水源地监控系统结构介绍

一、感知层：数据采集与设备控制

功能：通过各类传感器和监测设备实时采集水源地的物理、化学、生物等参数，并对现场设备进行自动化控制。

一、核心设备

1、水质传感器

常规指标：pH 值、电导率、溶解氧（DO）、浊度、水温、氨氮、高锰酸盐指数等。

特定污染物：重金属、农药残留、藻类密度、大肠杆菌等。

设备类型：多参数水质监测仪、在线式重金属分析仪、蓝藻监测仪等。

2、水量监测设备

流量计：超声波流量计、电磁流量计。

水位计：雷达水位计、压力式水位计。

3、环境监测设备

气象传感器：风速、风向、温度、湿度、降雨量。

视频监控设备：高清摄像头、红外摄像头、无人机。

4、现场控制设备

智能阀门 / 水泵控制器：通过远程指令调节取水流量、控制排污阀开关。

自动采样器：按设定时间或触发条件采集水样，供实验室进一步分析。

二、传输层：数据通信与网络架构

功能：将感知层采集的数据实时传输至监控中心，并接收平台层的控制指令。

通信方式：

1、有线传输

光纤网络：适用于距离较近（如 10 公里内）、对传输速率和稳定性要求高的场景，抗干扰能力强。

工业以太网：通过电缆连接现场设备与监控主机，常用于厂区内局部区域的通信。

2、无线传输

4G/5G 网络：覆盖范围广，适用于偏远水源地（如山区水库），需部署 SIM 卡或物联网卡。

LoRa（远距离无线通信）：低功耗、长距离（可达数公里），适合分散式监测点的数据汇聚。

卫星通信：在无地面网络覆盖的极端环境下（如荒漠、海洋），通过北斗卫星或 GSM 卫星传输数据。

3、边缘计算网关

对感知层数据进行预处理（如去噪、数据压缩），减少无效传输；支持协议转换（如 Modbus 转 MQTT），适配不同厂商设备。

三、平台层：数据处理与综合管理

功能：对传输层的数据进行存储、分析、可视化，并实现设备管理、预警响应和系统配置。

核心模块：

1、数据中心

数据库：存储历史监测数据（如水质、水量、视频录像），支持时序数据库（如 InfluxDB）或关系型数据库（如 MySQL）。

数据清洗与建模：通过算法剔除异常数据，建立水质预测模型（如神经网络预测藻类爆发风险）。

2、可视化界面

GIS 地图：在电子地图上标注水源地位置、监测点分布，实时显示水质参数空间分布。

仪表盘：以折线图、柱状图展示关键指标趋势。

3、设备管理系统

监测设备状态，自动生成维护工单。

远程配置设备参数。

4、预警与报警模块

设定水质指标阈值，支持短信、邮件、APP 推送等多渠道通知。