基于移動平臺的村鎮供水工程自動監控系統研究

摘 要：在面對信息數據不斷龐大，工作量不斷增加的供水工程管理工作的情況下，供水工程急需實現遠程實時監控與智能控制功能。在現代化社會中，智能手機已經十分普及。這一技術基礎給供水工程實現遠程實時監控和智能控制提供了可能。文章將從分析村鎮供水現狀入手，結合移動平臺化趨勢，主要闡述Android平臺的供水自動監控設計和實現，最后對本研究工作進行總結和展望。

關鍵詞：移動平臺；Android系統；村鎮供水；自動監控

引言

隨著農村經濟社會的發展和人民生活水平的提高，農村居民對供水有了更高的需求，如要求供水更加安全、可靠、經濟和高效等[1]。全國各個區域村鎮已經建立大量規模各異的村鎮供水工程。然而就村鎮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，如果采用傳統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。然而在移動設備與系統都得到快速發展的現代社會，Android系統作為一個開放性較強的系統已經十分普及，發展也相對成熟。進行Android編程只需要掌握Java語言，相對更加便捷。因此，開發設計基于Android平臺的村鎮供水，達到村鎮供水工程實時監測與遠程控制的需求，不單單可以實現便利化智能化，更為重要的是還可以提高村鎮供水工程管理工作效率，讓村鎮供水工程發揮更大的效用[2]。農村供水工程監管實現自動化是農村供水工程發展的必然趨勢，是供水工程運行維護的重要支撐手段[3]。

1 系統需求

1.1 系統需求概述

系統需求是系統開發者針對使用者所需要的功能進行的歸納整理。系統開發者在準確獲知客戶需求后，最為重要的就是明確客戶定義的系統、系統實現目標、系統工作環境、系統實現功能、系統操作方式等。同時，根據上述內容開展系統的初期設計，將系統工作流程草圖繪制出來，并且與客戶進行溝通與調整，從而獲得最終的系統需求。文章所研究的基于移動平臺的村鎮供水工程自動監控系統可以分為兩大部分，分別為監測數據查看以及智能模擬控制。

1.2 監測數據查看

該系統能夠對村鎮供水工程各區域的各項數據與流量數據進行監測。可以利用基于Android系統的手機終端來進行訪問監測。系統可以合并或分項顯示各個區域的相關監測數據，并且可以查詢某一時間段某區域的相關數據。

1.3 智能模擬控制

根據村鎮供水工程的實際情況開發基于移動平臺的自動監控系統，利用手機移動網絡來對供水工程工作情況進行監控。該系統能夠通過輸入賬號與密碼進行登錄，通過該系統能夠對水泵機組的啟停狀態進行控制，對供水情況進行預警，控制各項計數據上傳等。

2 系統設計

2.1 系統設計目標——實時監測和控制

設計基于Android平臺的村鎮供水工程自動監控系統的目標是對其進行實時的監測與控制。當流量增加的時候可以進行水位控制，避免由于水位過低而出現的水泵空抽的情況，避免影響供水設備的正常使用。該系統主要分為三大模塊，分別為移動終端、監控中心以及現地控制單元。

2.2 監測數據查看模塊設計

監測數據查看模塊主要可以分為三個部分來進行設計。首先，管理功能。實現實時數據的統計，能夠在谷歌地圖、行政區域圖中將全部的站點標識出來。根據不同的制水工藝來將數據通過兩種不同的式表現出來。根據不同需求任意選擇數據顯示類別。其次，歷史數據查詢。可根據數據類別開展簡單或復雜查詢方式，任意查詢歷史數據。歷史數據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計

根據村鎮供水的實際工作狀態開發一個可以在Android系統手機上運行的軟件，使用者可以利用移動網絡來對其工作狀態進行監測與控制。智能模擬控制模塊所需要實現的基本功能包括：通過移動設備來實現對供水設備的監控；通過移動設備來控制水泵機組的啟停。其中，移動端部分是人機交互的操作界面，主要任務是將人們的指令轉變為命令傳遞給監控中心。監控中心則是接受來自網絡的命令，并且向現地控制單元發送命令，最終實現設備控制。現地控制單元主要任務是對監控中心的命令進行分析，并且操作相應設備進行調整。圖1為智能模擬控制模塊設計結構圖。

3 系統實現

3.1 系統整體實現

本系統采用Android語言，不同種類的Activity，網絡采用標準的RS485和TCP/IP協議進行數據通信，數據傳輸量控制在可使用網絡的帶寬內。移動端模塊實現功能包括：系統開啟時輸入用戶名與密碼進行登錄；利用網絡與固定IP的監控中心開展通信；提供供水相關數據的實時監控與查詢；水泵啟停狀態的控制。

3.2 監測數據查看模塊設計實現方法

使用者輸入用戶名與密碼可以登錄監測數據系統來進行數據查看。在通過登錄界面后可以查看村鎮供水工程的相關實時數據[5]，如圖2所示。在圖2左側顯示的是通過系統菜單來選擇不同的供水單位，而右側則是根據數據而形成的模擬曲線參數，顯示數據為最近24h內供水情況的變化曲線。

在系統中點擊如圖3所示的右上角就可以進入歷史數據查詢界面。在設定好需要查詢的日期與條件后，點擊確定，就能夠查詢特定時期的歷史數據[6]。

3.3 智能模擬控制模塊設計實現方法

供水監控系統主要是針對水泵機組的啟停和閥門的開度及啟閉進行控制。用戶通過點擊開、關、停按鈕將自定義的信息發送給監控中心，如圖4所示，監控中心再將控制信息發送給現地控制單元，最后現地控制單元控制設備實現控制功能。

4 總結與展望

伴隨著城鎮化進程腳步的加快，村鎮供水業務也得到了快速的發展[7]。為了應對需求量日益增大的供水網絡工作，遠程監測控制供水調度軟件成為了村鎮供水工程管理的發展趨勢之一。Android系統作為一種已經十分普及的手機操作系統給遠程監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供水工程自動監控系統主要可以分為監測數據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對供水工程的相關數據進行遠程監測，并且可以對水泵機組的啟停和閥門的開度及啟閉實現控制。

本系統的研究雖取得一定的成果，但鑒于本系統所涉及領域的深度和廣度，以及作者科研水平的局限和開發時間有限，系統還需在功能和準確性、實時性方面進一步地改進和完善。

結合目前技術發展的趨勢和供水監控系統的特殊需求，尚需在以下幾個方面進行繼續研究、改進：（1）單點控制變多點控制，多個監控點同時傳輸數據。（2）如果可以的話，增加數據可視化的功能，讓系統交互操作更加人性化。（3）能夠分析和統計監控得到的數據，總結出相應的規律，以特定的形式顯示出來，供分析參考使用。

參考文獻

[1]高占義，胡孟.農村安全供水工程技術模式[M].中國水利水電出版社，2013.

[2]裴永剛，田海濤.北京市村鎮供水工程管理機制探討[J].中國農村水利水電，2007（5）：39-42.

[3]胡孟，李曉琴.農村飲水安全自動化監控技術研究及應用前景分析[J].中國水利，2013（8）：66-68.

[4]常曉東，熊巖，印新達.Cable tunnel multistate on-line monitoring system based on fiber grating sensing： CN， CN 102944263 A[P]. 2013.

[5]郭孔文，劉群昌，游春炎.村鎮供水資質管理的現狀與對策建議[J].中國水利，2009（19）：50-51.

[6]馬瑞峻，陳仲溥，徐永謙，等.華南型溫室環境監控系統人機界面軟件開發[A].2005年中國農業工程學會學術年會[C].2005.

[7]陳珍.村鎮建設工程質量管理存在的問題及對策探析[J].建材世界，2014.