基于移动平台的村镇供水工程自动监控系统研究

摘 要：在面对信息数据不断庞大，工作量不断增加的供水工程管理工作的情况下，供水工程急需实现远程实时监控与智能控制功能。在现代化社会中，智能手机已经十分普及。这一技术基础给供水工程实现远程实时监控和智能控制提供了可能。文章将从分析村镇供水现状入手，结合移动平台化趋势，主要阐述Android平台的供水自动监控设计和实现，最后对本研究工作进行总结和展望。

关键词：移动平台；Android系统；村镇供水；自动监控

引言

随着农村经济社会的发展和人民生活水平的提高，农村居民对供水有了更高的需求，如要求供水更加安全、可靠、经济和高效等[1]。全国各个区域村镇已经建立大量规模各异的村镇供水工程。然而就村镇供水的实际情况来看，为了保证良好的水源，部分水源井与水厂之间的距离较远，如果采用传统的人工控制方式不单单会加大人工成本，还会降低供水工程的管理工作的效率。然而在移动设备与系统都得到快速发展的现代社会，Android系统作为一个开放性较强的系统已经十分普及，发展也相对成熟。进行Android编程只需要掌握Java语言，相对更加便捷。因此，开发设计基于Android平台的村镇供水，达到村镇供水工程实时监测与远程控制的需求，不单单可以实现便利化智能化，更为重要的是还可以提高村镇供水工程管理工作效率，让村镇供水工程发挥更大的效用[2]。农村供水工程监管实现自动化是农村供水工程发展的必然趋势，是供水工程运行维护的重要支撑手段[3]。

1 系统需求

1.1 系统需求概述

系统需求是系统开发者针对使用者所需要的功能进行的归纳整理。系统开发者在准确获知客户需求后，最为重要的就是明确客户定义的系统、系统实现目标、系统工作环境、系统实现功能、系统操作方式等。同时，根据上述内容开展系统的初期设计，将系统工作流程草图绘制出来，并且与客户进行沟通与调整，从而获得最终的系统需求。文章所研究的基于移动平台的村镇供水工程自动监控系统可以分为两大部分，分别为监测数据查看以及智能模拟控制。

1.2 监测数据查看

该系统能够对村镇供水工程各区域的各项数据与流量数据进行监测。可以利用基于Android系统的手机终端来进行访问监测。系统可以合并或分项显示各个区域的相关监测数据，并且可以查询某一时间段某区域的相关数据。

1.3 智能模拟控制

根据村镇供水工程的实际情况开发基于移动平台的自动监控系统，利用手机移动网络来对供水工程工作情况进行监控。该系统能够通过输入账号与密码进行登录，通过该系统能够对水泵机组的启停状态进行控制，对供水情况进行预警，控制各项计数据上传等。

2 系统设计

2.1 系统设计目标――实时监测和控制

设计基于Android平台的村镇供水工程自动监控系统的目标是对其进行实时的监测与控制。当流量增加的时候可以进行水位控制，避免由于水位过低而出现的水泵空抽的情况，避免影响供水设备的正常使用。该系统主要分为三大模块，分别为移动终端、监控中心以及现地控制单元。

2.2 监测数据查看模块设计

监测数据查看模块主要可以分为三个部分来进行设计。首先，管理功能。实现实时数据的统计，能够在谷歌地图、行政区域图中将全部的站点标识出来。根据不同的制水工艺来将数据通过两种不同的式表现出来。根据不同需求任意选择数据显示类别。其次，历史数据查询。可根据数据类别开展简单或复杂查询方式，任意查询历史数据。历史数据可以通过曲线或表格的方式显示[4]。

2.3 智能模拟控制模块设计

根据村镇供水的实际工作状态开发一个可以在Android系统手机上运行的软件，使用者可以利用移动网络来对其工作状态进行监测与控制。智能模拟控制模块所需要实现的基本功能包括：通过移动设备来实现对供水设备的监控；通过移动设备来控制水泵机组的启停。其中，移动端部分是人机交互的操作界面，主要任务是将人们的指令转变为命令传递给监控中心。监控中心则是接受来自网络的命令，并且向现地控制单元发送命令，最终实现设备控制。现地控制单元主要任务是对监控中心的命令进行分析，并且操作相应设备进行调整。图1为智能模拟控制模块设计结构图。

3 系统实现

3.1 系统整体实现

本系统采用Android语言，不同种类的Activity，网络采用标准的RS485和TCP/IP协议进行数据通信，数据传输量控制在可使用网络的带宽内。移动端模块实现功能包括：系统开启时输入用户名与密码进行登录；利用网络与固定IP的监控中心开展通信；提供供水相关数据的实时监控与查询；水泵启停状态的控制。

3.2 监测数据查看模块设计实现方法

使用者输入用户名与密码可以登录监测数据系统来进行数据查看。在通过登录界面后可以查看村镇供水工程的相关实时数据[5]，如图2所示。在图2左侧显示的是通过系统菜单来选择不同的供水单位，而右侧则是根据数据而形成的模拟曲线参数，显示数据为最近24h内供水情况的变化曲线。

在系统中点击如图3所示的右上角就可以进入历史数据查询界面。在设定好需要查询的日期与条件后，点击确定，就能够查询特定时期的历史数据[6]。

3.3 智能模拟控制模块设计实现方法

供水监控系统主要是针对水泵机组的启停和阀门的开度及启闭进行控制。用户通过点击开、关、停按钮将自定义的信息发送给监控中心，如图4所示，监控中心再将控制信息发送给现地控制单元，最后现地控制单元控制设备实现控制功能。

4 总结与展望

伴随着城镇化进程脚步的加快，村镇供水业务也得到了快速的发展[7]。为了应对需求量日益增大的供水网络工作，远程监测控制供水调度软件成为了村镇供水工程管理的发展趋势之一。Android系统作为一种已经十分普及的手机操作系统给远程监测控制供水工程提供了可能。文章所研究的基于移动平台的村镇供水工程自动监控系统主要可以分为监测数据查看模块以及智能模拟控制模块，使用者利用两个模块的功能就能够对供水工程的相关数据进行远程监测，并且可以对水泵机组的启停和阀门的开度及启闭实现控制。

本系统的研究虽取得一定的成果，但鉴于本系统所涉及领域的深度和广度，以及作者科研水平的局限和开发时间有限，系统还需在功能和准确性、实时性方面进一步地改进和完善。

结合目前技术发展的趋势和供水监控系统的特殊需求，尚需在以下几个方面进行继续研究、改进：（1）单点控制变多点控制，多个监控点同时传输数据。（2）如果可以的话，增加数据可视化的功能，让系统交互操作更加人性化。（3）能够分析和统计监控得到的数据，总结出相应的规律，以特定的形式显示出来，供分析参考使用。

参考文献

[1]高占义，胡孟.农村安全供水工程技术模式[M].中国水利水电出版社，2013.

[2]裴永刚，田海涛.北京市村镇供水工程管理机制探讨[J].中国农村水利水电，2007（5）：39-42.

[3]胡孟，李晓琴.农村饮水安全自动化监控技术研究及应用前景分析[J].中国水利，2013（8）：66-68.

[4]常晓东，熊岩，印新达.Cable tunnel multistate on-line monitoring system based on fiber grating sensing： CN， CN 102944263 A[P]. 2013.

[5]郭孔文，刘群昌，游春炎.村镇供水资质管理的现状与对策建议[J].中国水利，2009（19）：50-51.

[6]马瑞峻，陈仲溥，徐永谦，等.华南型温室环境监控系统人机界面软件开发[A].2005年中国农业工程学会学术年会[C].2005.

[7]陈珍.村镇建设工程质量管理存在的问题及对策探析[J].建材世界，2014.