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飲水質(zhì)量檢測系統設計論文
摘要:首先介紹了目前人們飲用水的安全問(wèn)題的普遍存在,中國的大部分家庭和企業(yè)仍然使用自來(lái)水作為直飲水以及廚房用水。并分析了飲水質(zhì)量問(wèn)題的原因和對人們生活的影響,水與人類(lèi)生命健康密切相關(guān),飲用水的質(zhì)量必須得到保障。隨后指出了凈水設備存在的迫切性以及檢測飲水質(zhì)量的必要性。最后提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”大背景下的飲水質(zhì)量檢測系統,并給出了詳細的設計方案。
關(guān)鍵詞:飲水質(zhì)量互聯(lián)網(wǎng)+凈水設備
1前言
水與人類(lèi)生命健康密切相關(guān),飲用水的質(zhì)量必須得到保障。目前,中國的大部分家庭和企業(yè)仍然使用自來(lái)水作為直飲水以及廚房用水,雖然自來(lái)水經(jīng)過(guò)了自來(lái)水廠(chǎng)的加工消毒,但安全和衛生問(wèn)題仍然讓人擔心。我國的自來(lái)水主要通過(guò)自來(lái)水廠(chǎng)的水泵汲取周邊江河湖泊以及地下水而來(lái),并通過(guò)沉淀,消毒,過(guò)濾等工藝流程,最后經(jīng)過(guò)配水泵站輸送到各個(gè)用戶(hù)[1]。近年來(lái),我國工業(yè)化和城市化的急速發(fā)展,極大的加劇了對于水循環(huán)影響,工農業(yè)生產(chǎn)所造成的污水和固體垃圾,以及人類(lèi)生活所排放的污水和生活垃圾的排放量飆升,各種污水的排放和垃圾的溶解對江河湖泊和地下水造成了嚴重的污染,對周?chē)乃丛斐闪瞬豢苫謴偷钠茐�。這些問(wèn)題直接影響了自來(lái)水源頭的水質(zhì)。再者,為了取水方便,自來(lái)水廠(chǎng)一般都會(huì )選擇建立在離水源較近的地區,自來(lái)水經(jīng)過(guò)水廠(chǎng)凈化處理后再通過(guò)一系列手段長(cháng)途運送到各個(gè)自來(lái)水配水站,再經(jīng)過(guò)各種管道流向用戶(hù)。在這長(cháng)途運輸中,由管道污染和腐蝕老化等原因引起的水質(zhì)二次污染,必定會(huì )造成對用戶(hù)健康的損害,飲水安全問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫[2]。根據李總理的指示,我國推出了《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導意見(jiàn)》,將“互聯(lián)網(wǎng)+”上升為國家戰略。這標志著(zhù)我國將大力推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)創(chuàng )新方向的融合,創(chuàng )造新的產(chǎn)業(yè)格局,打造新的經(jīng)濟生態(tài)[3]。由此看來(lái),將“互聯(lián)網(wǎng)+”運用于人民的生活勢在必行“,互聯(lián)網(wǎng)+”飲水質(zhì)量的發(fā)展前途無(wú)量。
2飲水質(zhì)量檢測系統概述
在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大時(shí)代下,人們可以通過(guò)各方面來(lái)關(guān)注自身的健康。水是人們日常生活的基礎,而由于水的質(zhì)量問(wèn)題普遍存在,大多數用戶(hù)都選擇使用凈水設備來(lái)確保自己的飲水安全。此時(shí),凈水設備的凈水效果以及運行狀況就成了用戶(hù)需要了解的首要問(wèn)題。在這樣的背景下,本文提出一種基于線(xiàn)程池技術(shù)的水質(zhì)信息檢測查詢(xún)系統。無(wú)論用戶(hù)在何時(shí)何地,都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)查看安裝在自家檢測設備所檢測的數據,了解自家的水質(zhì)狀況以及凈水設備運行狀況。而提供凈水設備的企業(yè)也可以通過(guò)了解設備的運行情況為用戶(hù)提供后續的維護服務(wù)。系統通過(guò)安裝在用戶(hù)家庭的檢測設備采集用戶(hù)水質(zhì)數據經(jīng)過(guò)公網(wǎng)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)信息中心。用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )隨時(shí)隨地查看自家水質(zhì)狀況,企業(yè)用戶(hù)也可以隨時(shí)查看各凈水設備的運行狀況,為提供維護服務(wù)做指引。
3飲水質(zhì)量檢測系統方案設計
本文提出的檢測系統主要是通過(guò)安裝在凈水設備的傳感器采集凈化過(guò)后水的各項參數,通過(guò)終端服務(wù)器的分析處理,并發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上的信息中心。而互聯(lián)網(wǎng)信息中心主要負責數據接受、存儲和信息管理。因此,方案設計主要包含檢測設備和互聯(lián)網(wǎng)信息中心兩部分。接下來(lái)將從兩方面介紹系統方案設計。
3.1檢測設備的方案設計
檢測設備主要任務(wù)是通過(guò)傳感器采集各項水質(zhì)參數數據,并通過(guò)數據簡(jiǎn)單的判斷凈水設備是否正常運行。檢測設備還具有一定的存儲能力,可以存儲一定時(shí)間的信息數據,以便在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )時(shí)可以保存數據并在網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)保證數據不丟失。檢測設備還必須定期向互聯(lián)網(wǎng)信息中心傳送水質(zhì)信息,保證用戶(hù)和企業(yè)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)查看每一臺設備的凈水效果和設備運行狀況。每當凈水設備出現故障時(shí),檢測設備還可以及時(shí)向維護人員發(fā)送報警信息,為維護人員分析故障原因提供依據。在這樣的要求下,檢測設備主要應該包含數據的處理、發(fā)送和報警三個(gè)部分。以下將依次介紹這幾部分的設計方案。數據處理和報警部分:數據處理主要是將來(lái)自傳感器的數據進(jìn)行格式化處理,主要分為三部分內容:首先,判斷接受到的數據是否符合傳感器發(fā)送的數據規格要求,由此來(lái)判定數據是否有效;其次,將獲得的數據和指定的數據進(jìn)行比較,判斷水質(zhì)情況是否正常;最后,將得自傳感器的數據格式化為指定的格式,方便存儲和發(fā)送。獲取的傳感器的數據主要分為5項內容:設備ID、殘留氯、PH、TDS(mg/L)和流量()。再加上水質(zhì)檢測結果和存儲時(shí)間共7項存入終端數據庫。檢測設備首先檢查所獲得的傳感器數據格式,將符合規范的數據進(jìn)行后續處理。即將四項水質(zhì)參數和給定的值進(jìn)行比較,根據比較結果判定水質(zhì)狀況,如果水質(zhì)情況異常,立即發(fā)送報警信息到互聯(lián)網(wǎng)信息中心請求處理。數據發(fā)送部分:檢測設備的數據發(fā)送部分的主要任務(wù)是定期的向互聯(lián)網(wǎng)信息中心申請建立連接并將近期的數據發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)信息中心信息中心。第一次動(dòng)作時(shí),終端服務(wù)器首先讀取目前的時(shí)間并存儲。第一個(gè)刷新周期到達后,以存儲的日期為條件搜索數據,將比存儲日期新的所有數據讀取出來(lái),并將數據整理打包發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)信息中心信息中心。隨后將當前時(shí)間保存,等待下一個(gè)周期。
3.2互聯(lián)網(wǎng)信息中心的方案設計
互聯(lián)網(wǎng)信息中心主要負責將接受到的數據存儲到服務(wù)器,并記錄用戶(hù)的故障記錄與維修記錄,不同的登錄用戶(hù)擁有不通的權限,可以查看相應的數據。以下將依次介紹Web服務(wù)器設計、通用線(xiàn)程池的設計和數據庫的設計。
3.2.1Web服務(wù)器的設計
根據需求,本文設計的飲水質(zhì)量檢測系統需要通過(guò)Web服務(wù)器顯示每一臺凈水設備的運行狀態(tài)和水質(zhì)信息。同時(shí),為了方便管理和保護數據安全,Web服務(wù)器需要添加平臺管理模塊,負責管理平臺的登錄認證,用戶(hù)管理和權限管理。平臺管理模塊需要合理的分配登錄用戶(hù)的操作權限,用以保證用戶(hù)只能執行該權限所授權的操作。本文選擇基于角色的權限控制機制。在這里,用戶(hù)指的是每一個(gè)在服務(wù)器注冊并且可以通過(guò)登錄認證進(jìn)入平臺管理系統的人。而角色是指一個(gè)企業(yè)在平臺設計時(shí)所分配的工作崗位,例如:總管理員,區域管理員,普通用戶(hù)等。權限是基于角色存在的,用于注明每一個(gè)角色可以在管理平臺所做的事情,包括其可以查看的設備數據范圍,可以進(jìn)行系統操作的類(lèi)型等[4]。本文將管理平臺的權限分為系統相關(guān)權限和設備相關(guān)權限兩部分。系統相關(guān)權限是指添加用戶(hù)、刪除用戶(hù)、修改用戶(hù)信息等與設備信息無(wú)關(guān)的權限。設備相關(guān)權限是指可以查看的設備范圍以及查看的數據類(lèi)型等。
3.2.2通用線(xiàn)程池的設計
采用通用線(xiàn)程池主要是為了提高服務(wù)器處理并發(fā)任務(wù)的效率,并減輕服務(wù)器的負擔。通用線(xiàn)程池主要由數據緩沖池和服務(wù)器線(xiàn)程池組成。數據緩沖池是用于存儲客戶(hù)端請求,將客戶(hù)端的請求按照接受的順序至于任務(wù)隊列中。任務(wù)隊列采用先進(jìn)先出的原則,先接受的任務(wù)將會(huì )優(yōu)先交于處理,減少客戶(hù)端的等待時(shí)間。而服務(wù)器的線(xiàn)程池,是在服務(wù)器運行時(shí)創(chuàng )建并存儲了一定數量的線(xiàn)程,并使其處理阻塞狀態(tài)。一旦數據緩沖池中有任務(wù)進(jìn)來(lái),線(xiàn)程池就將一個(gè)空閑的線(xiàn)程喚醒并使其處理客戶(hù)端的請求任務(wù),處理完任務(wù)后線(xiàn)程會(huì )重新進(jìn)入阻塞狀態(tài)等待下一次喚醒。
3.2.3數據庫的設計
為了儲存水質(zhì)信息和用戶(hù)信息,互聯(lián)網(wǎng)信息中心數據庫主要應設置有用戶(hù)信息表、設備信息表、維修記錄表、故障信息表、水質(zhì)信息表、報警信息表、角色表以及角色權限表。用戶(hù)信息表,主要記錄各個(gè)用戶(hù)的賬戶(hù)信息,包括用戶(hù)名,用戶(hù)密碼、角色和聯(lián)系方式等基本信息;設備信息表主要記錄企業(yè)所管轄的凈水設備的基本信息,以便于維護和修理;維修記錄表主要記錄每次維修的時(shí)間,故障情況等信息;故障信息表主要記錄常見(jiàn)故障的信息,和維修記錄表搭配使用;水質(zhì)信息表主要記錄每臺設備的水質(zhì)情況;報警信息表主要記錄檢測設備的報警信息,方便查詢(xún)和管理;角色表記錄角色名稱(chēng)和角色ID信息,系統中默認存在一個(gè)管理員角色;角色權限表記錄分配給角色的權限,默認管理員具有最高權限。
4結語(yǔ)
“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨,作為人們生活的基礎,互聯(lián)網(wǎng)與飲水相“+”依然是大勢所趨。而隨著(zhù)人們生活水平的提高,飲水的健康安全必然會(huì )成為人們更加關(guān)注的對象。目前。各種可接入互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設備已經(jīng)成為人們生活所不可或缺的一部分,因此,將人們的生活和互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)結就是將生活的管理集中一臺移動(dòng)設備。未來(lái)一臺接入互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設備就能處理生活中點(diǎn)滴事物的愿景已然觸手可及。
參考文獻
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