CN105092811B - 一种城市二次供水水质安全远程监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种城市二次供水水质安全远程监管系统及方法，可实现对各监管区的集中统一管理；包括无线水质监测传感器、水质监测基站、WEB系统服务器、短信猫模块、客户端计算机，无线水质监测传感器通过无线网络与水质监测基站通信，水质监测基站通过Internet或GPRS网络与WEB系统服务器进行远程通信，短信猫模块通过串口与WEB系统服务器相连，WEB系统服务器通过Internet连接多台客户端计算机；本发明可将监控区域内所有运行信息通过Internet向用户发布，实现不同地区、不同规模的二次供水蓄水池水质的实时监管，从而更提高了二次供水安全性和水质监管的及时性。

Description

一种城市二次供水水质安全远程监管系统及方法

技术领域

本发明涉及城市二次供水行业智能和信息化技术领域，具体涉及一种城市二次供水水质安全远程监管系统及方法。

背景技术

二次供水是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供给用户使用或自用的形式；国内绝大部分市政供水水压只能输送到3～4楼，5楼以上的小区需要二次加压，所以说二次供水设施主要为弥补市政供水管线压力不足，保证居住、生活在高层人群用水而设立的。由此可见，二次供水是高层供水的唯一选择方式，与千家万户息息相关。

供水安全性包含两方面的含义：一是指供水的水质在使用中不应当给人体带来短期的或长期的健康危害，即供水在自然属性上的安全性；二是指供水系统对遭受突发性事故威胁(包括自然灾害、突发性水质污染事故、内源性水质恶化、水厂运行事故、恐怖袭击、人为蓄意破坏等)具有良好的预防、保护、应急和恢复功能，即供水在社会意义上的安全性。随着我国城镇化建设的推进，为加强二次供水管理，保证用水品质，并针对供水自然属性安全和社会属性安全，各城市不断出台相关管理办法和应急预案。

尽管如此，二次供水水质不合格事件和安全性事件依然时有发生，究其原因，一方面在于供水公司、开发商、物业、净水公司权责不明，缺少专职的二次供水管理人员，管理上存在较大的漏洞；另一方面是缺少科技含量高且符合二次供水远程水质监测需求的产品。根据GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》，二次供水需检测项共有106项，涉及微生物、化学物质、放射性物质、感官性状、消毒剂等五个方面的单一水质指标，其中绝大多数指标无法在线监测。

目前有两种方法来保护二次供水的安全。第一，根据各城市的规定，由直接负责单位(通常为各小区物业)定期组织对蓄水池和供水管网进行清洗、消毒，并委托第三方对水质进行安全检查和评估。其缺点不同的第三方检测机构检测项目，评价体系均不同，同时，对于应对突发性二次供水水污染事件，这种离线抽检方式显然不能满足需求。第二，二次供水管理机构和小区物业对蓄水池水质进行远程监管，挑选具有代表性的水质指标，如pH，而后将测量结果远程传输到监管平台，将测量结果与指标阈值进行对比，从而来判断水质是否合格。这一方法能够对水质监管起到积极作用，但是仍存在很大的不足，主要体现在以下三个方面：

1)仅能对水质自然属性的安全做预警，无法对突发性事件进行预警判断；

2)多个指标之间缺乏联系，难以对水质综合安全进行分析，发现污染物后难以对污染物的种类进行分析；

3)历史数据庞大且复杂，对水质的长期跟踪意义不大。

因此，很有必要研究兼具常规水质监测和突发性水污染在线监测的二次供水远程监管系统和方法。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种城市二次供水水质安全远程监管系统及方法，可实现对各监管区的集中统一管理，从而更提高了二次供水安全性和水质监管的及时性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种城市二次供水水质安全远程监管系统，包括无线水质监测传感器、水质监测基站、WEB系统服务器、短信猫模块、客户端计算机，无线水质监测传感器通过无线网络与水质监测基站通信，水质监测基站通过Internet或GPRS网络与WEB系统服务器进行远程通信，短信猫模块通过串口与WEB系统服务器相连，WEB系统服务器通过Internet连接多台客户端计算机，所述无线水质监测传感器包括无线常规水质监测传感器和无线有毒有害物质监测传感器，二者安装于二次供水蓄水池上，无线常规水质监测传感器的导管和无线有毒有害物质监测传感器的导管置于水体中，水质监测基站安装在二次供水蓄水池上；

其中，WEB系统服务器通过Internet或GPRS网络远程下发水质采样频率到各监管区的水质监测基站，水质监测基站再将采样频率通过无线通信模块下发到无线水质监测传感器，无线水质监测传感器根据系统所设置的采样频率采集监管区域内的水质指标，并将采集到的数据通过无线通信模块传输到水质监测基站，水质监测基站再将数据通过Internet或GPRS传输到WEB系统服务器，WEB系统服务器根据选定的水质指数模型进行计算分析当前水质指数是否正常，当水质指数异常时，WEB系统服务器即通过短信猫模块向相关责任人手机发送短信报警，同时将相应的报警信息存入数据库，供日后查询；

该系统包括两种工作模式，一种为实时工作的常规水质在线监测模式，另一种为需要触发信号才能启动的有毒有害物质在线监测模式，常规水质在线监测模式通过WEB系统服务器对水质监测基站下发采样频率，水质监测基站将采样频率转发给无线常规水质监测传感器，无线常规水质监测传感器即按照采样频率采集水质参数；有毒有害物质在线监测模式由水质监测基站中的人体接近检测单元所触发，触发发生前，WEB系统服务器对水质监测基站下发采样频率，水质监测基站将采样频率转发给无线有毒有害物质监测传感器，人体进入监控区域后，水质监测基站中的人体接近检测单元发出触发信号，有毒有害物质在线监测模式开启，无线有毒有害物质监测传感器即按照预先设定的采样频率开始采集水质参数；无线常规水质监测传感器和无线有毒有害物质监测传感器所采集到的数据均通过水质监测基站远程传输到WEB系统服务器。

进一步的，无线水质监测传感器包括微处理器、电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、水质监测传感器、微型水泵、导管、微型检测池，其中，微处理器与电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、水质监测传感器、微型水泵均连接，微型水泵与导管、微型检测池相连接，水质监测传感器与微型检测池相连接，电源与电源检测单元相连接。

进一步的，水质监测基站包括微处理器、电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、移动通信模块、人体接近检测单元，其中，微处理器与电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、移动通信模块、人体接近检测单元均连接，电源与电源检测单元相连接。

进一步的，无线常规水质监测传感器用于监测水体中的浊度、余氯、pH、电导率即二次供水在自然状态下会自然变化的水质指标，这些指标为GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》所规定的常规指标，无线有毒有害物质监测传感器用于监测水体中的挥发性有机化合物、氰化物、重金属即二次供水自然状态下不会产生的有毒有害物质，这些物质用于表征水体中是否含有GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》所规定的非常规指标。

一种实现上述的城市二次供水水质安全远程监管系统的方法，所述步骤具体为，

1)数据初始化

将统计的城市二次供水水质监管区基本信息、水质监测传感器信息、用户信息、通过实验建立的有毒污染物数据库、本地认可的水质指数模型导入所述城市二次供水水质安全远程监管系统的数据库中，建立基础数据；

2)系统上线

所述城市二次供水水质安全远程监管系统启动运行，各水质监管区的无线水质监测传感器、水质监测基站上电运行；

3)轮询各水质监管区

系统记录已经连接的水质监测基站和对应的水质监管区信息，并按设定的轮询时间间隔向各个已连接的水质监管区发送轮询命令；

4)数据接收及解析

WEB系统服务器将各个水质监测基站传来的数据包进行解析、处理、存储，并进行显示，用户可登录系统进入水质监管区实时监管界面查看实时数据；

5)数据分析

WEB系统服务器将解析后的各个水质指标与GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》所规定的指标限值进行比较，判断是否超过阈值，若没有超过阈值则回到步骤4)；若超过阈值则执行步骤6)；

6)产生报警记录

根据步骤5)的判断结果自动生成相应类型即常规水质异常报警、水质安全突发事件报警、污染物类别报警的报警记录，通过用户信息数据库获取可接收该条报警记录的用户列表及其手机号码，将该条报警记录存入历史报警信息数据库中；

7)发送报警短信

WEB系统服务器定时查找数据库中未被发送的报警记录，调用短信猫模块的接口函数将所有未被发送的报警记录依次发送给相应权限的用户；

进一步的，所述常规水质异常报警包括以下步骤：

1)建立水质指数模型

通过无线常规水质监测传感器采集浊度、余氯、pH、电导率等水质常规指标，根据GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》设置每项常规指标的限值，根据各地区认可的水质指数(WQI)计算方法，计算安全指数阈值W0；

2)实时水质指数分析

WEB系统服务器获取到无线常规水质监测传感器采集的浊度、余氯、pH、电导率水质常规指标，并根据所建立的水质指数模型实时计算当前水质指数Wt，并比较Wt与W0的大小；

3)异常报警

当Wt＞W0时，WEB系统服务器通过短信猫模块向相关责任人的手机发送报警信息；

进一步的，所述水质安全突发事件报警包括以下步骤：

1)建立有毒污染物数据库

抽取本地二次供水蓄水池内的水体样本到实验室，在样本中添加不同浓度的、GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》中规定的非常规指标，同时用无线常规水质监测传感器和无线有毒有害物质监测传感器采集各个指标，建立每一个非常规指标所对应的无线常规水质监测传感器和无线有毒有害物质监测传感器所采集到的指标的数值，将这些数值与每一项非常规指标建立一一对应关系，并将这一对应关系保存到有毒污染物数据库；

2)有毒有害物质在线监测模式启动

水质监测基站中的人体接近检测单元检测到有人体进入监测区域后，水质监测基站即发送指令到无线有毒有害物质监测传感器，开始采集数据；

3)水质安全突发事件报警

当无线有毒有害物质监测传感器所采集到的任意一项指标超出GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》中规定的限值时，即发起水质安全突发事件报警，WEB系统服务器通过短信猫模块向相关责任人的手机发送报警信息，同时提高采样频率，若无线有毒有害物质监测传感器所采集到指标均正常，则继续判断人体监控触发信号，当检测到人体离开监控区域后，水质监测基站关闭有毒有害物质在线监测模式；

4)污染物类别报警

上述步骤发生后，WEB系统服务器自动分析当前无线常规水质监测传感器和无线有毒有害物质监测传感器采集到的各个水质指标的数据与有毒污染物数据库的污染物进行比对，根据比对结果，WEB系统服务器通过短信猫模块向相关责任人的手机发送疑似污染物或未知污染物报警短信；

5)未知污染物自学习

待用户事后分析出污染物类别后，将污染物名称与报警发生时的各个水质指标数据进行关联，并保存到有毒污染物数据库，即可完成未知污染物的自学习。

本发明与现有城市二次供水水质远程监管技术相比，具有如下有益效果：

1.能够对水质进行综合分析，而现有技术只能判断单一指标是否超标。

2.水质分析结果可以为二次供水的管理，如水体消毒、管道清洗等，提供指导性建议。

3.能够实现突发事件报警，为水质管理部门进行突发事件处理争取宝贵的时间，而现有技术则无此项功能。

4.突发事件发生后，能够对污染物进行判断，从而为突发事件处理部门提供决策依据，而现有技术则无此项功能。

同时本发明可将监控区域内所有运行信息通过Internet向用户发布，实现不同地区、不同规模的二次供水蓄水池水质的实时监管，因此可广泛应用于二次供水水质监管，如小区用水、学校用水、医院用水、机场用水等。

附图说明

图1是本发明的总体架构图。

图2是本发明的现场布置示意图。

图3是本发明的无线水质监测传感器电路框图。

图4是本发明的水质监测基站电路框图。

图5是本发明的工作模式示意图。

图6是本发明的常规水质异常报警工作原理图。

图7是本发明的水质安全突发事件报警工作原理图。

图8是本发明的系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1是本发明的总体架构图，包括无线水质监测传感器1、水质监测基站2、WEB系统服务器3、短信猫模块4、客户端计算机5，无线水质监测传感器1通过2.4GHz无线网络与水质监测基站2通信，水质监测基站2通过Internet和GPRS网络与WEB系统服务器3进行远程通信，短信猫模块4通过串口与WEB系统服务器3相连，WEB系统服务器3通过Internet连接多台客户端计算机5。

本实施例中，无线水质监测传感器1通过ZigBee协议与水质监测基站2进行通信；ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，并且采用高级加密标准(AES 128)的对称密码，在实际应用中通信质量高，数据安全性高。

图2是本发明的现场布置示意图，本发明用于监测二次供水蓄水池6内水体7的质量安全，无线水质监测传感器1包括无线常规水质监测传感器1-1、无线有毒有害物质监测传感器1-2，二者安装于二次供水蓄水池6上，无线常规水质监测传感器1-1的导管8和无线有毒有害物质监测传感器1-2的导管9置于水体7中，水质监测基站2安装在二次供水蓄水池6上，无线常规水质监测传感器1-1用于监测二次供水在自然状态下会自然变化的水质指标，这些指标为GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》所规定的常规指标，无线有毒有害物质监测传感器1-2用于监测二次供水自然状态下不会产生的有毒有害物质，这些物质用于表征水体7中是否含有GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》所规定的非常规指标；

本实施例中，无线常规水质监测传感器1-1监测水中的浊度、余氯、pH、电导率四个指标，无线有毒有害物质监测传感器1-2监测水中的挥发性有机化合物、氰化物、重金属三个指标，上述挥发性有机化合物在本实施例中具体是指VOCs。

图3是本发明的无线水质监测传感器电路框图，包括微处理器、电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、水质监测传感器、微型水泵、导管、微型检测池，其中，微处理器与电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、水质监测传感器、微型水泵均连接，微型水泵与导管、微型检测池相连接，水质监测传感器与微型检测池相连接，电源与电源检测单元相连接；

图4是本发明的水质监测基站电路框图，包括微处理器、电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、移动通信模块、人体接近检测单元，其中，微处理器与电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、移动通信模块、人体接近检测单元均连接，电源与电源检测单元相连接。

本实施例中，2.4GHz无线通信模块为Texas Instruments公司的CC2530F256，无线通信模块是衔接水质监测传感器1和水质监测基站2，就数据传输路径而言，其地位非常重要，CC2530F256是Texas Instruments公司推出的低功耗ZigBee片上系统(SOC)，内置ZigBee协议，实际应用中性能稳定，传输可靠；人体接近检测单元采用监控半径大于5米的微波人体探测器，相比于传统红外人体探测器，微波人体探测器可以做到无死角监测；移动通信模块为厦门四信通信科技有限公司低功耗IP MODEM F2X14。

图5是本发明的工作模式示意图，本发明有两种工作模式，一种为实时工作的常规水质在线监测模式，另一种为需要触发信号才能启动的有毒有害物质在线监测模式，常规水质在线监测模式通过WEB系统服务器3对水质监测基站2下发采样频率，水质监测基站2将采样频率转发给无线常规水质监测传感器1-1，无线常规水质监测传感器1-1即按照采样频率采集水质参数；有毒有害物质在线监测模式由水质监测基站2中的人体接近检测单元所触发，触发发生前，WEB系统服务器3对水质监测基站2下发采样频率，水质监测基站2将采样频率转发给无线有毒有害物质监测传感器1-2，人体进入监控区域后，水质监测基站2中的人体接近检测单元发出触发信号，有毒有害物质在线监测模式开启，无线有毒有害物质监测传感器1-2即按照预先设定的采样频率开始采集水质参数；无线常规水质监测传感器1-1和无线有毒有害物质监测传感器1-2所采集到的数据均通过水质监测基站2远程传输到WEB系统服务器3。

图6是本发明的常规水质异常报警工作原理图，常规水质异常报警包括以下步骤：

1)建立水质指数模型

通过无线常规水质监测传感器1-1采集浊度、余氯、pH、电导率等水质常规指标，根据GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》设置每项常规指标的限值，根据各地区认可的水质指数(WQI)计算方法，计算安全指数阈值W0。

2)实时水质指数分析

WEB系统服务器3获取到无线常规水质监测传感器1-1采集的浊度、余氯、pH、电导率等水质常规指标，并根据所建立的水质指数模型实时计算当前水质指数Wt，并比较Wt与W0的大小。

3)异常报警

当Wt＞W0时，WEB系统服务器3通过短信猫模块4向相关责任人的手机发送报警信息。

本实施例中，WQI采用国际上广泛认可的加拿大水质指数(Water Quality Index)计算方法。

图7是本发明的水质安全突发事件报警工作原理图，水质安全突发事件报警包括以下步骤：

1)建立有毒污染物数据库

抽取本地二次供水蓄水池6内的水体7样本到实验室，在样本中添加不同浓度的、GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》中规定的非常规指标，同时用无线常规水质监测传感器1-1和无线有毒有害物质监测传感器1-2采集各个指标，建立每一个非常规指标所对应的无线常规水质监测传感器1-1和无线有毒有害物质监测传感器1-2所采集到的指标的数值，将这些数值与每一项非常规指标建立一一对应关系，并将这一对应关系保存到有毒污染物数据库。

2)有毒有害物质在线监测模式启动

水质监测基站2中的人体接近检测单元检测到有人体进入监测区域后，水质监测基站2即发送指令到无线有毒有害物质监测传感器1-2，开始采集数据。

3)水质安全突发事件报警

当无线有毒有害物质监测传感器1-2所采集到的任意一项指标超出GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》中规定的限值时，即发起水质安全突发事件报警，WEB系统服务器3通过短信猫模块4向相关责任人的手机发送报警信息，同时提高采样频率，若无线有毒有害物质监测传感器1-2所采集到指标均正常，则继续判断人体监控触发信号，当检测到人体离开监控区域后，水质监测基站2关闭有毒有害物质在线监测模式。

4)污染物类别报警

上述步骤发生后，WEB系统服务器3自动分析当前无线常规水质监测传感器1-1和无线有毒有害物质监测传感器1-2采集到的各个水质指标的数据与有毒污染物数据库的污染物进行比对，根据比对结果，WEB系统服务器3通过短信猫模块4向相关责任人的手机发送疑似污染物或未知污染物报警短信。

5)未知污染物自学习

待用户事后分析出污染物类别后，将污染物名称与报警发生时的各个水质指标数据进行关联，并保存到有毒污染物数据库，即可完成未知污染物的自学习。

图8是本发明的系统工作原理图，本发明自下而上可分为四部分：数据采集、后台运行、数据库和WEB服务，系统的工作原理为：

1)数据初始化

将统计的城市二次供水水质监管区基本信息、水质监测传感器信息、用户信息、通过实验建立的有毒污染物数据库、本地认可的水质指数模型导入所述城市二次供水水质安全远程监管系统的数据库中，建立基础数据。

2)系统上线

所述城市二次供水水质安全远程监管系统启动运行，各水质监管区的水质监测传感器1、水质监测基站2上电运行。

3)轮询各水质监管区

系统记录已经连接的水质监测基站2和对应的水质监管区信息，并按设定的轮询时间间隔向各个已连接的水质监管区发送轮询命令。

4)数据接收及解析

WEB系统服务器3将各个水质监测基站2传来的数据包进行解析、处理、存储，并进行显示，用户可登录系统进入水质监管区实时监管界面查看实时数据。

5)数据分析

WEB系统服务器3将解析后的各个水质指标与GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》所规定的指标限值进行比较，判断是否超过阈值，若没有超过阈值则回到步骤4)；若超过阈值则执行步骤6)。

6)产生报警记录

根据步骤5)的判断结果自动生成相应类型，常规水质异常报警、水质安全突发事件报警、污染物类别报警的报警记录，通过用户信息数据库获取可接收该条报警记录的用户列表及其手机号码，将该条报警记录存入历史报警信息数据库中。

7)发送报警短信

WEB系统服务器3定时查找数据库中未被发送的报警记录，调用短信猫模块4的接口函数将所有未被发送的报警记录依次发送给相应权限的用户。

本发明的工作过程如下：

WEB系统服务器3通过GPRS或Internet远程下发水质采样频率到各监管区的水质监测基站2，水质监测基站2再将采样频率通过2.4GHz无线通信模块下发到无线水质监测传感器1；无线常规水质监测传感器1-1根据系统所设置的采样频率采集监管区域内的水质指标，并将采集到的数据通过2.4GHz无线通信模块传输到水质监测基站2，水质监测基站2再将数据通过GPRS或Internet传输到WEB系统服务器3，WEB系统服务器3根据选定的水质指数模型进行计算分析当前水质指数是否正常，当水质指数异常时，WEB系统服务器3即通过短信猫模块4向相关责任人手机发送短信报警，同时将相应的报警信息存入数据库，供日后查询。

当水质监测基站2中的人体接近检测单元发现监控区域内有人进入时，水质监测基站2即下发工作指令到无线有毒有害物质监测传感器1-2，无线有毒有害物质监测传感器1-2即开始采集相关水质指标，并将采集到的数据无线传输到水质监测基站2，水质监测基站2再将数据远程传输到WEB系统服务器3，WEB系统服务器3将数据与GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》中相关指标限值进行比对，当发现有指标超标时，立即向相关责任人手机发送水质安全突发事件报警短信。

同时，为了给决策人员提供决策支持，WEB系统服务器3调用当前无线常规水质监测传感器1-1和无线有毒有害物质监测传感器1-2采集到各指标的数值，并与事先建立的有毒污染物数据库中的每项污染物进行比对，判断所出现的污染物是否为有毒污染物数据库中污染物，若数据接近，则向相关责任人手机发送短信告知疑似污染物名称，若数据不相关，则向相关责任人手机发送短信告知污染物为未知污染物。

责任人收到为止污染物报警短信后，即可立即安排试验人员抽取水体样本进行检验，当分析出污染物类别时，可将污染物名称与报警发生时的各个水质指标数据进行关联，并保存到有毒污染物数据库，这样可不断丰富数据库，为以后突发事件的应急提供更多的数据支撑。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种城市二次供水水质安全远程监管系统，包括无线水质监测传感器（1）、水质监测基站（2）、WEB系统服务器（3）、短信猫模块（4）、客户端计算机（5），无线水质监测传感器（1）通过无线网络与水质监测基站（2）通信，水质监测基站（2）通过Internet或GPRS网络与WEB系统服务器（3）进行远程通信，短信猫模块（4）通过串口与WEB系统服务器（3）相连，WEB系统服务器（3）通过Internet连接多台客户端计算机（5），所述无线水质监测传感器（1）包括无线常规水质监测传感器（1-1）和无线有毒有害物质监测传感器（1-2），二者安装于二次供水蓄水池（6）上，无线常规水质监测传感器（1-1）的导管（8）和无线有毒有害物质监测传感器（1-2）的导管（9）置于水体（7）中，水质监测基站（2）安装在二次供水蓄水池（6）上；

其中，WEB系统服务器（3）通过Internet或GPRS网络远程下发水质采样频率到各监管区的水质监测基站（2），水质监测基站（2）再将采样频率通过无线通信模块下发到无线水质监测传感器（1），无线水质监测传感器（1）根据系统所设置的采样频率采集监管区域内的水质指标，并将采集到的数据通过无线通信模块传输到水质监测基站（2），水质监测基站（2）再将数据通过Internet或GPRS网络传输到WEB系统服务器（3），WEB系统服务器（3）根据选定的水质指数模型进行计算分析当前水质指数是否正常，当水质指数异常时，WEB系统服务器（3）即通过短信猫模块（4）向相关责任人手机发送短信报警，同时将相应的报警信息存入数据库，供日后查询；

其特征在于：包括两种工作模式，一种为实时工作的常规水质在线监测模式，常规水质在线监测模式通过WEB系统服务器（3）对水质监测基站（2）下发采样频率，水质监测基站（2）将采样频率转发给无线常规水质监测传感器（1-1），无线常规水质监测传感器（1-1）即按照采样频率采集水质参数；另一种为需要触发信号才能启动的有毒有害物质在线监测模式，有毒有害物质在线监测模式由水质监测基站（2）中的人体接近检测单元所触发，触发发生前，WEB系统服务器（3）对水质监测基站（2）下发采样频率，水质监测基站（2）将采样频率转发给无线有毒有害物质监测传感器（1-2），人体进入监控区域后，水质监测基站（2）中的人体接近检测单元发出触发信号，有毒有害物质在线监测模式开启，无线有毒有害物质监测传感器（1-2）即按照预先设定的采样频率开始采集水质参数；无线常规水质监测传感器（1-1）和无线有毒有害物质监测传感器（1-2）所采集到的数据均通过水质监测基站（2）远程传输到WEB系统服务器（3）。

2.根据权利要求1所述的城市二次供水水质安全远程监管系统，其特征在于：无线水质监测传感器（1）包括微处理器、电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、水质监测传感器、微型水泵、导管、微型检测池，其中，微处理器与电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、水质监测传感器、微型水泵均连接，微型水泵与导管、微型检测池相连接，水质监测传感器与微型检测池相连接，电源与电源检测单元相连接。

3.根据权利要求2所述的城市二次供水水质安全远程监管系统，其特征在于：水质监测基站（2）包括微处理器、电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、移动通信模块、人体接近检测单元，其中，微处理器与电源、电源检测单元、存储单元、2.4GHz无线通信模块、移动通信模块、人体接近检测单元均连接，电源与电源检测单元相连接。

4.根据权利要求3所述的城市二次供水水质安全远程监管系统，其特征在于：无线常规水质监测传感器（1-1）用于监测水体（7）中的浊度、余氯、pH、电导率，即二次供水在自然状态下会自然变化的水质指标；无线有毒有害物质监测传感器（1-2）用于监测水体（7）中的挥发性有机化合物、氰化物、重金属，即二次供水自然状态下不会产生的有毒有害物质。

5.根据权利要求4所述的城市二次供水水质安全远程监管系统，其特征在于：所述无线水质监测传感器（1）通过ZigBee协议与水质监测基站（2）进行通信。

6.根据权利要求4所述的城市二次供水水质安全远程监管系统，其特征在于：所述2.4GHz无线通信模块为Texas Instruments公司的CC2530F256。

7.一种实现如权利要求1所述的城市二次供水水质安全远程监管系统的方法，其特征在于：所述方法的步骤具体为，

1）数据初始化

将统计的城市二次供水水质监管区基本信息、水质监测传感器信息、用户信息、通过实验建立的有毒污染物数据库、本地认可的水质指数模型导入所述城市二次供水水质安全远程监管系统的数据库中，建立基础数据；

2）系统上线

所述城市二次供水水质安全远程监管系统启动运行，各水质监管区的无线水质监测传感器（1）、水质监测基站（2）上电运行；

3）轮询各水质监管区

系统记录已经连接的水质监测基站（2）和对应的水质监管区信息，并按设定的轮询时间间隔向各个已连接的水质监管区发送轮询命令；

4）数据接收及解析

WEB系统服务器（3）将各个水质监测基站（2）传来的数据包进行解析、处理、存储，并进行显示，用户可登录系统进入水质监管区实时监管界面查看实时数据；

5）数据分析

WEB系统服务器（3）将解析后的各个水质指标与生活饮用水卫生标准所规定的指标限值进行比较，判断是否超过阈值，若没有超过阈值则回到步骤4）；若超过阈值则执行步骤6）；

6）产生报警记录

根据步骤5）的判断结果自动生成相应类型即常规水质异常报警、水质安全突发事件报警的报警记录，通过用户信息数据库获取可接收该条报警记录的用户列表及其手机号码，将该条报警记录存入历史报警信息数据库中；

7）发送报警短信

WEB系统服务器（3）定时查找数据库中未被发送的报警记录，调用短信猫模块（4）的接口函数将所有未被发送的报警记录依次发送给相应权限的用户。

8.根据权利要求7所述的一种实现如权利要求1所述的城市二次供水水质安全远程监管系统的方法，其特征在于： 所述常规水质异常报警包括以下步骤：

1）建立水质指数模型

通过无线常规水质监测传感器（1-1）采集浊度、余氯、pH、电导率这些水质常规指标，根据生活饮用水卫生标准设置每项常规指标的限值，根据各地区认可的水质指数模型，计算安全指数阈值W₀；

2）实时水质指数分析

WEB系统服务器（3）获取到无线常规水质监测传感器（1-1）采集的水质常规指标，所述水质常规指标为浊度、余氯、pH、及电导率，并根据所建立的水质指数模型实时计算当前水质指数Wt，并比较Wt与W₀的大小；

3）异常报警

当Wt＞W₀时，WEB系统服务器（3）通过短信猫模块（4）向相关责任人的手机发送报警信息。

9.根据权利要求7所述的一种实现如权利要求1所述的城市二次供水水质安全远程监管系统的方法，其特征在于：所述水质安全突发事件报警包括以下步骤：

1）建立有毒污染物数据库

抽取本地二次供水蓄水池（6）内的水体（7）样本到实验室，在样本中添加不同浓度的生活饮用水卫生标准中规定的非常规指标，同时用无线常规水质监测传感器（1-1）和无线有毒有害物质监测传感器（1-2）采集各个指标，建立每一个非常规指标所对应的无线常规水质监测传感器（1-1）和无线有毒有害物质监测传感器（1-2）所采集到的指标的数值，将这些数值与每一项非常规指标建立一一对应关系，并将这一对应关系保存到有毒污染物数据库；

2）有毒有害物质在线监测模式启动

水质监测基站（2）中的人体接近检测单元检测到有人体进入监测区域后，水质监测基站（2）即发送指令到无线有毒有害物质监测传感器（1-2），开始采集数据；

3）水质安全突发事件报警

当无线有毒有害物质监测传感器（1-2）所采集到的任意一项指标超出生活饮用水卫生标准中规定的限值时，即发起水质安全突发事件报警，WEB系统服务器（3）通过短信猫模块（4）向相关责任人的手机发送报警信息，同时提高采样频率，若无线有毒有害物质监测传感器（1-2）所采集到指标均正常，则继续判断人体监控触发信号，当检测到人体离开监控区域后，水质监测基站（2）关闭有毒有害物质在线监测模式；

4）污染物类别报警

上述步骤发生后，WEB系统服务器（3）自动分析当前无线常规水质监测传感器（1-1）和无线有毒有害物质监测传感器（1-2）采集到的各个水质指标的数据与有毒污染物数据库的污染物进行比对，根据比对结果，WEB系统服务器（3）通过短信猫模块（4）向相关责任人的手机发送疑似污染物或未知污染物报警短信；

5）未知污染物自学习

待用户事后分析出污染物类别后，将污染物名称与报警发生时的各个水质指标数据进行关联，并保存到有毒污染物数据库，即可完成未知污染物的自学习。