn)大的損壞或問題時，工程的運維負責人提出維修申請，記錄維修原因、預計維修時間、預計費用等。

④維修記錄：針對每一次完成的維修，記錄詳細情況，包括實際維修時間、維修人員、實際費用、修后狀態(tài)等。

⑤統(tǒng)計分析：對養(yǎng)護和維修的工程進行統(tǒng)計分析，總結一般規(guī)律，有助于養(yǎng)護的計劃制訂更為科學，維修合作商家的選擇也更加滿足要求。

（3）工程管理考核。

①工程運維考核：基于工程出現(xiàn)問題的次數(shù)以及養(yǎng)護、維修情況，選取指標對工程運維情況進行考核，考核詳情記錄在系統(tǒng)中。

②巡檢人員考核：對巡檢人員的巡檢工作進行考核，選取巡檢工作的相關指標，例如任務完成率、問題發(fā)現(xiàn)情況等，考核詳情記錄在系統(tǒng)中。

③統(tǒng)計分析：對工程運維、巡檢人員考核情況進行統(tǒng)計分析，采用圖、表等多種表現(xiàn)形式，便于管理人員從宏觀層面直觀地獲取信息。

（4）值班管理。

①排班管理：通過選擇時間、值班崗位與值班人員，在系統(tǒng)中對運維人員進行排班，自動生成排班表，支持打印輸出與輸出Excel格式。并可按照預先設立的模板進行排班，簡化排班工作。針對突發(fā)事件需調班時，能夠通過該功能對排班安排進行更改，實現(xiàn)調班事件的管理。

②值班記錄查詢：值班人員在值班完成后填寫帶班領導、值班人員、值班情況、已辦事項、待辦事項等信息，形成值班記錄。系統(tǒng)可自動生成值班報表，并可修改、打印。

③值班提醒：值班人員可定時在指定時間向次日的值班人員發(fā)送值班提醒消息，消息包括短信、郵件等多種形式。也可根據規(guī)則，自動定時對次日值班的人員發(fā)送提醒。

（5）設備管理。

①設備臺賬管理：建立設備臺賬信息，對設備進行管理，明確設備基本屬性（設備編號、設備名稱、設備類型、規(guī)格型號、制造單位、出廠編號、出廠日期、購置時間、設備原值、安裝位置等），同時記錄設備的變動信息（安裝記錄、維修記錄、養(yǎng)護記錄、報廢記錄等）。

②備品備件出入庫：按照備品備件出入庫的規(guī)定，建立備品備件出入庫記錄，記錄備品備件信息，對庫存不足的備品備件自動通知相關責任人。

（6）工單管理。

①養(yǎng)護工單：根據養(yǎng)護計劃，自動產生工單，方便管理人員、操作人員進行定期保養(yǎng)工作，并提交相關領導審批。

②維修工單：根據維修計劃，自動產生工單，由維修人員對設備的故障進行維修工作，并提交相關領導審批。

③工單明細：工單生成后，開始操作之前，必須執(zhí)行準備工作，包括一些安全操作、備件領用、人員安排等一系列的前期工作，確保工單順利完成。

（7）突發(fā)事件響應。

①突發(fā)預警：通過選定相關閾值，對運行維護中可能突發(fā)的事件進行事先預警，及時通知相關人員。

②響應方案：制訂可能的多種突發(fā)事件下的響應方案，記錄入系統(tǒng)中。

③響應記錄：對每一次突發(fā)事件的響應進行記錄，包括事件類型、事件詳細、采取方案、響應結果等。

④統(tǒng)計分析：對突發(fā)事件的響應情況進行統(tǒng)計，為下一次類似事件的處理提供經驗。

3.2 傳輸網絡設計

3.2.1 系統(tǒng)概述

府河濕地水質凈化工程通信系統(tǒng)負責將前端感知層信息傳至管理處各系統(tǒng)應用層，并將管理處下達的控制、調度指令傳至各系統(tǒng)信息感知層，同時通信系統(tǒng)實現(xiàn)各管理處與雄安云之間的數(shù)據通信。

3.2.2 傳輸方式比選

通信系統(tǒng)傳輸方式可分為無線傳輸和光纜傳輸兩種方式，其中無線傳輸又可分為公網傳輸和無線網橋傳輸兩種方式[9]。現(xiàn)對3種傳輸方式進行比選，具體見表3。

經比較，公網傳輸由于傳輸可靠性低、后期租用費用高等缺點，不適用于該工程長期傳輸重要監(jiān)控信息，可作為后備傳輸方案;無線網橋傳輸方式易受高層建筑、周邊樹木及霧霾天氣影響，造成信號衰減，傳輸可靠性、穩(wěn)定性降低，故不適用于該工程;光纜傳輸方式的建設周期較長，投資較高，但信號穩(wěn)定性好，從長遠角度考慮，光纜傳輸方式更適于該工程。

府河河口濕地物聯(lián)網工程包含視頻監(jiān)控、水質監(jiān)測、水雨情監(jiān)測，信息傳輸量較大，因此采用自建光纖為主，公網為輔的方式進行通信。

3.2.3 通信傳輸方案

該工程使用光纜，將各閘站、監(jiān)測點的數(shù)據信息傳送至監(jiān)控管理中心，并在監(jiān)控管理中心租用公網實現(xiàn)與雄安云之間的數(shù)據通信。

3.2.4 通信系統(tǒng)傳輸?shù)臉I(yè)務類型

通信系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒎N類主要有數(shù)據、圖像。主要包括：（1）視頻監(jiān)視系統(tǒng)圖像信息;（2）數(shù)據信息;（3）泵閥及閘門控制系統(tǒng)的數(shù)據及控制信息;（4）監(jiān)控管理中心與雄安云之間通信信息、府河濕地CIM平臺、物聯(lián)服務支撐平臺等系統(tǒng)的數(shù)據信息。

3.2.5 通信組網方案

總體方案具體如下。

該工程建設水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、水質監(jiān)測系統(tǒng)、泵閥及閘門控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)4個現(xiàn)地業(yè)務應用系統(tǒng)，按控制專網、業(yè)務內網進行通信組網。其中控制專網用于承載實時性要求最強、安全性要求最高的閘站監(jiān)控信息，即承載泵閥及閘門控制系統(tǒng)信息[10]。業(yè)務內網用于承載包括水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、水質監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等各應用系統(tǒng)信息。

監(jiān)控管理中心總體組網方案見圖6。

3.2.6 系統(tǒng)配置

（1）前端設備。

前端設備主要指各監(jiān)控點的現(xiàn)地交換機設備，主要包含泵閥控制設備、視頻監(jiān)控設備、水雨情監(jiān)測設備、水質監(jiān)測站。

視頻監(jiān)視監(jiān)控點較為分散，且點位間距離較遠，網線不能連通，且監(jiān)控點的帶寬需求均為4M，故相鄰較近的視頻監(jiān)控點設置1臺級聯(lián)交換機（2光8電），共計12臺。

水雨情監(jiān)測設備主要集中在6個區(qū)域，每個區(qū)域設置一臺現(xiàn)地交換機，共計6臺。

（2）監(jiān)控管理中心設備。

監(jiān)控管理中心設備主要包括：主交換機（8個可配置接口，2個萬兆光纖擴展口）;泵閥及閘門控制系統(tǒng)核心交換機（24個千兆光口，8個千兆電口）;視頻監(jiān)控系統(tǒng)核心交換機（24個千兆光口，8個千兆電口）;水雨情、水質監(jiān)測系統(tǒng)核心交換機（24個千兆光口，8個千兆電口）;業(yè)務應用系統(tǒng)核心交換機（24個千兆光口，8個千兆電口）。

3.3 濕地監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)

府河濕地物聯(lián)網監(jiān)測系統(tǒng)共部署雨量計傳感器1套，水位計傳感器6套，水質監(jiān)測站7套，視頻監(jiān)控設備14套。水雨情、水質傳感器及視頻監(jiān)控設備通過超五類屏蔽雙絞線連接現(xiàn)地交換機接入濕地光纖內網，光纖內網成環(huán)形設計，一方面通過光纖收發(fā)器接受各類傳感器發(fā)來的濕地監(jiān)測數(shù)據，另一方面通過串口連接到濕地管理房服務器，將接收到的濕地監(jiān)測數(shù)據發(fā)送給服務器，運維管理平臺從服務器可以實現(xiàn)數(shù)據讀取、處理和展示。

系統(tǒng)網絡拓撲圖見圖7，系統(tǒng)實現(xiàn)功能界面圖見圖8、圖9。

4? 結語

基于物聯(lián)網的大型人工濕地數(shù)字化系統(tǒng)，對來自底層感知設備的水質、水位、雨量、視頻信息數(shù)據進行傳輸和處理，實現(xiàn)人工濕地信息的實時瀏覽、查詢、編輯、分析等功能。系統(tǒng)硬件主要由底層感知設備（攝像機、水質監(jiān)測站、水位計、雨量計等）、光纖收發(fā)器、路由器、服務器、數(shù)字大屏、操作員工作站等組成。系統(tǒng)軟件主要開展環(huán)形光纖網絡設計、數(shù)據庫設計和運維管理系統(tǒng)平臺的研究。系統(tǒng)的研究將為合理開發(fā)、利用、保護濕地生態(tài)資源提供科學技術支撐。

參考文獻

[1] 魯寧.基于物聯(lián)網的濕地環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研究[J].現(xiàn)代化農業(yè)，2016（7）：61-62.

[2] 廖天宇.基于物聯(lián)網的海濱濕地監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京郵電大學，2014.

[3] 羅桂蘭，張梅，黃偉，等.洱海濕地昆蟲智能生境監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].大理大學學報，2018，3（12）：8-13.

[4] 何睦.江西省“智慧濕地”綜合信息平臺設計與案例實現(xiàn)[D].江西師范大學，2019.

[5] 陳雨佳，劉亞秋，景維鵬.基于物聯(lián)網的濕地無線監(jiān)測系統(tǒng)的設計[J].森林工程，2015，31（4）：77-82.

[6] 高子儀，邵星，王翠香，等.基于物聯(lián)網的沿海濕地環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].軟件導刊，2017，16（6）：89-91.

[7] 張勝華，王杰，王晨，等.基于物聯(lián)網和WebGIS的安徽宿松華陽河湖群省級自然保護區(qū)信息管理系統(tǒng)設計[J].安徽林業(yè)科技，2020，46（1）：43-46.

[8] 朱明清，李喜東，陳慶文，等.濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].自動化技術與應用，2017，36（10）：121-123.

[9] 徐琪，慕熙昱.梅雨鋒上中尺度對流系統(tǒng)的短臨預報技巧分析[J].科技創(chuàng)新導報，2020，17（9）：111-112.

[10] 陳其偉，孫一兵，許光眉，等.基于物聯(lián)網的太陽能農村污水處理技術應用[J].水處理技術，2015，41（6）：116-118.