基于物联网技术的智慧污水管控系统分析

蔡先锋，严亦庄

（杭州鲁尔物联科技有限公司，浙江 杭州 311121）

0 引言

物联网技术是计算机技术发展的成果，将物联网技术用于管理工作开展能够大幅度提升管理工作的质量，污水管控作为现代社会发展的主要工作内容也应重视物联网技术的运用。因此，污水管控相关工作人员应搭建基于物联网技术的智慧污水管控系统，借助现代化技术强化污水管控工作的效果，提升污水管控工作的智能化程度。

1 明确污水管控系统功能需求

1.1 管理设备维修信息

设备维修信息管理是污水管控工作开展的主要内容，传统污水管控系统不具备管理设备维修信息的功能，严重影响污水管控工作的开展效率，因此加强设备维修信息管理能力应作为基于物联网技术智慧污水管控系统的功能需求之一。进口设备是我国污水管控工作开展常用设备，设备长期使用磨损严重影响设备稳定运行，但设备维修人员难以掌握设备的具体信息，增加了设备维修工作的开展难度。应用物联网技术建立智慧污水管控系统，将解决该问题作为系统搭建目标，充分发挥物联网技术的优势，为污水管控相关设备正常运行创造基础条件。

1.2 提升污水处理效率

污水处理效率直接反应污水管控工作的开展效果，尽管目前污水处理工作已受到国家的重视，污水厂数量大幅度提升，但污水处理率并未达到预期标准，因此在研究基于物联网技术的智慧污水管控系统时，应将提升污水处理效率作为系统功能优化的首要任务[1]。技术人员需了解造成污水处理效率低的原因，在搭建基于物联网技术智慧污水管控系统过程中采取有效措施解决该问题，扩充系统存储信息量与信息内容，提升智慧污水管控系统的数据分析能力，充分发挥物联网技术在污水处理中的作用，大幅度提高我国污水处理率，加强各地城市建设效果。

1.3 合理选择处理工艺

污水处理工艺选择是污水管控工作开展的重要内容，也是基于物联网技术智慧污水管控系统应具备的功能，物联网技术数据信息分析能力更强，可为污水处理人员选择处理工艺提供更准确的参考意见。处理工艺的选择直接决定污水处理的成效，借助现代技术可对待处理的污水进行分析，全面掌握待处理污水的成分含量与处理需求，得出更适用于此类污水处理的处理工艺选择结果，降低污水处理人员合理选择处理工艺的难度。相较于已有污水管控系统，基于物联网技术的污水管控系统分析能力更强，得出的污水处理工艺更适用于实际工作开展。

1.4 减少环境污染

环境污染是污水处理工作开展的主要目标，因此在构建智慧化污水管控系统时，需将减少环境污染作为系统设计的功能需求。污水处理相关工作开展会产生大量污染，尤其是空气污染，难以满足城市建设的需要。环境污染严重影响周边居民的身体健康，且资源无法发挥其应有开发价值，使大量资源被浪费。为降低污水管控对环境的不良影响，技术人员应借助物联网技术的优势，完善污水处理流程与设备，尽可能减少污水处理过程中产生的污染物质。在智慧污水管控系统中应加强臭气处理功能，加设高水平臭气处理装置，避免污水处理造成的环境问题。

1.5 加强费用管理力度

费用管理在污水管控工作开展中具有重要作用，已有污水管控系统中不重视经费管理功能的设计，用于污水处理的经费利用率低，导致污水处理厂未能满负荷运行，污水管控系统实际应用价值不能尽数被发挥。因此，在建立基于物联网技术的智慧污水管控系统过程中，需分析污水处理工作的实际资金需要，确定智慧污水管控系统应具有的费用管理能力，将污水处理工作所需资金信息存入智慧管控系统，合理管理污水处理费用信息，深入发掘费用信息的潜在价值，按照污水处理工作需要科学分配费用，制定经费使用标准，加强经费管理。

2 智慧污水管控系统硬件设计

2.1 数据采集中间件

数据采集中间件是基于物联网技术智慧管控系统的主要硬件设备，为保证系统的稳定运行，技术人员应重视数据采集中间件的设计，强化智慧污水管控系统的硬件环境的搭建效果。首先，明确智慧污水管控系统的数据采集需求，制定数据采集中间件的设计计划，全面把握数据采集中间件的功能细节。其次，建立专用于存储数据采集中间件采集信息的数据管理平台，按照物联网技术的应用特点合理设置管理平台功能结构层次，使该管理平台能够充分发挥数据采集中间件的作用，提高基于物联网技术智慧污水管控系统的性能，优化污水处理效果。

2.2 数据通信中间件

基于物联网技术的智慧污水管控系统中数据通信中间件至关重要，该部件用于实现系统的数据通信，是智慧污水管控系统构建与运行的基础，有助于简化污水处理工作的难度。数据通信中间件实际使用中容易出现多种问题，包括ACD 分配方式、通信增值业务、外呼分配速度等，这些因素会影响智慧污水管控系统的运行效果。技术人员在研究基于物联网技术智慧污水管控系统时应尤其重视研究数据通信中间件的问题解决方案，将污水管控功能执行所需信息快速传递至污水处理人员，保证污水处理工作开展所需信息的质量[2]。除此之外，还要完善智慧污水管控系统的拓扑结构，保证数据通信中间件的运行环境，智慧污水管控系统拓扑结构如图1 所示。

图1 智慧污水管控系统拓扑结构

2.3 调度与控制管理中间件

生产调度与控制管理中间件也是基于物联网技术智慧污水管控平台的主要硬件设备，该硬件设备的性能与智慧污水管控系统应用层实现效果关系紧密。首先，技术人员应总结以往中间件构建经验，明确该系统对调度与控制中间件的性能要求，研究中间件的最佳应用方式。其次，全面掌握基于物联网技术智慧污水管控系统应用层需具备的功能，结合系统功能为系统选择合适的调度与控制中间件，提高智慧污水管控系统的性能指标。最后，科学设置系统的调度与控制方式，提升中间件性能与污水管控系统的匹配性，最大限度提升调度与控制中间件的作用。

3 明确系统组成

3.1 污水数据管控终端

污水数据管控终端是智慧污水管控系统的核心组成部分，也是基于物联网技术智慧污水管控系统构建过程中需重点研究的问题，污水数据管控终端需包含以下功能：①具有较高准确性的污水取样功能，保证污水样品具有代表性，获取最真实的污水处理信息用于系统运行，分析污水的特性能够提升污水处理方案的可行性。②合理的污水样品信息上传协议，严格按照系统协议标准管理智慧污水管控系统相关数据，将污水处理工作开展最新情况及时上传至系统，提升系统存储信息的时效性，同时保证智慧污水管控系统数据分析结果的准确性。

3.2 无线传输设备

无线传输设备是基于物联网技术智慧污水管控系统各功能间的信息传送纽带，该设备突破了传统数据传输方式的局限性，降低了智慧污水管控系统的数据传输难度。该设备的正常运行需要WHDI 技术支持，因此技术人员在使用该设备时，要着重研究WHDI 技术的应用方式，熟练掌握技术要点，充分发挥无线数据传输设备的作用，提升智慧污水管控系统的数据传输数量速率。在智慧污水管控系统中运用无线数据传输设备可扩大无线数据传输的范围，缩短信息传送造成的延迟，最大限度保证数据信息的时效性[3]。除此之外，无线传输设备兼容性较强，污水管控人员可通过多种方式获取数据信息，智慧污水管控系统的作用能够被尽数展现。

3.3 数据管理中心

数据管理中心是智慧污水管控系统的核心组成部分，也是智慧污水管控系统功能实现的中心枢纽，数据管理中心包含内容如下所述。①在智慧污水管控系统中负责监测实时信息的检测数据接收子系统，该子系统是污水管控系统顺利运行的基础。②用于监测系统运行情况的报警子系统，当发现智慧污水管控系统运行出现问题时，系统可向使用人员发出警报。③用于分析系统采集数据信息的数据分析子系统，该功能由污水处理人员直接操作，通过调用相应算法获取数据分析结果。④用于污水处理人员使用该系统的WEB 发布子系统，相关人员通过该系统能够以可视化形式获取系统显示的信息。智慧污水管控系统接收数据后对数据进行分析，并将监测到的设备运行情况与污水处理需要进行比对，明确设备运行效果与污水处理目标的差异，将数据分析结果反馈给设备调整设备运行方式，实现智慧污水管控系统采集数据对设备终端的反控，形成有助于优化系统信息利用率的数据控制方式。

4 智慧污水管控系统功能实现

4.1 监控数据接收

监控数据接收作为基于物联网技术智慧污水管控系统的主要功能，技术人员应尤其重视研究该功能的实现，良好的监控数据接收功能如下：①对监控数据的质量进行检验，避免错误数据被用于系统其他功能执行，降低数据分析结果的准确性。②根据制定的数据采集计划控制现场设备，保证信息采集设备运行效果与系统功能执行需要相符。③将过滤后的数据保存到系统中，并根据数据信息储存结构将不同类别数据信息分别保存，为系统数据建立备份保护数据信息的安全性。

4.2 数据分析统计

数据分析统计是基于物联网技术智慧污水管控系统的核心功能，实现效果直接关系智慧污水管控系统建立效果，该功能包括以下4 个方面：①按照技术人员工作需要合理分析数据信息，得出准确的数据分析结果。②分析系统存储的数据信息并绘制水体污染指数曲线图，实时维护系统数据。③检测智慧污水管控系统的异常情况，避免对污水处理工作产生消极影响。④将系统中存储数据信息转变为报表，便于污水处理人员分析数据信息。

4.3 报警短信发送

报警短信发送功能是保证该系统运行质量的关键，通过该功能系统可将异常情况及时传递给污水处理人员，污水处理人员快速采取措施处理系统异常，减小系统异常对污水处理效果的不利影响[4]。自动监测通信设备是用于接收报警信息的最佳设备，借助该设备污水处理人员可随时随地了解系统的运行情况，突破系统检测工作的空间与时间局限性，提高智慧污水管控系统的运行效果。

4.4 WEB 信息发布

WEB 信息发布功能直接影响用户的体验感受，为优化系统使用人员的使用体验，功能实现负责人需了解不同用户的使用需求，针对性设计各客户端的操作界面，为使用人员提供简洁且美观的操作界面，简化智慧污水管控系统的使用难度。除此之外，技术人员需保证用于WEB 信息发布功能实现数据信息的全面性，使用人员通过发布功能可获取相关信息，同时监督污水处理工作的开展情况，让更多人参与污水处理工作，充分发挥基于物联网技术智慧污水管控系统的实际应用价值。

5 结语

综上所述，建立基于物联网技术的智慧污水管控系统需注意要素较多。系统建设人员应深入研究物联网技术，合理选择并熟练掌握最适用于智慧污水管控系统搭建的技术。技术人员需时刻关注物联网技术的最新研究成果，结合污水管控工作的实际需要，不断调整智慧污水管控系统的功能，降低污水对环境的不良影响，为环境保护工作高效开展贡献力量。