CN109187900B - 一种水质安全监测与管理系统 - Google Patents

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CN109187900B CN201811062132.1A CN201811062132A CN109187900B CN 109187900 B CN109187900 B CN 109187900B CN 201811062132 A CN201811062132 A CN 201811062132A CN 109187900 B CN109187900 B CN 109187900B
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Abstract

本发明公开一种水质安全监测与管理系统，包括水质服务器分别与水质监测终端、水源数据库、显示终端以及若干阶段水质获取模块连接。本发明通过水质监测终端对自来水厂内的水质进行检测与分析，以确定从自来水厂流出的水质是否符合要求；并通过阶段水质获取模块并结合水质服务器，对各水管中的水质进行检测分析，以确定从上一水管流至下一水管过程中的水质安全性变化系数，确定该水管是否发生异常，便于管理人员对水管进行维修和更换，且统计流入用户家的水质累计变化系数，以确定水质是否满足人们的需求，大大提高了水质检测的效率、安全性和可靠性，提高了生活用水的质量，为生活用水检测提供扎实的基础。

Description

一种水质安全监测与管理系统
技术领域
本发明属于生活用水监测技术领域，涉及到一种水质安全监测与管理系统。
背景技术
水是生命之本，是人类赖以生存必不可少的物质资源之一，水也是为人体获得各种营养物质的重要途径之一，21世纪以来，水污染越来越严重，对水资源的保护成为一项重要的工程。
水质检测是对水资源保护的重要指标，水质监测包括污水、工业用水和河道水和生活用水，其中，生活用水的水质安全直接影响人体的健康，现有的生活用水通常在自来水的水源地和用户端的自来水进行检测，能够有效地检测出自来水中的酸碱度、硬度、细菌含量等是否超标，但是无法有效地对自来水流进用户的整个过程进行检测，进而无法快速有效地解决自来水在运输过程中发生的状况的位置，导致自来水的安全性不能有效地得到提高，同时，生活用水在监测的过程中，存在监测效率低和可靠性差的问题，无法满足人们对安全水质的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种水质安全监测与管理系统，通过水质监测终端、水质服务器并结合若干阶段水质获取模块，有效地解决了生活用水监测的过程中，存在监测效率低、安全性差以及可靠性低的问题，且无法及时获取发生异常的水管。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水质安全监测与管理系统，包括水质监测终端、水质服务器、水源数据库、显示终端以及若干阶段水质获取模块；水质服务器分别与阶段水质获取模块、水质检测终端、水源数据库和显示终端；
水质监测终端安装在自来水厂的出水罐内，用于实时对自来水厂内经处理后供用户使用的水进行酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浑浊度进行检测，并将检测的自来水的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浊度信息发送至水质服务器；
阶段水质获取模块分别安装在各水管支路上，用于实时检测各水管支路中水流量大小、水温、酸碱度以及水质中细菌数量，并获取阶段水质获取模块安装在各水管支路上的位置信息，其中，各水管支路对应的编号与安装在该水管支路上的阶段水质获取模块对应的编号相同；
水源数据库用于存储各城市内各区域的自来水供应管道分布情况并按照自来水流向顺序对各自来水管道进行编号，存储各水管编号对应的标准水流量以及存储生活用水的标准水质基本参数；
水质服务器接收水质检测终端发送的自来水厂处理后的自来水的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度，将接收的水质检测终端发送的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浑浊度分别与数据数据库中存储的标准水质基本参数中的酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值、水质浑浊度阀值进行对比，得到对比酸碱度数值、对比钙镁离子浓度数值、对比细菌含量数值以及对比水质浑浊度数值，若经处理后的自来水中的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度分别小于对应设置的阀值，则表明从自来水厂流出的水质符合要求，同时，水质服务器根据水质基本参数对比的数据，对自来水厂内的水质初始安全性进行评估，得到初始水质安全性系数，水质服务器将统计的初始水质安全性系数发送至显示终端；
水质服务器接收位于不同水管支路上的各阶段水质获取模块发送的水管中水流量、水温、酸碱度以及水质中细菌数量以及各阶段水质获取模块对应的位置信息，根据水管中自来水厂内的水依次流进的管道编号，对水进行编号，得到流入各用户家庭内的水所流过的管道编号，构成水流方向编号集合As(as1,as2,...,ast,...,asg)，As表示为第s个用户家庭中的自来水依次流过的管道编号集合，as1表示为第s个用户家的自来水在第一级别水管中对应的编号，ast表示为第s个用户家的自来水在第t级别水管中对应的水管编号，g表示为自来水从自来水厂到第s个用户家所经过的水管级别总数；
水质服务器根据各用户对应的水流方向编号集合，提取自来水经过的各水管级别对应的水管中的水流量、水温、酸碱度和细菌数量，对水流量、水温、酸碱度和细菌数量分别构建水流量参数集合、水温参数集合、酸碱度参数集合和细菌数量参数集合，其中，水流量参数集合WS(was1,was2,...,wast,...,wasg)，水温参数集合CS(cas1,cas2,...,cast,...,casg)，酸碱度参数集合PS(pas1,pas2,...,past,...,pasg)，细菌数量参数集合XS(xas1,xas2,...,xast,...,xasg)，wast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的水流量数值，cast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的水温数值，past表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的酸碱度数值，xast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的细菌数量，将同一参数集合中下一等级水管中的水温、酸碱度或细菌数量分别与上一等级水管中对应的同一类型参数进行对比，得到水温对比集合ΔCS(Δcas1,Δcas2,...,Δcast,...,Δcas(g-1))、酸碱度对比集合ΔPS(Δpas1,Δpas2,...,Δpast,...,Δpas(g-1))和细菌数量对比集合ΔXS(Δxas1,Δxas2,...,Δxast,...,Δxas(g-1))，Δcast、Δpast和Δxast分别表示为第s个用户家的自来水经第t+1级别水管中水温、酸碱度和细菌数量分别与第s个用户家的自来水经第t级别水管中水温、酸碱度和细菌数量的间的差值，所述细菌数量为单位体积内细菌的数量，水质服务器将获取第t级别下的第i个水管的水流量wast与第t级别下的第i个水管引出的各支路水管中的水流量，统计第t+1级别下各支路水管中的水流累计和
Figure GDA0002319241980000041
wastif表示为第s个用户家的自来水经第t级别下的第i个水流流出至第t+1级别中第f个水管中的水流量，将累计的第t+1级别下各支路水管的水流量累计和与第t级别下的第i个水管中的总水流量进行对比，若累计水流量wast′与实际水流量wast间的绝对值大于设定的水流量差值阀值，则表明与第i个水管相连接的各支路水管间发生渗透，并将各水管与该水管相连接的下一级别的各支路水管间的水流量累计和进行对比，得到绝对值水流量对比集合ΔWS(Δwas1,Δwas2,...,Δwast,...,Δwas(g-1))，Δwast表示为第s个用户家的自来水经第t级别下的水管水流量与该t级别相连接的第t+1级别中各支路水管中水流量累计和间差值的绝对值；
水质服务器根据绝对值水流量对比集合、水温对比集合、酸碱度对比集合和细菌数量对比集合，统计水质从第t级别流至第t+1级别中管道时的水质安全性变化系数
Figure GDA0002319241980000042
w阀表示为自来水流过水管的水流量阀值，c阀表示为自来水在水管中的最高温度阀值，x阀表示为自来水中细菌含量的阀值，p阀表示为自来水对应的酸碱度阀值数值，并判断水质从第t级别流至第t+1级别管道中的水质安全性变化系数是否大于设定的标准水质安全性变化系数，若大于，则表明到达第s个用户家的第t级别管道与第t+1级别管道间发生渗水、管道堵塞、管道滋生细菌严重等问题，水质服务器将该水管对应的编号发送至显示终端，同时，水质管理服务器统计自来水从第1级别到第g-1级别所累积的水质累计变化系数
Figure GDA0002319241980000051
水质服务器将自来水运输至第s用户家的水质累计变化系数发送至显示终端，若水质累计变化系数超过设置的水质危险系数，则表明通入第s用户家的自来水水质不合格；
显示终端接收水质服务器发送的自来水厂的初始水质安全性系数、水管安全性变化系数超过设定标准水质安全性变化系数的水管编号以及自来水运输至第s用户家的水质累计变化系数并进行显示。
进一步地，水质监测终端包括pH值检测单元、硬度检测单元、第一水质细菌检测单元、第一水质浊度检测单元第一处理器和第一通信传输单元，第一处理器分别与pH值检测单元、硬度检测单元、第一水质细菌检测单元、第一水质浊度检测单元和第一通信传输单元；
pH值检测单元为pH传感器，用于检测自来水厂内的水质的酸碱度，并将自来水厂内酸碱度发送至第一处理器，硬度检测单元为水硬度检测仪，用于检测自来水厂内钙镁离子的总浓度，并将检测的自来水厂内钙镁离子的总浓度发送至第一处理器；第一水质细菌检测单元为细菌检测仪，用于对从自来水厂内流出的生活用水中的细菌的含量进行检测，并将检测的自来水厂内的细菌含量发送至第一处理器；第一水质浊度检测单元为浊度传感器，用于对从自来水厂内流出的生活用水的水质浊度进行检测，并将检测的自来水浊度数据发送至第一处理器；第一处理器分别接收pH值检测单元发送的酸碱度、硬度检测单元发送的钙镁离子浓度、第一水质细菌检测单元发送的细菌含量以及第一水质浊度检测单元发送的水质浊度信息，并将接收的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浊度信息经第一通信传输单元发送至水质服务器；第一通信传输单元分别与水质服务器和第一处理器连接，用于将第一处理器接收的信息传输至水质服务器。
进一步地，阶段水质获取模块包括若干水流量获取单元、水温获取单元、pH值获取单元、第二水质细菌检测单元、定位获取单元、第二水质浊度检测单元、第二处理器和第二通信传输单元，第二处理器分别与水流量获取单元、水温获取单元、pH值获取单元、第二水质细菌检测单元、第二水质浊度检测单元、定位获取单元第二通信传输单元连接。
进一步地，所述水流量获取单元为水流量传感器，用于实时获取该水管支路中水流量数据，并将获取的该水管中的水流量数据发送至第二处理器；水温获取单元为温度传感器，用于实时检测该水管中的水温，并将水温信息发送至第二处理器；pH值获取单元为pH传感器，用于实时检测该水管中水质的酸碱度，并将检测的水质酸碱度发送至第二处理器；第二水质细菌检测单元为细菌检测仪，用于检测各水管中细菌的含量并将检测的细菌含量发送至第二处理器；定位获取单元用于获取该阶段水质获取模块安装的位置，并将获取的位置信息发送至第二处理器；第二水质浊度检测单元为浊度传感器，安装在各水管内，用于检测流过水管中自来水的水质浊度，并将检测的各水管内的浊度信息发送至第二处理器；
第二处理器分别接收水流量获取单元发送的水流量、水温获取单元发送的水温、pH值获取单元发送的酸碱度、第二水质细菌检测单元发送的细菌含量、第二水质浊度检测单元发送的浊度信息以及定位获取单元发送的位置信息，并将接收的水流量、水温、酸碱度、细菌含量、浊度信息以及位置信息经第二通信传输单元发送至水质服务器；
第二通信传输单元分别与第二处理器和水质服务器连接，用于将第二处理器发送的信息输送至水质服务器。
进一步地，标准水质基本参数为酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值、水质浊度阀值以及水温阀值范围。
进一步地，所述初始水质安全性系数的计算公式
Figure GDA0002319241980000071
其中，δ表示为固定影响系数，取0.618，P、Y、X和H分别表示为检测的自来水中的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度数值，P阀、Y阀、X阀和H阀分别表示酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值和水质浑浊度阀值。
进一步地，当初始水质安全性系数大于0，则表明自来水厂的水质符合安全性，且Q数值越高，表明安全性越大，反之，当初始水质安全性系数小于0，则表明自来水厂的水质不符合安全性，且Q数值越小，表明危险性越大。
进一步地，以自来水厂为起始端，与自来水厂直接相连接的水管支路作为第一级水管，第一级别的水管支路按照设定的顺序依次进行编号，分别为1,2,...,k,并对第一级水管中与各水管支路相连接的次级水管作为第二级水管，且第一级水管中的各水管支路中的次级水管按照各次级水管的水流先后顺序进行编号，分别为1,2,...,i，...，m，由第一级水管中各水管支路中的第二级水管的次级水管支路引出的水管作为第三级水管，对同一水管支路中的次水管支路引出的水管按照水流先后顺序进行编号，分别为1,2,...,f，依次类推，分别对各自来水管道进行编号排序。
本发明的有益效果：
本发明提供的生活用水水质安全监测与管理系统，通过水质监测终端对自来水厂内的水质进行检测与分析，以确定从自来水厂流出的水质是否符合要求；通过若干阶段水质获取模块并结合水质服务器，对流入同一用户家的各级别水管中的水质参数进行检测分析，以确定从上一级别水管到下一级别水管中，水质安全性变化系数，以确定该水管是否发生异常，便于管理人员根据异常的水质安全性变化系数了解水管的实际情况，对水管进行维修和更换，并根据各水质安全性变化系数统计流入用户家自来水的水质累计变化系数，以确定共用户使用的水质是否满足人们的需求，该系统大大提高了水质检测的效率、安全性和可靠性，提高了生活用水的质量，为生活用水检测提供扎实的基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中水管分布示意图；
图2为本发明中一种水质安全监测与管理系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2所示，一种水质安全监测与管理系统，包括水质监测终端、水质服务器、水源数据库、显示终端以及若干阶段水质获取模块；水质服务器分别与阶段水质获取模块、水质检测终端、水源数据库和显示终端；
水质监测终端安装在自来水厂的出水罐内，用于实时对自来水厂内经处理后供用户使用的水进行酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浑浊度进行检测，并将检测的自来水的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浊度信息发送至水质服务器；
水质监测终端包括pH值检测单元、硬度检测单元、第一水质细菌检测单元、第一水质浊度检测单元第一处理器和第一通信传输单元，第一处理器分别与pH值检测单元、硬度检测单元、第一水质细菌检测单元、第一水质浊度检测单元和第一通信传输单元，pH值检测单元为pH传感器，用于检测自来水厂内的水质的酸碱度，并将自来水厂内酸碱度发送至第一处理器，硬度检测单元为水硬度检测仪，用于检测自来水厂内钙镁离子的总浓度，并将检测的自来水厂内钙镁离子的总浓度发送至第一处理器；第一水质细菌检测单元为细菌检测仪，用于对从自来水厂内流出的生活用水中的细菌的含量进行检测，并将检测的自来水厂内的细菌含量发送至第一处理器；第一水质浊度检测单元为浊度传感器，用于对从自来水厂内流出的生活用水的水质浊度进行检测，并将检测的自来水浊度数据发送至第一处理器；第一处理器分别接收pH值检测单元发送的酸碱度、硬度检测单元发送的钙镁离子浓度、第一水质细菌检测单元发送的细菌含量以及第一水质浊度检测单元发送的水质浊度信息，并将接收的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浊度信息经第一通信传输单元发送至水质服务器；第一通信传输单元分别与水质服务器和第一处理器连接，用于将第一处理器接收的信息传输至水质服务器；
阶段水质获取模块分别安装在各水管支路上，用于实时检测各水管支路中水流量大小、水温、酸碱度以及水质中细菌数量，并获取阶段水质获取模块安装在各水管支路上的位置信息，其中，各水管支路对应的编号与安装在该水管支路上的阶段水质获取模块对应的编号相同；
阶段水质获取模块包括若干水流量获取单元、水温获取单元、pH值获取单元、第二水质细菌检测单元、定位获取单元、第二水质浊度检测单元、第二处理器和第二通信传输单元，第二处理器分别与水流量获取单元、水温获取单元、pH值获取单元、第二水质细菌检测单元、第二水质浊度检测单元、定位获取单元第二通信传输单元连接，其中，水流量获取单元为水流量传感器，用于实时获取该水管支路中水流量数据，并将获取的该水管中的水流量数据发送至第二处理器；水温获取单元为温度传感器，用于实时检测该水管中的水温，并将水温信息发送至第二处理器；pH值获取单元为pH传感器，用于实时检测该水管中水质的酸碱度，并将检测的水质酸碱度发送至第二处理器；第二水质细菌检测单元为细菌检测仪，用于检测各水管中细菌的含量并将检测的细菌含量发送至第二处理器；定位获取单元用于获取该阶段水质获取模块安装的位置，并将获取的位置信息发送至第二处理器；第二水质浊度检测单元为浊度传感器，安装在各水管内，用于检测流过水管中自来水的水质浊度，并将检测的各水管内的浊度信息发送至第二处理器；第二处理器分别接收水流量获取单元发送的水流量、水温获取单元发送的水温、pH值获取单元发送的酸碱度、第二水质细菌检测单元发送的细菌含量、第二水质浊度检测单元发送的浊度信息以及定位获取单元发送的位置信息，并将接收的水流量、水温、酸碱度、细菌含量、浊度信息以及位置信息经第二通信传输单元发送至水质服务器；第二通信传输单元分别与第二处理器和水质服务器连接，用于将第二处理器发送的信息输送至水质服务器；
水源数据库用于存储各城市内各区域的自来水供应管道分布情况并按照自来水流向顺序对各自来水管道进行编号，存储各水管编号对应的标准水流量以及存储生活用水的标准水质基本参数，其中，标准水质基本参数为酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值、水质浊度阀值以及水温阀值范围等；
如图1所示，以自来水厂为起始端，与自来水厂直接相连接的水管支路作为第一级水管，第一级别的水管支路按照设定的顺序依次进行编号，分别为1,2,...,k,并对第一级水管中与各水管支路相连接的次级水管作为第二级水管，且第一级水管中的各水管支路中的次级水管按照各次级水管的水流先后顺序进行编号，分别为1,2,...,i，...，m，由第一级水管中各水管支路中的第二级水管的次级水管支路引出的水管作为第三级水管，对同一水管支路中的次水管支路引出的水管按照水流先后顺序进行编号，分别为1,2,...,f，依次类推，分别对各自来水管道进行编号排序；
水质服务器接收水质检测终端发送的自来水厂处理后的自来水的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度，将接收的水质检测终端发送的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浑浊度分别与数据数据库中存储的标准水质基本参数中的酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值、水质浑浊度阀值进行对比，得到对比酸碱度数值、对比钙镁离子浓度数值、对比细菌含量数值以及对比水质浑浊度数值，若经处理后的自来水中的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度分别小于对应设置的阀值，则表明从自来水厂流出的水质符合要求，同时，水质服务器根据水质基本参数对比的数据，对自来水厂内的水质初始安全性进行评估，得到初始水质安全性系数
Figure GDA0002319241980000121
其中，δ表示为固定影响系数，取0.618，P、Y、X和H分别表示为检测的自来水中的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度数值，P阀、Y阀、X阀和H阀分别表示酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值和水质浑浊度阀值，当初始水质安全性系数大于0，则表明自来水厂的水质符合安全性，且Q数值越高，表明安全性越大，反之，当初始水质安全性系数小于0，则表明自来水厂的水质不符合安全性，且Q数值越小，表明危险性越大，水质服务器将统计的初始水质安全性系数发送至显示终端；
水质服务器接收位于不同水管支路上的各阶段水质获取模块发送的水管中水流量、水温、酸碱度以及水质中细菌数量以及各阶段水质获取模块对应的位置信息，根据水管中自来水厂内的水依次流进的管道编号，对水进行编号，得到流入各用户家庭内的水所流过的管道编号，构成水流方向编号集合As(as1,as2,...,ast,...,asg)，As表示为第s个用户家庭中的自来水依次流过的管道编号集合，as1表示为第s个用户家的自来水在第一级别水管中对应的编号，ast表示为第s个用户家的自来水在第t级别水管中对应的水管编号，g表示为自来水从自来水厂到第s个用户家所经过的水管级别总数；
水质服务器根据各用户对应的水流方向编号集合，提取自来水经过的各水管级别对应的水管中的水流量、水温、酸碱度和细菌数量，对水流量、水温、酸碱度和细菌数量分别构建水流量参数集合、水温参数集合、酸碱度参数集合和细菌数量参数集合，其中，水流量参数集合WS(was1,was2,...,wast,...,wasg)，水温参数集合CS(cas1,cas2,...,cast,...,casg)，酸碱度参数集合PS(pas1,pas2,...,past,...,pasg)，细菌数量参数集合XS(xas1,xas2,...,xast,...,xasg)，wast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的水流量数值，cast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的水温数值，past表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的酸碱度数值，xast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的细菌数量，将同一参数集合中下一等级水管中的水温、酸碱度或细菌数量分别与上一等级水管中对应的同一类型参数进行对比，得到水温对比集合ΔCS(Δcas1,Δcas2,...,Δcast,...,Δcas(g-1))、酸碱度对比集合ΔPS(Δpas1,Δpas2,...,Δpast,...,Δpas(g-1))和细菌数量对比集合ΔXS(Δxas1,Δxas2,...,Δxast,...,Δxas(g-1))，Δcast、Δpast和Δxast分别表示为第s个用户家的自来水经第t+1级别水管中水温、酸碱度和细菌数量分别与第s个用户家的自来水经第t级别水管中水温、酸碱度和细菌数量的间的差值，所述细菌数量为单位体积内细菌的数量，水质服务器将获取第t级别下的第i个水管的水流量wast与第t级别下的第i个水管引出的各支路水管中的水流量，统计第t+1级别下各支路水管中的水流累计和
Figure GDA0002319241980000141
wastif表示为第s个用户家的自来水经第t级别下的第i个水流流出至第t+1级别中第f个水管中的水流量，将累计的第t+1级别下各支路水管的水流量累计和与第t级别下的第i个水管中的总水流量进行对比，若累计水流量wast′与实际水流量wast间的绝对值大于设定的水流量差值阀值，则表明与第i个水管相连接的各支路水管间发生渗透，并将各水管与该水管相连接的下一级别的各支路水管间的水流量累计和进行对比，得到绝对值水流量对比集合ΔWS(Δwas1,Δwas2,...,Δwast,...,Δwas(g-1))，Δwast表示为第s个用户家的自来水经第t级别下的水管水流量与该t级别相连接的第t+1级别中各支路水管中水流量累计和间差值的绝对值；
水质服务器根据绝对值水流量对比集合、水温对比集合、酸碱度对比集合和细菌数量对比集合，统计水质从第t级别流至第t+1级别中管道时的水质安全性变化系数
Figure GDA0002319241980000142
判断水质从第t级别流至第t+1级别管道中的水质安全性变化系数是否大于设定的标准水质安全性变化系数，若大于，则表明到达第s个用户家的第t级别管道与第t+1级别管道间发生渗水、管道堵塞、管道滋生细菌严重等问题，水质服务器将该水管对应的编号发送至显示终端，同时，水质管理服务器统计自来水从第1级别到第g-1级别所累积的水质累计变化系数
Figure GDA0002319241980000143
水质服务器将自来水运输至第s用户家的水质累计变化系数发送至显示终端，若水质累计变化系数超过设置的水质危险系数，则表明通入第s用户家的自来水水质不合格。
显示终端接收水质服务器发送的自来水厂的初始水质安全性系数、水管安全性变化系数超过设定标准水质安全性变化系数的水管编号以及自来水运输至第s用户家的水质累计变化系数并进行显示，便于管理人员直管地了解到自来水厂流出的水是否合格、以及经过各水管后的水质安全变化情况和流入用户家的自来水是否合格。
本发明提供的生活用水水质安全监测与管理系统，通过水质监测终端对自来水厂内的水质进行检测与分析，以确定从自来水厂流出的水质是否符合要求；通过若干阶段水质获取模块并结合水质服务器，对流入同一用户家的各级别水管中的水质参数进行检测分析，以确定从上一级别水管到下一级别水管中，水质安全性变化系数，以确定该水管是否发生异常，便于管理人员根据异常的水质安全性变化系数了解水管的实际情况，对水管进行维修和更换，并根据各水质安全性变化系数统计流入用户家自来水的水质累计变化系数，以确定共用户使用的水质是否满足人们的需求，该系统大大提高了水质检测的效率、安全性和可靠性，提高了生活用水的质量，为生活用水检测提供扎实的基础。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：包括水质监测终端、水质服务器、水源数据库、显示终端以及若干阶段水质获取模块；水质服务器分别与阶段水质获取模块、水质检测终端、水源数据库和显示终端；
水质监测终端安装在自来水厂的出水罐内，用于实时对自来水厂内经处理后供用户使用的水进行酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浑浊度进行检测，并将检测的自来水的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浊度信息发送至水质服务器；
阶段水质获取模块分别安装在各水管支路上，用于实时检测各水管支路中水流量大小、水温、酸碱度以及水质中细菌数量，并获取阶段水质获取模块安装在各水管支路上的位置信息，其中，各水管支路对应的编号与安装在该水管支路上的阶段水质获取模块对应的编号相同；
水源数据库用于存储各城市内各区域的自来水供应管道分布情况并按照自来水流向顺序对各自来水管道进行编号，存储各水管编号对应的标准水流量以及存储生活用水的标准水质基本参数；
以自来水厂为起始端，与自来水厂直接相连接的水管支路作为第一级水管，第一级别的水管支路按照设定的顺序依次进行编号，分别为1,2,...,k,并对第一级水管中与各水管支路相连接的次级水管作为第二级水管，且第一级水管中的各水管支路中的次级水管按照各次级水管的水流先后顺序进行编号，分别为1,2,...,i，...，m，由第一级水管中各水管支路中的第二级水管的次级水管支路引出的水管作为第三级水管，对同一水管支路中的次水管支路引出的水管按照水流先后顺序进行编号，分别为1,2,...,f，依次类推，分别对各自来水管道进行编号排序；
水质服务器接收水质检测终端发送的自来水厂处理后的自来水的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度，将接收的水质检测终端发送的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浑浊度分别与数据数据库中存储的标准水质基本参数中的酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值、水质浑浊度阀值进行对比，得到对比酸碱度数值、对比钙镁离子浓度数值、对比细菌含量数值以及对比水质浑浊度数值，若经处理后的自来水中的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度分别小于对应设置的阀值，则表明从自来水厂流出的水质符合要求，同时，水质服务器根据水质基本参数对比的数据，对自来水厂内的水质初始安全性进行评估，得到初始水质安全性系数，水质服务器将统计的初始水质安全性系数发送至显示终端；
水质服务器接收位于不同水管支路上的各阶段水质获取模块发送的水管中水流量、水温、酸碱度以及水质中细菌数量以及各阶段水质获取模块对应的位置信息，根据水管中自来水厂内的水依次流进的管道编号，对水进行编号，得到流入各用户家庭内的水所流过的管道编号，构成水流方向编号集合As(as1,as2,...,ast,...,asg)，As表示为第s个用户家庭中的自来水依次流过的管道编号集合，as1表示为第s个用户家的自来水在第一级别水管中对应的编号，ast表示为第s个用户家的自来水在第t级别水管中对应的水管编号，g表示为自来水从自来水厂到第s个用户家所经过的水管级别总数；
水质服务器根据各用户对应的水流方向编号集合，提取自来水经过的各水管级别对应的水管中的水流量、水温、酸碱度和细菌数量，对水流量、水温、酸碱度和细菌数量分别构建水流量参数集合、水温参数集合、酸碱度参数集合和细菌数量参数集合，其中，水流量参数集合WS(was1,was2,...,wast,...,wasg)，水温参数集合CS(cas1,cas2,...,cast,...,casg)，酸碱度参数集合PS(pas1,pas2,...,past,...,pasg)，细菌数量参数集合XS(xas1,xas2,...,xast,...,xasg)，wast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的水流量数值，cast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的水温数值，past表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的酸碱度数值，xast表示为第s个用户家的自来水经第t级别水管中水管内的细菌数量，将同一参数集合中下一等级水管中的水温、酸碱度或细菌数量分别与上一等级水管中对应的同一类型参数进行对比，得到水温对比集合ΔCS(Δcas1,Δcas2,...,Δcast,...,Δcas(g-1))、酸碱度对比集合ΔPS(Δpas1,Δpas2,...,Δpast,...,Δpas(g-1))和细菌数量对比集合ΔXS(Δxas1,Δxas2,...,Δxast,...,Δxas(g-1))，Δcast、Δpast和Δxast分别表示为第s个用户家的自来水经第t+1级别水管中水温、酸碱度和细菌数量分别与第s个用户家的自来水经第t级别水管中水温、酸碱度和细菌数量的间的差值，所述细菌数量为单位体积内细菌的数量，水质服务器将获取第t级别下的第i个水管的水流量wast与第t级别下的第i个水管引出的各支路水管中的水流量，统计第t+1级别下各支路水管中的水流累计和
Figure FDA0002319241970000031
wastif表示为第s个用户家的自来水经第t级别下的第i个水流流出至第t+1级别中第f个水管中的水流量，将累计的第t+1级别下各支路水管的水流量累计和与第t级别下的第i个水管中的总水流量进行对比，若累计水流量wast′与实际水流量wast间的绝对值大于设定的水流量差值阀值，则表明与第i个水管相连接的各支路水管间发生渗透，并将各水管与该水管相连接的下一级别的各支路水管间的水流量累计和进行对比，得到绝对值水流量对比集合ΔWS(Δwas1,Δwas2,...,Δwast,...,Δwas(g-1))，Δwast表示为第s个用户家的自来水经第t级别下的水管水流量与该t级别相连接的第t+1级别中各支路水管中水流量累计和间差值的绝对值；
水质服务器根据绝对值水流量对比集合、水温对比集合、酸碱度对比集合和细菌数量对比集合，统计水质从第t级别流至第t+1级别中管道时的水质安全性变化系数
Figure FDA0002319241970000041
w阀表示为自来水流过水管的水流量阀值，c阀表示为自来水在水管中的最高温度阀值，x阀表示为自来水中细菌含量的阀值，p阀表示为自来水对应的酸碱度阀值数值，并判断水质从第t级别流至第t+1级别管道中的水质安全性变化系数是否大于设定的标准水质安全性变化系数，若大于，则表明到达第s个用户家的第t级别管道与第t+1级别管道间发生渗水、管道堵塞、管道滋生细菌严重问题，水质服务器将该水管对应的编号发送至显示终端，同时，水质管理服务器统计自来水从第1级别到第g-1级别所累积的水质累计变化系数
Figure FDA0002319241970000042
水质服务器将自来水运输至第s用户家的水质累计变化系数发送至显示终端，若水质累计变化系数超过设置的水质危险系数，则表明通入第s用户家的自来水水质不合格；
显示终端接收水质服务器发送的自来水厂的初始水质安全性系数、水管安全性变化系数超过设定标准水质安全性变化系数的水管编号以及自来水运输至第s用户家的水质累计变化系数并进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：水质监测终端包括pH值检测单元、硬度检测单元、第一水质细菌检测单元、第一水质浊度检测单元第一处理器和第一通信传输单元，第一处理器分别与pH值检测单元、硬度检测单元、第一水质细菌检测单元、第一水质浊度检测单元和第一通信传输单元；
pH值检测单元为pH传感器，用于检测自来水厂内的水质的酸碱度，并将自来水厂内酸碱度发送至第一处理器，硬度检测单元为水硬度检测仪，用于检测自来水厂内钙镁离子的总浓度，并将检测的自来水厂内钙镁离子的总浓度发送至第一处理器；第一水质细菌检测单元为细菌检测仪，用于对从自来水厂内流出的生活用水中的细菌的含量进行检测，并将检测的自来水厂内的细菌含量发送至第一处理器；第一水质浊度检测单元为浊度传感器，用于对从自来水厂内流出的生活用水的水质浊度进行检测，并将检测的自来水浊度数据发送至第一处理器；第一处理器分别接收pH值检测单元发送的酸碱度、硬度检测单元发送的钙镁离子浓度、第一水质细菌检测单元发送的细菌含量以及第一水质浊度检测单元发送的水质浊度信息，并将接收的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量以及水质浊度信息经第一通信传输单元发送至水质服务器；第一通信传输单元分别与水质服务器和第一处理器连接，用于将第一处理器接收的信息传输至水质服务器。
3.根据权利要求1所述的一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：阶段水质获取模块包括若干水流量获取单元、水温获取单元、pH值获取单元、第二水质细菌检测单元、定位获取单元、第二水质浊度检测单元、第二处理器和第二通信传输单元，第二处理器分别与水流量获取单元、水温获取单元、pH值获取单元、第二水质细菌检测单元、第二水质浊度检测单元、定位获取单元第二通信传输单元连接。
4.根据权利要求3所述的一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：所述水流量获取单元为水流量传感器，用于实时获取该水管支路中水流量数据，并将获取的该水管中的水流量数据发送至第二处理器；水温获取单元为温度传感器，用于实时检测该水管中的水温，并将水温信息发送至第二处理器；pH值获取单元为pH传感器，用于实时检测该水管中水质的酸碱度，并将检测的水质酸碱度发送至第二处理器；第二水质细菌检测单元为细菌检测仪，用于检测各水管中细菌的含量并将检测的细菌含量发送至第二处理器；定位获取单元用于获取该阶段水质获取模块安装的位置，并将获取的位置信息发送至第二处理器；第二水质浊度检测单元为浊度传感器，安装在各水管内，用于检测流过水管中自来水的水质浊度，并将检测的各水管内的浊度信息发送至第二处理器；
第二处理器分别接收水流量获取单元发送的水流量、水温获取单元发送的水温、pH值获取单元发送的酸碱度、第二水质细菌检测单元发送的细菌含量、第二水质浊度检测单元发送的浊度信息以及定位获取单元发送的位置信息，并将接收的水流量、水温、酸碱度、细菌含量、浊度信息以及位置信息经第二通信传输单元发送至水质服务器；
第二通信传输单元分别与第二处理器和水质服务器连接，用于将第二处理器发送的信息输送至水质服务器。
5.根据权利要求1所述的一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：标准水质基本参数为酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值、水质浊度阀值以及水温阀值范围。
6.根据权利要求1所述的一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：所述初始水质安全性系数的计算公式
Figure FDA0002319241970000071
其中，δ表示为固定影响系数，取0.618，P、Y、X和H分别表示为检测的自来水中的酸碱度、钙镁离子浓度、细菌含量和水质浑浊度数值，P阀、Y阀、X阀和H阀分别表示酸碱度阀值、钙镁离子浓度阀值、细菌含量阀值和水质浑浊度阀值。
7.根据权利要求1所述的一种水质安全监测与管理系统，其特征在于：当初始水质安全性系数大于0，则表明自来水厂的水质符合安全性，且Q数值越高，表明安全性越大，反之，当初始水质安全性系数小于0，则表明自来水厂的水质不符合安全性，且Q数值越小，表明危险性越大。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110766916A (zh) * 2019-09-29 2020-02-07 南京欧泰物联网科技有限公司 一种分布式单元楼水质检测系统及测量方法
CN111024655A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 江苏中车环保设备有限公司 户用生活污水处理装置的现场快速判断水质的方法及装置
CN112415169B (zh) * 2021-01-25 2021-04-06 浙江和达科技股份有限公司 一种应用于供水管网的水质监管系统
CN112924640A (zh) * 2021-01-26 2021-06-08 佛山市岭南建筑设计咨询有限公司 一种智能化水电供水自检的优化方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3832123B2 (ja) * 1998-06-12 2006-10-11 株式会社日立製作所 水質計
JP2005024375A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Hitachi Ltd 水道管理支援システム及び水道管理支援方法
US20170217788A1 (en) * 2014-07-21 2017-08-03 Mei NG Water supply management system
CN105699616A (zh) * 2016-03-07 2016-06-22 南京航空航天大学 多参数水质检测与评级系统及其水质评级方法
CN107966966A (zh) * 2017-11-20 2018-04-27 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种基于水质检测的用水管理控制方法及系统

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