CN112217897A - 一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统，包括感知层、传输层、数据层、分析层和服务层，所述感知层、传输层、数据层依次连接；所述分析层与所述服务层相连接；所述感知层、传输层和数据层构成监测平台，所述分析层和服务层构成服务器平台，所述监测平台与所述服务器平台双向数据传输；所述感知层分用于水资源数据的采集，并将采集的水资源数据导入或转换至所述传输层；所述传输层将接收到的来自感知层的水资源数据传输至所述数据层；所述数据层用于接收所述传输层的水资源数据并进行存储；所述分析层用于对水资源数据进行分析处理，并分析处理后的水资源数据传输至所述服务层，使得所述服务层可以实时监测水资源状况。

Description

一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统

技术领域

本发明涉及水资源监测管理技术领域，具体涉及一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统。

背景技术

随着我国社会经济的高速发展，城市化、工业化进程的加速，对关系到人民群众健康的日常生活用水安全问题已经成为全社会普遍关心的问题，水质监测是保证用水安全和水污染治理中不可缺少的环节；水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、浓度及变化趋势，评价水质状况的过程，目前但从整体水质监测上看，给水和污水的生产数据没有进行深一步的分析和处理，给水管网水质监测点的数据上传点数不多，排水管网排海口数据没有上传，化验中心的化验数据和水厂、污水厂的生产数据没有很好的结合，整个水务企业的水质管理还没有一个全面的数据库，也没有一个综合的数据监测管理系统来指导和监督水生产和城市污水处理按照标准和规范进行。

目前针对水质监测的主要方法包括人工取样的方法和实时监测的方法，人工取样的方法是现场采集水样，经水样带回实验室处理分析，这种方法效率低、存在滞后性，恶劣天气情况下不可实时。实时监测是在待监测的水域设置漂浮的传感器对水样进行实时检测，实时监测的方法由于其方便性，越来越得到广泛的使用。

此外，水资源的管理在国民经济中的地位越来越重要，水情自动测报系统能够实时地测量并向信息中心上报雨量等水情数据，为水利部门提供大量的水文数据，为防洪防汛、防灾减灾提供准确的、科学的数据，发挥了重要作用。相关技术中的水情监测预报大多采用超短波传输的方法，该方法存在着建设成本高等问题，采用先进科技手段对现有的水情监测管理进行系统改造已势在必行。

因此，有必要研发一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统，能够实时监测到水资源数据，实现了水资源数据的自动采集、传输、显示、存储、处理和报警，提高了水情管理效率；实现了城市水行业全生命周期可视化，海绵城市监测评估，水环境整治，智慧排水，二次供水应用效能——实现布控点监测预警。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统，能够实时监测到水资源数据，实现了水资源数据的自动采集、传输、显示、存储、处理和报警，提高了水情管理效率；实现了城市水行业全生命周期可视化，海绵城市监测评估，水环境整治，智慧排水，二次供水应用效能——实现布控点监测预警。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该基于物联网平台的智慧水资源管理系统，包括感知层、传输层、数据层、分析层和服务层，所述感知层、传输层、数据层依次连接；所述分析层与所述服务层相连接；所述感知层、传输层和数据层构成监测平台，所述分析层和服务层构成服务器平台，

所述监测平台与所述服务器平台双向数据传输；

所述感知层分用于水资源数据的采集，并将采集的水资源数据导入或转换至所述传输层；

所述传输层将接收到的来自感知层的水资源数据传输至所述数据层；

所述数据层用于接收所述传输层的水资源数据并进行存储；

所述分析层用于对水资源数据进行分析处理，并分析处理后的水资源数据传输至所述服务层，使得所述服务层可以实时监测水资源状况。

作为本发明的优选技术方案，所述服务器平台还包括展现层，所述展现层与所述服务层和所述后台服务器相连接，所述展现层用于通过多种终端设备对水资源数据进行展示以及分享。

采用上述技术方案，在物联网在线监测的基础上，实现环境污染指标的实时监测；水环境污染指标的实时监测；水质数据超标实时报警；设备运行状态实时监测；现场供电情况异常报警；GIS“一张图”集成整合各类水环境、水资源、水污染、水生态数据，根据“一河一档”原则，实现各类涉水监测数据、河湖数据等河湖信息管理的可视化，从不同角度为各级工作人员展现辖区的水环境自然状况、河湖建设情况，以及巡河履职与事件处理情况，以便于协助其进行数据综合管理，掌握辖区内整体水环境态势、河湖监管成效和河长制工作进展情况，从而达到河湖健康管理工作“挂图作战”的效果，真正做到“一河一策”，实现对河湖动态进行实施监控、受理河湖治理事件、委派巡查任务、辅助工作决策的目的；基于物联网平台的智慧水资源管理系统中的服务框架：选择Dubbo作为分布式服务框架；运行时支撑服务：服务注册中心：采用 Zookeeper作为服务注册中心；服务网关：自主实现API网关，实现通讯协议解析，安全认证，流量控制，数据转换，协议转换等功能；配置中心：自主实现基于DisConf的配置中心；负载均衡：Dubbo提供的软负载；服务部署平台支持灰度发布；基于行方私有云的容器调度、租户资源治理；半自动化的服务发布流程；服务运行平台第一阶段基于Linux虚拟机的集群部署；后期迁移到私有云，基于docker容器集群部署；服务安全：基于角色的认证授权机制；引入数字证书，对通讯数据进行签名、验签，保证用户的身份认证、通讯信息的完整性；通过数字签名和数字时间戳，保证业务操作的不可抵赖性；服务容错：基于Dubbo实现服务的开关、限流、降级、超时等；服务监控：基于Logback 分级记录系统运行日志、业务操作日志，并定期同步到日志归档平台；通过自定义Spring注解实现服务调用链日志记录；集成到Tesla监控平台，实现分行特色业务云平台运行状态的监控；后台服务：引入ZDAL，实现分布式数据访问层，支持分库分表；基于Quartz自主实现自动任务调度；自主实现本地内存缓存，采用Redis实现分布式数据缓存。

作为本发明的优选技术方案，所述感知层包括：采集设备、数据采集转换模块、数据导入模块和手动输入模块，所述数据导入模块和手动输入模块均与所述采集设备相连接；所述采集设备包括至少一个数据采集终端，用于采集水资源数据；所述数据采集转换模块用于将采集的水资源数据进行转换后便于传输；所述数据导入模块包括批量导入模块，用于实地综合布线方式中的数据导入。

作为本发明的优选技术方案，所述数据层包括：数据仓库、统一资源调度管理模块和数据计算框架；所述数据仓库用于存储各个采集设备采集到的水资源数据，所述统一资源调度管理模块用于将各个采集设备采集到的水资源数据收集并进行数据化和规范化管理；所述数据计算框架为分布式服务框架。其中数据仓库为分布式存储系统；数据计算框架为分布式服务框架，包括No SQL，内存计算和流计算。

作为本发明的优选技术方案，所述采集设备包括终端采集设备和视频采集设备，所述终端采集设备包括水资源流量监测仪、水位监测仪、水质监测仪、雨情监测仪、土壤温湿度监测仪、气象监测仪和排污监测仪。终端采集设备由 TIOTBOX主机、水质/水况监测传感器、供电系统(太阳能、市电、内置电池) 及立杆或浮标安装套件构成；设备采用自供电系统，支持LoRa/NB-IoT/GPRS 无线传输，通过TIOTBOX主机与不同传感器的灵活组合(支持多种行业应用模式，接入超过50种工业传感器)，可满足不同物联网水质水况监测仪的差异化配置需求，包含水质监测、流量监测、水雨情监测、液位检测、土壤温湿度监测、气象监测、排污监测等。所述终端采集设备布设在待监控水域处，所述终端采集设备包括主机和若干个传感器，所述传感器与所述主机相连接且所述传感器布设在待监控水域中。将终端采集设备布设在待监测水域处，通过若干个传感器实现对水域的水质和水况进行实时监测，从而获取水质和水况的实时数据，该终端采集设备可以使用电线、太阳能电池板、锂电池等进行供电。所述终端采集设备还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板设在所述主机的上方，用于给该终端采集设备供电；所述主机通过传感器插接件与所述传感器相连接。所述终端采集设备还包括底座、立杆、伸缩横杆和伸缩竖杆，所述立杆通过所述底座固定在待监测水域的一侧，所述主机设置在所述立杆上远离所述底座的一端，若干个所述传感器依次通过伸缩竖杆和伸缩横杆与设置在所述立杆上的所述主机上的传感器插接件连接，从而实现所述传感器与所述主机的电连接，若干个所述传感器通过伸缩竖杆和伸缩横杆实现位置的调节。这样设置的终端采集设备是立杆水质监测设备，通过伸缩竖杆和伸缩横杆可以实现传感器的位置调节，同时可调节传感器的深度，从而使立杆水质监测设备适用于各种水域；该终端采集设备中的主机通过抱缆的方式与立杆相连接；该终端采集设备支持 LoRa、NB-IoT等窄宽带物联及GPRS等通信方式，深度低功耗处理，4面高效率光伏板，并配备大容量锂电池，阴雨天可工作一个月。其中伸缩横杆和伸缩竖杆均包括至少两根空心管，所述空心管包括外管，所述外管内套有第一空心管且所述外管的内径大于或等于所述第一空心管的外径；所述外管套有第一空心管的一端设有凹箍，所述第一空心管置于所述外管内部的一端套有膨胀伸缩组合件一，所述凹箍与所述膨胀伸缩组合件的卡合部相配合使用。所述第一空心管置于所述外管外部的一端连接有衬套一；所述衬套一的外径与所述第一空心管的内径相同；所述外管设有凹箍的一端连接有衬套二，所述衬套二的外径与所述外管的内径相同；所述外管的另一端连接有膨胀伸缩组合件二，所述膨胀伸缩组合件二与所述外管之间、所述膨胀伸缩组合件一与所述第一空心管之间均通过多组凹槽组形成固定连接；多组凹槽组均为压制成型，所述膨胀伸缩组合件一的卡合部的外径与所述外管的内径相同；空心管的数量根据所需要的长度进行调整。

作为本发明的优选技术方案，所述传输层包括网络传输和实地综合布线传输，所述网络传输包括北斗、GPRS、NB-lot和LORaCLAA。

作为本发明的优选技术方案，所述分析层包括：分析计算模块、数据提取模块、数据归类模块、数据整合模块和网络传输模块，所述分析计算模块和网络传输模块分别与数据提取模块、数据归类模块、数据整合模块连接，用于对水资源数据进行数据提取、数据归类和数据整合，并通过大数据、云计算以及算法模型对水资源数据进行分析处理，处理后获得各项监测数据，并将各项监测数据传输至所述服务层。

作为本发明的优选技术方案，所述服务层包括：水生态监测平台、设备运维平台、可视化平台和综合治理平台，所述水生态监测平台对水资源进行实时监测，并结合河湖水质、水文、河湖监控视频，并通过预设不同的报警规则，针对包括水质超标、河面漂浮物、排口偷排和河道采砂的违法、异常事件设定相应报警规则，实时报警标示当前流量、液位、积水、雨量状况，为综合治理平台提供数据支撑；所述设备运维平台对该基于物联网平台的智慧水资源管理系统提供设备维护支持，实时了解系统的运行状态；所述可视化平台用于将处理后的水资源数据进行可视化展示处理便于所述展现层进行可视化展示。报警发生时，系统第一时间出现报警提醒，提示监管人员注意。

作为本发明的优选技术方案，所述展现层包括：web网页端、电脑客户端、平板电脑客户端和移动客户app端。提供移动端APP信息化服务，可实时展现河湖状况并在异常的第一时间通知养护人员。APP主要是统筹管理辖区内的人员组织、河湖事务、各项数据等一系列工作。按照层级架构对人员组织结构及对应的履职情况进行分类归类查看，利用一张图的方式多维度统计与分析监测数据，对设备监测管理，实现巡河及处理日常发生的问题事件、公文等工作，便捷的查询河湖相关文档；具备河湖长业务培训模块，具备各河湖整治、养护等相关的政策、知识库、案例等。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：(1)城市水行业全生命周期可视化，海绵城市监测评估，水环境整治，智慧排水，二次供水应用效能——实现布控点监测预警；(2)支持多种行业应用模式，接入超过50种工业传感器；数据传输加密，保障信息安全；实时监测设备工作状况及电池电量情况，并进行设备故障自诊断、预警和热重启；提供设备接入SDK，方便二次开发人员进行平台接入和数据解析；(3)可信、可靠、专业、先进的物联网传感设备；传感器插拔式安装，配备立杆、抱杆、上墙、太阳能板等安装结构件；防水等级IP67，能够适应各种室外环境；(4)系统采用的物联网监测设备具有高安全、体积小、功耗低、易部署、容易维护的优点，可实时监测河湖变化情况，以管控安全、系统安全、业务数据、接入安全等技术实现手段完成通信数据传输。采用太阳能、市电、内置电池供电，对部署环境的依赖度低。支持 2G/4G、LoRaCLAA、NB-IoT等无线组网方式；支持内置GPS，实现GIS平台应用设备自定位；支持OTA，实现固件远程升级，支持设备运行参数远程配置； (5)低功耗窄带物联网通信技术：物联网水质监测设备通过NB-IoT/LoRa窄带物联技术通信，窄带物联通信具有低功耗、穿透性强、连接数多、广域覆盖的优点。集成窄带物联网传输模块的监测设备，能够实现自供电部署，并适应更加复杂的应用场景；(6)基于大数据技术的云平台：以云计算基础架构为底层支撑，云平台可通过获取的大数据，构建区域性污染度描述，结合GIS系统，展现河湖状况、排口状况。后台大数据引擎可智能分析出异常监测点，并提供所有监测点预警分析。

附图说明

图1为本发明基于物联网平台的智慧水资源管理系统的架构图；

图2为本发明基于物联网的生态环境监测系统的终端采集设备的立杆式结构图；

图3为本发明基于物联网的生态环境监测系统的终端采集设备的立杆式结构的伸缩竖杆和伸缩横杆的结构图；

图4为本发明基于物联网的生态环境监测系统的终端采集设备的浮台式结构图；

其中1-太阳能电池板；2-主机；3-传感器插接件；4-立杆；5-底座；6-伸缩横杆；7-伸缩竖杆；8-浮台；9-空心管；901-外管；9011，9021-凹箍；9012-衬套二；9013，9023，9032-凸缘；902-第一空心管；9022-衬套一；903-第二空心管；9031-衬套三；10-1-膨胀伸缩组合件一；10-2-膨胀伸缩组合件二；10-3-膨胀伸缩组合件三；11-凹槽组。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例图中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例：如图1所示，该基于物联网平台的智慧水资源管理系统，该基于物联网平台的智慧水资源管理系统，包括感知层、传输层、数据层、分析层和服务层，所述感知层、传输层、数据层依次连接；所述分析层与所述服务层相连接；所述感知层、传输层和数据层构成监测平台，所述分析层和服务层构成服务器平台，所述监测平台与所述服务器平台双向数据传输；

所述感知层分用于水资源数据的采集，并将采集的水资源数据导入或转换至所述传输层；

所述传输层将接收到的来自感知层的水资源数据传输至所述数据层；

所述数据层用于接收所述传输层的水资源数据并进行存储；

所述分析层用于对水资源数据进行分析处理，并分析处理后的水资源数据传输至所述服务层，使得所述服务层可以实时监测水资源状况。

所述服务器平台还包括展现层，所述展现层与所述服务层和所述后台服务器相连接，所述展现层用于通过多种终端设备对水资源数据进行展示以及分享。

所述感知层包括：采集设备、数据采集转换模块、数据导入模块和手动输入模块，所述数据导入模块和手动输入模块均与所述采集设备相连接；所述采集设备包括至少一个数据采集终端，用于采集水资源数据；所述数据采集转换模块用于将采集的水资源数据进行转换后便于传输；所述数据导入模块包括批量导入模块，用于实地综合布线方式中的数据导入。

所述数据层包括：数据仓库、统一资源调度管理模块和数据计算框架；所述数据仓库用于存储各个采集设备采集到的水资源数据，所述统一资源调度管理模块用于将各个采集设备采集到的水资源数据收集并进行数据化和规范化管理；所述数据计算框架为分布式服务框架。

所述采集设备包括终端采集设备和视频采集设备，所述终端采集设备包括水资源流量监测仪、水位监测仪、水质监测仪、雨情监测仪、土壤温湿度监测仪、气象监测仪和排污监测仪。

所述传输层包括网络传输和实地综合布线传输，所述网络传输包括北斗、GPRS、NB-lot和LORaCLAA。

所述分析层包括：分析计算模块、数据提取模块、数据归类模块、数据整合模块和网络传输模块，所述分析计算模块和网络传输模块分别与数据提取模块、数据归类模块、数据整合模块连接，用于对水资源数据进行数据提取、数据归类和数据整合，并通过大数据、云计算以及算法模型对水资源数据进行分析处理，处理后获得各项监测数据，并将各项监测数据传输至所述服务层。

所述服务层包括：水生态监测平台、设备运维平台、可视化平台和综合治理平台，所述水生态监测平台对水资源进行实时监测，并结合河湖水质、水文、河湖监控视频，并通过预设不同的报警规则，针对包括水质超标、河面漂浮物、排口偷排和河道采砂的违法、异常事件设定相应报警规则，实时报警标示当前流量、液位、积水、雨量状况，为综合治理平台提供数据支撑；所述设备运维平台对该基于物联网平台的智慧水资源管理系统提供设备维护支持，实时了解系统的运行状态；所述可视化平台用于将处理后的水资源数据进行可视化展示处理便于所述展现层进行可视化展示。报警发生时，系统第一时间出现报警提醒，提示监管人员注意。

所述展现层包括：web网页端、电脑客户端、平板电脑客户端和移动客户app 端。提供移动端APP信息化服务，可实时展现河湖状况并在异常的第一时间通知养护人员。APP主要是统筹管理辖区内的人员组织、河湖事务、各项数据等一系列工作。按照层级架构对人员组织结构及对应的履职情况进行分类归类查看，利用一张图的方式多维度统计与分析监测数据，对设备监测管理，实现巡河及处理日常发生的问题事件、公文等工作，便捷的查询河湖相关文档；具备河湖长业务培训模块，具备各河湖整治、养护等相关的政策、知识库、案例等。

在物联网在线监测的基础上，实现环境污染指标的实时监测；水环境污染指标的实时监测；水质数据超标实时报警；设备运行状态实时监测；现场供电情况异常报警；GIS“一张图”集成整合各类水环境、水资源、水污染、水生态数据，根据“一河一档”原则，实现各类涉水监测数据、河湖数据等河湖信息管理的可视化，从不同角度为各级工作人员展现辖区的水环境自然状况、河湖建设情况，以及巡河履职与事件处理情况，以便于协助其进行数据综合管理，掌握辖区内整体水环境态势、河湖监管成效和河长制工作进展情况，从而达到河湖健康管理工作“挂图作战”的效果，真正做到“一河一策”，实现对河湖动态进行实施监控、受理河湖治理事件、委派巡查任务、辅助工作决策的目的；基于物联网平台的智慧水资源管理系统中的服务框架：选择Dubbo作为分布式服务框架；运行时支撑服务：服务注册中心：采用Zookeeper作为服务注册中心；服务网关：自主实现API网关，实现通讯协议解析，安全认证，流量控制，数据转换，协议转换等功能；配置中心：自主实现基于DisConf的配置中心；负载均衡：Dubbo提供的软负载；服务部署平台支持灰度发布；基于行方私有云的容器调度、租户资源治理；半自动化的服务发布流程；服务运行平台第一阶段基于Linux虚拟机的集群部署；后期迁移到私有云，基于docker容器集群部署；服务安全：基于角色的认证授权机制；引入数字证书，对通讯数据进行签名、验签，保证用户的身份认证、通讯信息的完整性；通过数字签名和数字时间戳，保证业务操作的不可抵赖性；服务容错：基于Dubbo实现服务的开关、限流、降级、超时等；服务监控：基于Logback分级记录系统运行日志、业务操作日志，并定期同步到日志归档平台；通过自定义Spring注解实现服务调用链日志记录；集成到Tesla监控平台，实现分行特色业务云平台运行状态的监控；后台服务：引入ZDAL，实现分布式数据访问层，支持分库分表；基于 Quartz自主实现自动任务调度；自主实现本地内存缓存，采用Redis实现分布式数据缓存。

其中终端采集设备由TIOTBOX主机、水质/水况监测传感器、供电系统 (太阳能、市电、内置电池)及立杆或浮标安装套件构成；设备采用自供电系统，支持LoRa/NB-IoT/GPRS无线传输，通过TIOTBOX主机与不同传感器的灵活组合(支持多种行业应用模式，接入超过50种工业传感器)，可满足不同物联网水质水况监测仪的差异化配置需求，包含水质监测、流量监测、水雨情监测、液位检测、土壤温湿度监测、气象监测、排污监测等；

当终端采集设备为立杆式时，所述终端采集设备布设在待监控水域处，所述终端采集设备包括主机2和若干个传感器，所述传感器与所述主机2相连接且所述传感器布设在待监控水域中；将终端采集设备布设在待监测水域处，通过若干个传感器实现对水域的水质和水况进行实时监测，从而获取水质和水况的实时数据，该终端采集设备可以使用电线、太阳能电池板1、锂电池等进行供电；所述终端采集设备还包括太阳能电池板1，所述太阳能电池板1设在所述主机2的上方，用于给该终端采集设备供电；所述主机2通过传感器插接件3与所述传感器相连接；设置太阳能电池板1便于使用太阳能电池为终端采集设备供电；如图2所示，所述终端采集设备还包括底座5、立杆4、伸缩横杆6 和伸缩竖杆7，所述立杆4通过所述底座5固定在待监测水域的一侧，所述主机2设置在所述立杆4上远离所述底座5的一端，若干个所述传感器依次通过伸缩竖杆7和伸缩横杆6与设置在所述立杆4上的所述主机2上的传感器插接件3连接，从而实现所述传感器与所述主机2的电连接，若干个所述传感器通过伸缩竖杆7和伸缩横杆6实现位置的调节；这样设置的终端采集设备是立杆水质监测设备，通过伸缩竖杆7和伸缩横杆6可以实现传感器的位置调节，同时可调节传感器的深度，从而使立杆水质监测设备适用于各种水域；该终端采集设备中的主机2通过抱缆的方式与立杆4相连接；如图3所示，其中伸缩横杆和伸缩竖杆均3根空心管，所述空心管9包括外管901、第一空心管902和第二空心管903，所述外管901内套有第一空心管902且所述外管901的内径大于或等于所述第一空心管902的外径；所述第一空心管902内套有第二空心管 903且所述第一空心管902的内径大于或等于所述第二空心管903的外径；所述外管901套有第一空心管902的一端设有凹箍9011，所述第一空心管902置于所述外管901内部的一端套有膨胀伸缩组合件一1-1，所述凹箍9011与所述膨胀伸缩组合件一1-1的卡合部102相配合使用；所述膨胀伸缩组合件一1-1通过凹槽组11与所述第一空心管902形成固定连接；所述膨胀伸缩组合件一10-1 的卡合部102的外径与所述外管901的内径相同；所述第一空心管902置于所述外管外部的一端连接有衬套一9022；所述衬套一9022的外径与所述第一空心管902的内径相同；所述膨胀伸缩组合件一10-1通过凹槽组11与所述第一空心管902形成固定连接；所述第一空心管902套有第二空心管903的一端设有凹箍9011，所述第二空心管903的另一端套有膨胀伸缩组合件三10-3，所述第一空心管902的凹箍9021与所述膨胀伸缩组合件三10-3的卡合部102相配合使用；所述膨胀伸缩组合件三10-3的卡合部102的外径与所述第一空心管 902的内径相同；所述第二空心管903置于所述第一空心管902外部的一端连接有衬套三9031；所述衬套三9031的外径与所述第二空心管903的内径相同；所述膨胀伸缩组合件一10-3通过凹槽组11与所述第二空心管903形成固定连接；所述外管901的另一端连接有膨胀伸缩组合件二10-2，所述膨胀伸缩组合件二10-2通过凹槽组11与所述外管901形成固定连接；多组凹槽组均为压制成型，所述膨胀伸缩组合件一的卡合部的外径与所述外管的内径相同；空心管的数量根据所需要的长度进行调整；该终端采集设备支持LoRa、NB-IoT等窄宽带物联及GPRS等通信方式，深度低功耗处理，4面高效率光伏板，并配备大容量锂电池，阴雨天可工作一个月；所述主机2上还设有太阳能供电口、 USB供电口和天线接口，所述主机2内还设有控制模块、网络传输模块、数据存储模块和定位模块，所述网络传输模块、数据存储模块和定位模块均与所述控制模块相连接，所述太阳能供电口、USB供电口和天线接口均与所述控制模块相连接；支持LoRa、NB-IoT等窄宽带物联及GPRS等通信方式，支持北斗和GPS定位，且与GIS平台实时跟踪。

当终端采集设备为浮台式时，如图4所示，所述终端采集设备布设在待监控水域处，所述终端采集设备包括主机2和若干个传感器，所述传感器与所述主机2相连接且所述传感器布设在待监控水域中；将终端采集设备布设在待监测水域处，通过若干个传感器实现对水域的水质和水况进行实时监测，从而获取水质和水况的实时数据，该终端采集设备可以使用电线、太阳能电池板1、锂电池等进行供电；所述终端采集设备还包括太阳能电池板1，所述太阳能电池板1设在所述主机2的上方，用于给该终端采集设备供电；所述主机2通过传感器插接件3与所述传感器相连接；设置太阳能电池板1便于使用太阳能电池为终端采集设备供电；所述终端采集设备包括浮台8，所述主机2设置在所述浮台8上，所述太阳能电池板1设置在所述主机2的上方；所述主机2的底部设有若干个传感器插接件3，所述传感器通过所述传感器插接件3与所述主机2相连接；所述主机2上还设有太阳能供电口、USB供电口和天线接口，所述主机2内还设有控制模块、网络传输模块、数据存储模块和定位模块，所述网络传输模块、数据存储模块和定位模块均与所述控制模块相连接，所述太阳能供电口、USB供电口和天线接口均与所述控制模块相连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，包括感知层、传输层、数据层、分析层和服务层，所述感知层、传输层、数据层依次连接；所述分析层与所述服务层相连接；所述感知层、传输层和数据层构成监测平台，所述分析层和服务层构成服务器平台，所述监测平台与所述服务器平台双向数据传输；

所述感知层分用于水资源数据的采集，并将采集的水资源数据导入或转换至所述传输层；

所述传输层将接收到的来自感知层的水资源数据传输至所述数据层；

所述数据层用于接收所述传输层的水资源数据并进行存储；

所述分析层用于对水资源数据进行分析处理，并分析处理后的水资源数据传输至所述服务层，使得所述服务层可以实时监测水资源状况。

2.根据权利要求1所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述服务器平台还包括展现层，所述展现层与所述服务层和所述后台服务器相连接，所述展现层用于通过多种终端设备对水资源数据进行展示以及分享。

3.根据权利要求2所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述感知层包括：采集设备、数据采集转换模块、数据导入模块和手动输入模块，所述数据导入模块和手动输入模块均与所述采集设备相连接；所述采集设备包括至少一个数据采集终端，用于采集水资源数据；所述数据采集转换模块用于将采集的水资源数据进行转换后便于传输；所述数据导入模块包括批量导入模块，用于实地综合布线方式中的数据导入。

4.根据权利要求2所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述数据层包括：数据仓库、统一资源调度管理模块和数据计算框架；所述数据仓库用于存储各个采集设备采集到的水资源数据，所述统一资源调度管理模块用于将各个采集设备采集到的水资源数据收集并进行数据化和规范化管理；所述数据计算框架为分布式服务框架。

5.根据权利要求3所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述采集设备包括终端采集设备和视频采集设备，所述终端采集设备包括水资源流量监测仪、水位监测仪、水质监测仪、雨情监测仪、土壤温湿度监测仪、气象监测仪和排污监测仪。

6.根据权利要求3所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述传输层包括网络传输和实地综合布线传输，所述网络传输包括北斗、GPRS、NB-lot和LORaCLAA。

7.根据权利要求3所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述分析层包括：分析计算模块、数据提取模块、数据归类模块、数据整合模块和网络传输模块，所述分析计算模块和网络传输模块分别与数据提取模块、数据归类模块、数据整合模块连接，用于对水资源数据进行数据提取、数据归类和数据整合，并通过大数据、云计算以及算法模型对水资源数据进行分析处理，处理后获得各项监测数据，并将各项监测数据传输至所述服务层。

8.根据权利要求7所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述服务层包括：水生态监测平台、设备运维平台、可视化平台和综合治理平台，所述水生态监测平台对水资源进行实时监测，并结合河湖水质、水文、河湖监控视频，并通过预设不同的报警规则，针对包括水质超标、河面漂浮物、排口偷排和河道采砂的违法、异常事件设定相应报警规则，实时报警标示当前流量、液位、积水、雨量状况，为综合治理平台提供数据支撑；所述设备运维平台对该基于物联网平台的智慧水资源管理系统提供设备维护支持，实时了解系统的运行状态；所述可视化平台用于将处理后的水资源数据进行可视化展示处理便于所述展现层进行可视化展示。

9.根据权利要求8所述的基于物联网平台的智慧水资源管理系统，其特征在于，所述展现层包括：web网页端、电脑客户端、平板电脑客户端和移动客户app端。

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