毕业论文网
该文是关于监测系统论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
基于WebGIS的物联网智能水表监测系统开发
摘 要：在智慧城市建设中,智能水表作为智能水务的一部分,已受到国家的重视.智能水表监测系统,是通过智能水表的无线传输数据和位置信息,以百度地图为平台,可为用户实时提供可视化的水表动态数据信息.通过对用水数据进行分析和处理,及时发现漏水用户,也可为供水企业提供决策支持.
关键词：WebGIS；物联网；智能水表监测系统；总体设计
一、引言
围绕建设中国特色智慧城市这一主要目标,我国将重点推进五方面工作,启动10个领域智慧工程建设,组织100个城市开展试点示范.在启动的智慧工程建设中,智能水表管理作为智能水务的一个分支,也受到了高度重视.
供水企业在信息化建设中往往会集成管网GIS系统,而随着Web技术的快速发展,GIS系统也出现了新的形式———WebGIS.用户可在Internet的任一节点上,浏览和使用地理空间数据,进行地理空间信息检索和地理空间信息分析,进而进行决策辅助,这就是基于Internet的地理信息系统.该系统对GIS的专业化程度要求不是很高,主要通过系统,向用户展示水表所在的建筑、采集,并显示水表的运行状态及实时读数等信息,实现基于地图的居民用水量等分析.不仅可有效地降低成本；而且也符合普通用户对系统操作简单、数据直观、可视化等要求.
物联网技术经过多年的快速发展,在智慧社区建设中得到了广泛的应用,如智能家居、小区安防、社区资源以及设备的跟踪控制等.而智能水表系统不仅是智慧社区建设的一部分,也是供水企业信息化建设的新内容,从智能水表的管理出发,能够提高供水企业的对外服务能力.
二、传统水表管理存在的问题
(一)管理成本高,工作效率低
人工抄表工作量大,需要大量的工作人员,人工成本和管理成本都很高.工作人员上门抄表使得供水部门负担过重,工作效率低.而抄表的错误和不准确,给供水部门带来统计困难.
（二）难以满足社区对水表精细、直观展示的要求
传统的水表管理通常被集成在物业管理系统中.其主要功能就是收费、维修、统计,但是在水表读数、状态等信息向用户展示方面较落后,很少有图形的形式展示,不直观,实时性较差,越来越难以满足社区对水表精细、直观展示的要求.
（三）水表管理不能满足供水企业经营管理的需要
水表作为管道的终端,是供水企业营销的命脉,是对外服务的前沿,对企业有着举足轻重的作用,[1]但是水表在传统管网管理中,只是处于一般的档案存储状态,其精细度和准确度、涵盖率和实时率不能满足现代供水企业经营管理的需要.
（四）管网系统的构建成本较高、使用较复杂虽然水表管网系统中集成了GIS系统,有较高的专业针对性,但是它的构建成本较高、使用较复杂,对用户的专业化要求较高,而且分布式数据存储结构支持较弱.
三、智能水表管理的需求分析
（一）智慧城市建设的需要
智慧城市建设为城市未来发展的影响是多方面的,主要体现在以下四个方面：一是城市管理,通过智慧化管理,全面提高城市的综合管理效率.二是发展战略性新兴产业,构建智慧城市的物联网、互联网、无线网络、卫星定位、云计算、软件设计等技术,将迎来新一轮的大发展,特别是物联网产业.三是引发科技创新潮流.四是提供更美好的城市生活.[2]
（二）提高用户节水意识的需要
我国是淡水资源严重短缺国家,用水形势非常严峻.从用水管理角度考虑,准确计量和控制用水量、科学用水与节约用水、创建节水型社会,是我国目前所能选择的唯一出路.[3]通过使用WebGIS系统,社区管理部门能够从网站中,获取社区用户的用水量、用水费用等信息,查看用户的缴费信息.同时,社区管理部门还可以通过WebGIS的子系统,向用户推送预警消息.这些服务将有助于社区管理部门对家庭用户的用水监督,提高用户节约用水的意识.
（三）企业经营管理的需要
WebGIS系统为企业实现水表的精细化、可视化和实时监控,提供了有效的管理手段.实现企业对各供水管网管道终端———水表的实时监控,在百度地图上对某段时间用水量、水表运行异常等,使用图像、图形等可视化显示方式,直观、快速地显示分析结果,并辅助供水配给决策.同时,系统客户端部分通过与用户友好交互,还能提高企业的服务水平,提升用户的满意度.
四、WebGIS系统总体设计
(一)WebGIS系统总目标
1.数据可视化
为了提高管理员管理效率和实时性需求,WebGIS系统通过使用ECharts插件,对用水数据采用南丁格尔图、极坐标系下的堆叠柱状图、地图散点图等图表进行展示,使管理人员能够更快、更清楚地了解不同地区、不同时间段的详细用水情况,辅助管理员进行决策,也为供水企业进行水资源调度提供数据支持.
2.页面简洁化
WebGIS系统采用目前较成熟的UI框架———Element,设计时坚持4个基本原则：
（1）一致原则：所有的元素和结构需保持一致,如设计样式、图标和文本、元素的位置等.（2）反馈原则：
操作后,通过页面元素的变化,清晰地展现当前状态.（3）效率原则：界面简单直白,让用户快速识别而非回忆,减少用户的记忆负担.（4）可控原则：用户可以自由地进行操作,包括撤销、回退、终止当前操作等.
3.开发简单化
在WebGIS系统的开发过程中,通过使用已出现的免费WebGIS系统,在提供地图基础操作及控件的基础上,开发人员可通过其提供的免费API进行二次开发,降低了软件开发的门槛和开发成本,提高开发效率.
(二)系统模块设计
WebGIS系统主要由4个模块组成：智能水表物联网数据采集及存储体系结构；基于WebGIS的用水单位位置查找与定位；用水数据进行分析与辅助决策支持系统；基于WebGIS物联网智能水表管理系统开发与应用.通过智能水表无线传输数据和位置信息,实时为用户和管理员提供可视化的水表动态数据图形展示.WebGIS系统模块设计,如图1所示.
1.物联网智能水表、数据采集及存储体系
通过对WebGIS系统拓扑结构（见图2）及组网方式的研究,分析上位机软件接收上传的数据包,并进行解析处理,最后向数据库服务器提交数据存储这个过程,确定数据格式、数据传输方式,以及数据解析与存储等方面的内容.
2.基于WebGIS的用水单位位置查找与定位
WebGIS的基本原理（见图3）,是客户端向服务器端发送地图服务请求,Web服务器将请求发送到GIS代理服务器,GIS代理服务器接收到请求后,根据请求的类型启动.GIS地图服务器对请求进行解析,同时访问空间数据库,进行地理数据的存取,通过地图服务器,完成数据的处理并将结果返回到客户端.
3.数据分析与辅助决策支持系统
WebGIS系统面向的用户有三类：供水企业、用水单位（包括社区、企业）、一般家庭用户.分别对这三类用户进行详细的需求分析,根据需求分析结果,初步确定系统主要功能.为不同的系统用户设计适合本类型用户的用水数据查询和统计功能,如一般的家庭用户,只要实现简单实时用水量查询和历史用水量查询等功能,而对供水企业则要在此基础上,还需满足辅助决策的功能,即对历史数据进行统计挖掘处理,为企业决策提供辅助功能,如在用水分配、用水流量控制、开启和关闭阀门等方面的决策.
4.基于WebGIS物联网智能水表管理系统的开发与应用
在分析上述理论、系统主要内容的基础上,结合WebGIS技术,构建系统总体框架,即通过对本项目开发系统的需求分析,确定系统的总体功能模型,并提供软件设计思路.该系统的模型设计,主要包括两个子系统的模型：一是为用水单位提供各项服务的网站,二是供水企业的水表管理WebGIS系统.
(三)系统功能设计
1.系统管理
WebGIS系统用户,分为超级管理员、普通管理员、普通用户三类.在用户注册登录时,对其进行严格的权限控制和管理.普通管理员只可以对所负责地区进行用户统计和漏水检测操作,而普通用户则只可以查看自己的用水历史数据和用水情况.
2.阀控管理
根据供水服务需要,对日常运营过程中费用不足的用户或特殊情况需要时,可对水表进行远程阀控操作.为了满足用户的用水客观实际需求,需要做到用户缴费后马上自动开阀,也就是系统对阀控操作指令的实时响应.[4]
3.水费充值
用户可以通过该平台,使用支付宝、微信、网银等支付方式,为水表进行水费充值,并查看充值记录,了解充值信息,为用户提供更加方便、快捷的生活体验.
4.用水分析和统计
以时间跨度：年、季度、月、星期、日；以空间跨度：省份、市区、县、镇/区,分别对历史用水数据进行统计,以及对用水情况进行排名,提倡用户节约用水,并为供水公司进行水资源调度和管道调整提供决策支持.
5.用户管理
对注册该平台的普通用户和管理员,分别进行基础数据管理和维护.普通用户：所在地区、家庭总人数、水表基础信息、总用水量,总用水排名等.管理员：负责地区、用水排名、管理员基本信息等.
6.异常用水检测
WebGIS系统默认15分钟获取一次用户用水数据,通过后台异常用水检测算法,如果发现异常情况,则缩小获取用水数据的时间间隔,变为10分钟、5分钟、1分钟.确定该用户异常用水后,及时通知该用户并提供上门服务.
7.公告管理
管理员及时发布最新的用水公告信息,提醒用户停水时间、最新活动、节水之星等,让用户能够更快、更及时地获取公告信息,养成节约用水的习惯.
五、结论
智能水表监测系统实现了漏水智能监测、远程供水控制、用水数据统计分析、区域资源调度多功能于一体,不仅可在极大程度上减少供水企业的人工成本和漏水损失,还能提高供水企业对用户用水管理的效率和科学性.这对加快智慧城市建设步伐、实现可持续发展的战略目标具有重要意义.
监测系统论文范文结:
关于本文可作为监测系统方面的大学硕士与本科毕业论文监测系统论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
1、论文系统
2、期刊协同采编系统
3、学生管理系统论文
4、通信系统论文
6、论文查询系统