饮水质量检测系统设计论文

　　摘要:首先介绍了目前人们饮用水的安全问题的普遍存在,中国的大部分家庭和企业仍然使用自来水作为直饮水以及厨房用水。并分析了饮水质量问题的原因和对人们生活的影响,水与人类生命健康密切相关,饮用水的质量必须得到保障。随后指出了净水设备存在的迫切性以及检测饮水质量的必要性。最后提出了＂互联网+＂大背景下的饮水质量检测系统,并给出了详细的设计方案。
　　关键词:饮水质量互联网+净水设备
　　1前言
　　水与人类生命健康密切相关,饮用水的质量必须得到保障。目前,中国的大部分家庭和企业仍然使用自来水作为直饮水以及厨房用水,虽然自来水经过了自来水厂的加工消毒,但安全和卫生问题仍然让人担心。我国的自来水主要通过自来水厂的水泵汲取周边江河湖泊以及地下水而来,并通过沉淀,消毒,过滤等工艺流程,最后经过配水泵站输送到各个用户[1]。近年来,我国工业化和城市化的急速发展,极大的加剧了对于水循环影响,工农业生产所造成的污水和固体垃圾,以及人类生活所排放的污水和生活垃圾的排放量飙升,各种污水的排放和垃圾的溶解对江河湖泊和地下水造成了严重的污染,对周围的水源造成了不可恢复的破坏。这些问题直接影响了自来水源头的水质。再者,为了取水方便,自来水厂一般都会选择建立在离水源较近的地区,自来水经过水厂净化处理后再通过一系列手段长途运送到各个自来水配水站,再经过各种管道流向用户。在这长途运输中,由管道污染和腐蚀老化等原因引起的水质二次污染,必定会造成对用户健康的损害,饮水安全问题已经迫在眉睫[2]。根据李总理的指示,我国推出了《关于积极推进＂互联网+＂行动的指导意见》,将＂互联网+＂上升为国家战略。这标志着我国将大力推动互联网和生产创新方向的融合,创造新的产业格局,打造新的经济生态[3]。由此看来,将＂互联网+＂运用于人民的生活势在必行＂,互联网+＂饮水质量的发展前途无量。
　　2饮水质量检测系统概述
　　在＂互联网+＂的大时代下,人们可以通过各方面来关注自身的健康。水是人们日常生活的基础,而由于水的质量问题普遍存在,大多数用户都选择使用净水设备来确保自己的饮水安全。此时,净水设备的净水效果以及运行状况就成了用户需要了解的首要问题。在这样的背景下,本文提出一种基于线程池技术的水质信息检测查询系统。无论用户在何时何地,都可通过网络实时查看安装在自家检测设备所检测的数据,了解自家的水质状况以及净水设备运行状况。而提供净水设备的企业也可以通过了解设备的运行情况为用户提供后续的维护服务。系统通过安装在用户家庭的检测设备采集用户水质数据经过公网发送到互联网信息中心。用户可以通过网络随时随地查看自家水质状况,企业用户也可以随时查看各净水设备的运行状况,为提供维护服务做指引。
　　3饮水质量检测系统方案设计
　　本文提出的检测系统主要是通过安装在净水设备的传感器采集净化过后水的各项参数,通过终端服务器的分析处理,并发送到互联网上的信息中心。而互联网信息中心主要负责数据接受、存储和信息管理。因此,方案设计主要包含检测设备和互联网信息中心两部分。接下来将从两方面介绍系统方案设计。
　　3.1检测设备的方案设计
　　检测设备主要任务是通过传感器采集各项水质参数数据,并通过数据简单的判断净水设备是否正常运行。检测设备还具有一定的存储能力,可以存储一定时间的信息数据,以便在没有网络时可以保存数据并在网络恢复时保证数据不丢失。检测设备还必须定期向互联网信息中心传送水质信息,保证用户和企业可以通过网络实时查看每一台设备的净水效果和设备运行状况。每当净水设备出现故障时,检测设备还可以及时向维护人员发送报警信息,为维护人员分析故障原因提供依据。在这样的要求下,检测设备主要应该包含数据的处理、发送和报警三个部分。以下将依次介绍这几部分的设计方案。数据处理和报警部分:数据处理主要是将来自传感器的数据进行格式化处理,主要分为三部分内容:首先,判断接受到的数据是否符合传感器发送的数据规格要求,由此来判定数据是否有效;其次,将获得的数据和指定的数据进行比较,判断水质情况是否正常;最后,将得自传感器的数据格式化为指定的格式,方便存储和发送。获取的传感器的数据主要分为5项内容:设备ID、残留氯、PH、TDS(mg/L)和流量()。再加上水质检测结果和存储时间共7项存入终端数据库。检测设备首先检查所获得的传感器数据格式,将符合规范的数据进行后续处理。即将四项水质参数和给定的值进行比较,根据比较结果判定水质状况,如果水质情况异常,立即发送报警信息到互联网信息中心请求处理。数据发送部分:检测设备的数据发送部分的主要任务是定期的向互联网信息中心申请建立连接并将近期的数据发送至互联网信息中心信息中心。第一次动作时,终端服务器首先读取目前的时间并存储。第一个刷新周期到达后,以存储的日期为条件搜索数据,将比存储日期新的所有数据读取出来,并将数据整理打包发送至互联网信息中心信息中心。随后将当前时间保存,等待下一个周期。
　　3.2互联网信息中心的方案设计
　　互联网信息中心主要负责将接受到的数据存储到服务器,并记录用户的故障记录与维修记录,不同的登录用户拥有不通的权限,可以查看相应的数据。以下将依次介绍Web服务器设计、通用线程池的设计和数据库的设计。
　　3.2.1Web服务器的设计
　　根据需求,本文设计的饮水质量检测系统需要通过Web服务器显示每一台净水设备的运行状态和水质信息。同时,为了方便管理和保护数据安全,Web服务器需要添加平台管理模块,负责管理平台的登录认证,用户管理和权限管理。平台管理模块需要合理的分配登录用户的操作权限,用以保证用户只能执行该权限所授权的操作。本文选择基于角色的权限控制机制。在这里,用户指的是每一个在服务器注册并且可以通过登录认证进入平台管理系统的人。而角色是指一个企业在平台设计时所分配的工作岗位,例如:总管理员,区域管理员,普通用户等。权限是基于角色存在的,用于注明每一个角色可以在管理平台所做的事情,包括其可以查看的设备数据范围,可以进行系统操作的类型等[4]。本文将管理平台的权限分为系统相关权限和设备相关权限两部分。系统相关权限是指添加用户、删除用户、修改用户信息等与设备信息无关的权限。设备相关权限是指可以查看的设备范围以及查看的数据类型等。
　　3.2.2通用线程池的设计
　　采用通用线程池主要是为了提高服务器处理并发任务的`效率,并减轻服务器的负担。通用线程池主要由数据缓冲池和服务器线程池组成。数据缓冲池是用于存储客户端请求,将客户端的请求按照接受的顺序至于任务队列中。任务队列采用先进先出的原则,先接受的任务将会优先交于处理,减少客户端的等待时间。而服务器的线程池,是在服务器运行时创建并存储了一定数量的线程,并使其处理阻塞状态。一旦数据缓冲池中有任务进来,线程池就将一个空闲的线程唤醒并使其处理客户端的请求任务,处理完任务后线程会重新进入阻塞状态等待下一次唤醒。
　　3.2.3数据库的设计
　　为了储存水质信息和用户信息,互联网信息中心数据库主要应设置有用户信息表、设备信息表、维修记录表、故障信息表、水质信息表、报警信息表、角色表以及角色权限表。用户信息表,主要记录各个用户的账户信息,包括用户名,用户密码、角色和联系方式等基本信息;设备信息表主要记录企业所管辖的净水设备的基本信息,以便于维护和修理;维修记录表主要记录每次维修的时间,故障情况等信息;故障信息表主要记录常见故障的信息,和维修记录表搭配使用;水质信息表主要记录每台设备的水质情况;报警信息表主要记录检测设备的报警信息,方便查询和管理;角色表记录角色名称和角色ID信息,系统中默认存在一个管理员角色;角色权限表记录分配给角色的权限,默认管理员具有最高权限。
　　4结语
　　＂互联网+＂时代已经来临,作为人们生活的基础,互联网与饮水相＂+＂依然是大势所趋。而随着人们生活水平的提高,饮水的健康安全必然会成为人们更加关注的对象。目前。各种可接入互联网的移动设备已经成为人们生活所不可或缺的一部分,因此,将人们的生活和互联网的联结就是将生活的管理集中一台移动设备。未来一台接入互联网的移动设备就能处理生活中点滴事物的愿景已然触手可及。
　　参考文献
　　[1]高娟,李贵宝,刘哓茹.国内外生活饮用水水质标准的现状与比对[J].水利技术监督,2005(3):61-64.
　　[2]周志勇.自来水二次污染的现状及防治措施[J].现代物业,2015(6):82-83.
　　[3]马化腾＂.互联网+＂激活更多信息能源[J].光明日报,2015年5月9日第6版.
　　[4]余光远.基于Epoll的消息推送系统的设计与实现[D].武汉:华中科技大学,2011.
　　[5]李娜.基于IPMI技术的服务器管理系统的设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2009.