一、系统建设目标用户需求：此项目需要对河道水质进行在线监测，监测数据包括pH、总磷、溶氧、电导率、浊度、UV-COD、氨氮七参数，数据通过GPRS/4G网络，最终传输到监控中心服务器“河道水质在线监测软件服务平台”。从而可对河道水质进行评价，确定其是否受到污染，及污染物性质及程度，以便及时采取有效措施。所以本系统的建设目标是：1.1 远程监测终端① 达到实时或定期监测河道pH、总磷、溶氧、电导率、浊度、UV-COD、氨氮共7项监测项目。② 监控中心与监测点，通过GPRS/4G网络与中心进行无线通讯。③ 中心软件通过TCP/IP与现场的仪表进行通讯。④ 实现对现场设备运行状态、监测数据进行实时采集，并传输到监控中心。1.2 监控中心⑤ GIS地图形式展示监测点位置信息及实时监测数据；⑥ 可设定监测指标的上限值，当监测数据越限时系统进行报警提示。⑦ 利用多样的图形展示手段，进行实时、历史数据的展示，达到直观、清晰的效果。⑧ 对采集链路、通讯网络进行诊断，使工作人员可随时了解系统通讯及数据传输状态。⑨ 具备实时数据、历史数据、报警数据的查询功能；现场设备在网络中断、网速过慢时将数据缓存，待恢复后实现断点续传，确保数据完整性。二、系统遵循的标准2.1 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范本标准适用于排放废污水在线监测系统中的化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪、氨氮水质自动分析仪、总磷水质自动分析仪、pH 水质自动分析仪、温度计、流量计等仪器设备运行和考核的技术要求。 GB6920 水质 pH值的测定 玻璃电极法 GB7479 水质 铵的测定 纳氏试剂比色法 GB7481 水质 铵的测定 水杨酸分光光度法 GB11914 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 GB11893 水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法 GB13195 水质 水温的测定 温度计或颠倒温度计测定法 HBC 6-2001 环境保护产品认定技术要求 化学需氧量（CODcr）水质在线自动监测仪 HJ/T 70 高氯废水 化学需氧量的测定 氯气校正法 HJ/T91-2002 地表水和污水技术规范 HJ/T96-2003 pH水质自动分析仪技术要求 HJ/T101-2003 氨氮水质自动分析仪技术要求 HJ/T103-2003 总磷水质自动分析仪技术要求 HJ/T355-2007 水污染源在线监测数据有效性判别技术规范2.2 水污染源在线监测系统安装技术规范 本标准适用于安装于水污染源的化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪、总有机碳（TOC）水质自动分析仪、紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪、氨氮水质自动分析仪、总磷水质自动分析仪、pH 水质自动分析仪、温度计、流量计、水质自动采样器、数据采集传输仪的设备选型、安装、调试、试运行和监测站房的建设。 GB 11914 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 GB 50093 自动化仪表工程施工及验收规范 GB 50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 HBC 6-2001 环境保护产品认定技术要求 化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪 HJ/T 15 超声波明渠污水流量计 HJ/T 70 高氯废水 化学需氧量的测定 氯气校正法 HJ/T 212 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准 JB/T 9248 电磁流量计 ZBY 120 工业自动化仪表工作条件 温度、湿度和大气压力2.3 其它标准规范 水质按照《污水综合排放标准》（GB8978－2002）中“污水采样和测定方法”进行； 地表水环境按照（GB3838-2002）标准执行； 城镇污水处理厂污染物排放按（GB18918-2002)标准执行； 采样和监测质量控制按照《水质采样技术规程》（SL 187－96）、《水环境监测规范》(SL219－98)要求进行。三、系统设计原则本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则，并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统、完整、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：3.1先进性与适用性系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以安全、方便、快捷为准则，操作简便易学。3.2经济性与实用性充分考虑实际需要和信息技术发展趋势，根据用场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。3.3可靠性与安全性系统具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。3.4开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动。3.5可扩充性系统设计中要考虑今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。3.6追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。3.7提高监管力度与综合管理水平本系统进行综合监控，实时动态撑握监视情况。另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。四、系统解决方案4.1 系统构成本系统是由河道水质监测点、监测终端设备、通讯网络和监测中心站组成的河道水质监测系统。选择全球移动通信系统(GPRS)或4G为通信网，选择GPRS /4G信道将水质监测数据信息发送到监控中心。该系统可实现对河道水质的自动采样，主要污染因子的在线监测；实现监测数据自动传输；由监测点对水质参数自动采集、处理、保存和远程通讯传输，测中心站的计算机控制中心进行数据汇总、整理和综合分析。系统图如下：
方法/步骤
14.1.1 系统监测点河道水质监测点利用各种水质传感器或专用仪表，采集与水质有关的物理、化学参数，如pH、总磷、溶氧、电导率、浊度、UV-COD、氨氮等数据，各种数据从监测仪的通信口传送到数据采集器，然后由GPRS /4G模块把数据打成TCP/IP 包，发送到GPRS/4G模块中设定的具有固定IP地址或者域名的监控中心站数据中心服务器端口上。4.1.2 监测终端设备在监测点安装MGTT系列水质在线监测终端箱，内部研发生产的MGTR-W型遥测终端RTU，直接与现场水质传感器仪器连接。遥测终端内部的数据传输模块加电后自动登陆移动通信的4G/GPRS网络，根据设定的测试时间间隔自动上报监测数据到监测中心的数据管理系统服务器。箱体内包含断路器，变压器，开关电源、防雷、卡子、导轨、线等附件等相关附件。供电根据现场情况可以灵活选用以下几种方式：① 市电供电；② 蓄电池供电：野外不适合市电供电，且中心不需要频繁采集现场监测数据；③ 太阳能供电：不便于市电供电且现场光照充足，立杆及支架安装方便的场合；④ 采用市电+太阳能互补供电，通过市电互补控制器，根据环境温度自动调节充电电压（自动温度补偿），太阳能发电不足时，自动切换到市电供电。工作原理见下图：
24.1.3 通讯网络通信网络是整个系统的传送纽带，现场设备的数据采集和控制都需要通过通信网络。GPRS（通用分组无线业务）是在GSM的基础上发展起来的一种技术。GPRS通讯方式与无线集群通讯方式，GSM短消息通讯方式，CDPD短消息通讯方式相比具有接入迅速、永远在线、流量计费、传输速率高、成本低等特点，在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势。GPRS网提供的数据无线传输网络，只要有GPRS信号的地方就能够支持数据无线传输，具有实时在线、覆盖面广、使用方便、按流量收费等优点。 4G通信具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力，数据率超过UMTS，是支持高速数据率（2～20Mb/s）连接的理想模式，上网速度从2Mb/s提高到3G与4G100Mb/s，具有不同速率间的自动切换能力，向下兼容GPRS网络。本系统采用公网专线组网方式：数据中心具有公网数据专线，服务器可以登陆INTERNET,有固定的IP（或域名）,分站的GPRS模块每次登陆GPRS网络时得到动态IP,可与中心的服务器进行数据交换。4.1.4 监测中心站现场设备运行数据经现场监控终端及其通讯端口，通过4G/GPRS 网络平台传输到Internet网，进入到服务器里，把现场监测的各类数据进行采集进入中心服务器，各职能工作人员通过客户计算机访问服务器数据，实时了解各监测站点的设备运行情况、相关运行参数。监控中心发送的命令也由此路径执行到受控设备。五、系统软件介绍水质在线监测系统软件是在WDECP-IOT物联网监控系统平台基础上，开发的为物联网远程监控管理提供有效支撑的软件平台。5.1产品功能5.1.1 实时数据显示根据设置上报时间间隔采集实时数据； 5.1.2 GIS地图展示直观展示监测点位置，名称，状态及实时监测数据；5.1.3 数据召测正常实时数据根据设定分时段采集数据，召测功能可以实现即时召回监测数据；5.1.4 异常报警设备状态及通讯异常，或监测数据越限时，以图标变色闪动及文字报表形式进行报警；5.1.5 数据查询可自定义查询条件进行历史数据、报警数据、登录及通讯日志、操作日志的查询；5.1.6 数据统计针瞬时数据、累积数据进行统计、分析汇总，生成曲线、柱状图；5.1.7 报表生成支持对所有监测数据及报警信息生成日报、月报、年报并支持打印输出；5.1.8 调度WEB采用B/S模式，在通用web浏览器页面上显示实时监测数据、历史统计数据，。5.1.9 系统管理各类系统参数设定、用户权限管理，外部数据接口管理。5.2 系统特点本软件具有以下主要特点：① 采用B/S结构的开发模式；② 灵活安全的操作权限管理；③ 系统提供操作员管理功能，可以针对每个操作员和每个操作菜单进行单独的权限设置，设置方法灵活方便。操作密码等核心数据都进行了加密处理。④ 方便快捷的操作界面；⑤ 软件部分界面截图参考如下（可按照客户需求及监测项目进行定制）。六、手机APP为满足相关部门日常管理工作的需要，唐山市柳林自在PC端远程信息管理系统基础上开发了手机端信息管理系统APP。此款APP主要为管理部门的日常工作提供更为便捷、更为高效的管理模式，更加适应当今时代人们的办公需求。此款信息管理系统APP包括巡检系统、派单系统和信息系统三大子系统，以尽可能全面地满足不同领域的实际需求。6.1 巡检系统巡检系统主要供需要对监测站点进行日常巡检的工作人员以及相关管理人员使用。以实现对监测点日常巡检工作的记录、上报及管理。巡检系统主要分为巡检管理端和巡检客户端两个层级帐号。包括日常巡检和任务巡检（由巡检管理人员派发）。巡检人员上传每次的巡检内容（文字+图片+视频），巡检可根据上传的信息进行评论，提升巡检的任务质量。6.2 派单系统派单系统分为派单维护-管理端和派单维护-客户端两个层级帐号。当信息监控管理中心平台产生异常情况报警时，报警信息会自动下发至远程信息管理系统APP的派单系统-管理端，以便于相关管理人员针对突发异常情况，及时安排调度相关人员进行快速处理。6.3信息系统信息管理系统APP中的信息系统模块是基于PC端信息平台而开发的手机端应用。集实时数据、报警数据查看，历史数据查询，设备远程控制、监测点位置导航及系统管理等多功能于一体。
