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關(guān)鍵詞:IC卡;水表;售水軟件
中圖分類號:TP311.52
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,人類的生產(chǎn)、生活方式都發(fā)生著日新月異的變化,在許多與日常生活緊密相關(guān)的領(lǐng)域,都采用了基于IC卡的管理方式。其中智能IC卡水表廣泛在城市中應用。本文給出一種低功耗智能IC卡冷水表售水軟件的設(shè)計與實現(xiàn)。該軟件系統(tǒng)具有賬號管理、數(shù)據(jù)庫維護、IC卡操作等功能、用戶管理等功能,界面友好,具有良好的可靠性。在住宅小區(qū)的管理應用中得到好評。
1 售水軟件的功能設(shè)計
售水軟件主要是維護智能IC卡水表用戶信息、并對用戶的IC卡進行有效管理。根據(jù)這一基本要求,軟件設(shè)計了如下功能:
1.1 賬號管理功能
賬號管理功能主要針對軟件系統(tǒng)的管理維護人員設(shè)置,對不同的管理人員分配不同的管理權(quán)限,不同的權(quán)限代表不同的軟件功能訪問控制。這里主要分管理員權(quán)限和操作員權(quán)限,管理員具完全的權(quán)限,可操作軟件所有的功能,操作員則不具有數(shù)據(jù)庫維護功能,且不能修改軟件系統(tǒng)的登錄密碼。
1.2 IC卡管理功能
智能IC卡水表一戶一表,一表一卡,IC卡管理功能主要包括新用戶卡的發(fā)放、IC卡存值、IC卡掛失/取消掛失、IC卡更換等具體功能。這些功能主要根據(jù)用戶在使用IC卡以及售水方在操作IC的過程中常會涉及的操作內(nèi)容而設(shè)計。
1.3 用戶管理功能
用戶管理主要對使用智能IC卡水表的用戶進行維護,主要包括用戶基本信息錄入/編輯/修改/刪除、用戶卡狀態(tài)顯示/修改、用戶以及用戶使用水量信息查詢/打印等功能。用戶信息存放于數(shù)據(jù)庫中。
1.4 數(shù)據(jù)庫管理功能
數(shù)據(jù)庫管理功能主要針對整個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行維護管理,具體功能包括數(shù)據(jù)信息備份、數(shù)據(jù)庫信息壓縮、數(shù)據(jù)庫信息刪除等基本功能。
1.5 其它輔助功能
輔助功能主要是為軟件系統(tǒng)的正常使用提供輔的功能,在本款軟件的設(shè)計中主要包括IC卡讀卡器底層控制通信端口選擇、單位水費的設(shè)置、軟件系統(tǒng)幫助等功能。
2 售水軟件的功能實現(xiàn)
軟件的實現(xiàn)過程中,將上述功能分類到不同的菜單項下,通過相關(guān)代碼完成設(shè)計的功能,并不嚴格按具體的功能分配軟件界面菜單項。這里給出主要功能的實現(xiàn)思路。
2.1 開發(fā)語言的選擇
軟件的功能實現(xiàn)采用了功能強大、簡單易學的Visual Basic(VB)語言。VB是Microsoft公司推出的一種Windows應用程序開發(fā)工具,是國際上廣泛使用的一種計算機高級語言。它采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想,其基本思路是把復雜的程序設(shè)計問題分解為一個個能夠完成獨立功能的相對簡單的對象集合。程序員可根據(jù)程序和界面設(shè)計要求,直接在屏幕上“畫”出窗口、菜單、按鈕、標簽、文本框等不同類型的對象,并為每個對象設(shè)置屬性。VB程序采用事件驅(qū)動機制,每個對象都能響應多個不同的事件,每個事件都能驅(qū)動一段代碼――事件過程,該代碼決定了對象的功能。VB語言能夠很好地勝任本售水軟件的功能實現(xiàn)。
2.2 數(shù)據(jù)庫的選擇
本售水軟件主要供一些住宅小區(qū)內(nèi)的物業(yè)部門應用,由于局部用戶數(shù)量有限,這里采用Access數(shù)據(jù)庫存儲用戶數(shù)據(jù)。Access是微軟公司推出的基于Windows的桌面關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),是Office系列應用軟件之一。它提供了表、查詢、窗體、報表、頁、宏、模塊7種用來建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的對象;提供了多種向?qū)?、生成器、模板,把?shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、界面設(shè)計、報表生成等操作規(guī)范化;為建立功能完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了方便,也使得普通用戶不必編寫代碼,就可以完成大部分數(shù)據(jù)管理的任務(wù)。
2.3 數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)
數(shù)據(jù)管理部分包括用戶管理和數(shù)據(jù)庫管理功能。
(1)用戶管理功能實現(xiàn)
用戶管理功能需要維護水表用戶的相關(guān)信息。軟件實現(xiàn)時,通過文本框控件接受基本用戶信息的錄入與修改,并將有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中,同時采用msflexgrid控件顯示用戶的數(shù)據(jù)記錄供維護人員查看。其中用戶基本信息包括:用戶卡號、姓名、地址、電話、卡狀態(tài)(未發(fā)卡、卡掛失、卡正常使用)、備注等。其中msflexgrid控件對象msfGrid顯示數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的控制程序如下:
Dim Rst As Recordset, ClipStr As String,intCount As Integer
Set Rst=gDataBase.OpenRecordset("QryUser",dbOpenSnapshot)
With Rst
While Not.EOF
intCount=intCount+1‘整型計數(shù)變量
ClipStr=用戶記錄內(nèi)容的字符串組合
msfGrid.AddItem ClipStr
.MoveNext
Wend
End With
Rst.Close
Set Rst=Nothing
msfGrid.Redraw=True
用戶記錄添加到數(shù)據(jù)庫的過程為:
Dim Rst As Recordset
Set Rst=gDataBase.OpenRecordset("數(shù)據(jù)表名")
BeginTrans
關(guān)鍵詞:智能網(wǎng)絡(luò);自動抄水表系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架;集中器;階梯水價 文獻標識碼:A
中圖分類號:TP391 文章編號:1009-2374(2017)01-0129-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.062
1 題由來
在我國用水計量采用“一戶一表”制,并且為了杜絕一些商業(yè)用水行業(yè)比如洗車之類的行業(yè),浪費水資源的現(xiàn)象,實行了一些節(jié)水管理辦法,如實施階梯水價計費?!耙粦粢槐怼闭叩耐菩?,決定了抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點多,數(shù)據(jù)量大而且采集點極其分散的特點;階梯水價計費的方法,決定了計費算法復雜,人力輸入數(shù)據(jù)容易出錯,這些必將使水表抄收和水費核算的工作量大大增加。而且我國的城鎮(zhèn)房屋建設(shè)傾向于開發(fā)建設(shè)高樓大廈,這也增加了水表抄收工作的工作難度和工作強度,完全靠人力很難及時準確地完成水表抄收工作。所以為了解決這些問題,自動抄水表的創(chuàng)建就顯得異常重要了。
本文設(shè)計的自動抄水表系統(tǒng)是將數(shù)字通訊技術(shù)與水表計量技術(shù)結(jié)合起來,形成一個完整的自動抄水表系統(tǒng)。該系統(tǒng)不但不需要上門抄錄每戶用水量,而且還可以實現(xiàn)水量統(tǒng)計,水量分時、分區(qū)計費,用戶水費繳納等功能。此抄表系統(tǒng)減輕了自來水公司及物業(yè)部門的勞動強度,減少了人工抄表的投資,并且能使一個區(qū)域的水資源統(tǒng)一化管理。對于用戶而言,此系統(tǒng)將家庭用水量數(shù)據(jù)透明化,也便于用戶繳納水費。
2 智能網(wǎng)
智能網(wǎng)(IN)是在原有通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立的一種可以提供各種智能業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。智能網(wǎng)的組成單元是業(yè)務(wù)交換點(SSP)、業(yè)務(wù)控制點(SCP)、信令轉(zhuǎn)換點(STP)、智能業(yè)務(wù)節(jié)點(IP)和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)(SMS)等。業(yè)務(wù)交換點是一個本地交換機,主要作用就是將用戶與業(yè)務(wù)控制點連起來,實現(xiàn)用戶與業(yè)務(wù)控制點之間的信息交換。業(yè)務(wù)控制點是智能網(wǎng)的中心,一般由大、中型計算機和大型數(shù)據(jù)庫組成,它的主要功能就是實現(xiàn)各種智能業(yè)務(wù),當接收到業(yè)務(wù)交換點送來的用戶信息時,向數(shù)據(jù)庫查詢信息,并且發(fā)出控制指令。
3 基于智能網(wǎng)的自動抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
基于智能網(wǎng)的自動抄水表系統(tǒng)是將分散于用戶的智能水表數(shù)據(jù),進行了數(shù)據(jù)采集,并且通過RS485總線,將數(shù)據(jù)傳送到集中器,再通過電話網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到管理層,進行數(shù)據(jù)分析,費用計算,最終實現(xiàn)費用繳納的綜合性抄表系統(tǒng)。
我們可以將這一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三層,分別為用戶層、中間層和管理層。自動抄水表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示:
3.1 用戶層
用戶層即分散在各小區(qū)用戶家中的智能水表。智能水表要對峰時、谷時的水量進行計量,并且要將計量數(shù)據(jù)采集并保存,還要通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與集中器,管理中心相連接,構(gòu)成遠程抄表系統(tǒng),實現(xiàn)用水信息采集、保存、傳送、階梯式收費計算等功能。
3.2 中間層
集中器采集的智能水表數(shù)據(jù)要及時、主動地向上一層管理中心上傳。并響應管理中心的抄表指令,將抄表數(shù)據(jù)進行凍結(jié)或更新。這一通訊方式常常是基于PSTN、ISDN、GPRS等??紤]到抄表的經(jīng)濟性和可靠性,常常采用較成熟的PSTN或ISDN網(wǎng)絡(luò),本文采用PSTN網(wǎng)絡(luò)。
3.3 管理層
當集中器采集到智能水表的數(shù)據(jù)后,要將該數(shù)據(jù)再送到管理層的數(shù)據(jù)分析中心,對數(shù)據(jù)進行分析,以保證數(shù)據(jù)的準確性。然后再將經(jīng)分析后的數(shù)據(jù)送到結(jié)算中心,進行水量、水費的結(jié)算或送至相應的管理部門作為分析、決策的依據(jù)。最后要將結(jié)算后的數(shù)據(jù)通過Internet或手機APP方式傳達給用戶,以實現(xiàn)網(wǎng)上繳納費用,方便用戶使用。這一過程通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的進一步交換,我們稱為數(shù)據(jù)的管理層。
4 自動抄水表系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、配置
自動抄水表系統(tǒng)由智能水表、采集終端、集中器、管理中心組成四級抄表網(wǎng)絡(luò)。采集終端、集中器之間的通信采用RS―485總線結(jié)構(gòu),管理中心和集中器之間的通信采用現(xiàn)在已有的公用電話網(wǎng)。自動抄水表系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如圖2所示:
4.1 管理中心設(shè)計
管理中心實際上就是一套以計算機為載體的軟件管理系統(tǒng),它的核心是數(shù)據(jù)庫。管理中心包括用戶管理中心、數(shù)據(jù)分析中心、數(shù)據(jù)計算中心三個部分。
用戶管理中心,要實現(xiàn)用戶資料的錄入、刪除、修改等管理,將普通用戶與商業(yè)用戶分開,一戶一表與一戶多表分開,這一部分數(shù)據(jù)是一個區(qū)域自來水管理的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)計算中心,要對收到的水量數(shù)據(jù)及用戶數(shù)據(jù)進行處理,計算出不同類型用戶的水費。
數(shù)據(jù)分析中心,要對已經(jīng)算出的數(shù)據(jù)進行核查,確保準確無誤,并傳送到繳費系統(tǒng)。這部分還可以對一個區(qū)域的用水量進行分析,便于自來水廠的管理。
此外,還可以與銀行聯(lián)網(wǎng),將計費數(shù)據(jù)傳輸給銀行,由銀行從用戶賬戶上自動扣費;也可以將數(shù)據(jù)傳入專用APP由用戶自行繳費。
4.2 集中器的設(shè)計
在自動抄水表系統(tǒng)中,集中器有數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)的作用,它負責管理中心和智能水表的聯(lián)系。它主要有兩個功能:(1)保證管理中心與水表之間的信息傳輸,將管理中心下達的指令傳達給智能水表;(2)將抄得的智能水表的數(shù)據(jù)信息傳輸給管理中心。
對于集中器的設(shè)計,使用了PC104工控機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和處理。它有體積小、輕便、擴展性強、安全指數(shù)高、便于維護的特點。并且有多種通訊端口,易于使用。集中器通過RS485總線與采集終端相連,將管理中心的指令傳達給采集終端。由于集中器采用了高擴展性的PC104工控機作為硬件設(shè)備,所以軟件使用DOS操作系統(tǒng),并且用C語言作為編程語言。軟件設(shè)計包括串口初始化和系統(tǒng)時鐘設(shè)置兩個部分,并且有差錯控制,若管理中心發(fā)出的指令一段時間沒有響應則重新發(fā)送,若重發(fā)2次仍然沒有響應,則判斷為集中器故障,管理中心提示出現(xiàn)故障。
4.3 采集終端設(shè)計
采集終端要在集中器的控制下實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和記錄數(shù)據(jù)的功能,并且將所記錄的數(shù)據(jù)傳輸給集中器,最終上傳給管理中心進行處理。
采集終端最重要的就是執(zhí)行集中器的指令,指令一般有兩類:(1)廣播指令:指與采集終端相連的所有智能水表都要執(zhí)行的指令,如讀出當前所有水表的稻藎唬2)單表指令:指某一塊智能水表需要執(zhí)行的指令,如讀出某個水表的數(shù)據(jù)等。
4.4 智能水表設(shè)計
智能水表是抄表系統(tǒng)的終端,主要實現(xiàn)以下功能:(1)數(shù)據(jù)采集:通過傳感器將水流量轉(zhuǎn)化為脈沖信號,記錄用水量;(2)對于不同的峰、谷時段,將水量分別記錄;(3)可以設(shè)定商業(yè)用戶和普通用戶,其計費方法不同;(4)欠壓提示當水表內(nèi)的電池電壓不足時,提醒用戶更換電池等。
4.5 RS-485總線
本文對于采集終端與集中器之間的數(shù)據(jù)傳輸使用RS485總線方式。RS485總線方式如今技術(shù)已經(jīng)非常成熟,它的最大的通信距離約為1219m,最大傳輸速率為10Mbps,完全符合本系統(tǒng)的要求。
智能水表裝有RS485接口,再通過RS485總線與基表連接,并連接到集中器上,集中器通過調(diào)制解調(diào)器和電話網(wǎng)相連到管理中心進行數(shù)據(jù)存儲和處理。在抄收大范圍數(shù)據(jù)時,將幾個集中器級聯(lián)起來,由高級集中器與PSTN網(wǎng)絡(luò)相連,完成數(shù)據(jù)傳輸。
RS-485接口采用差分方式傳輸信號,并不需要相對于某個參照點來檢測信號,系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。這樣就減少了干擾,使數(shù)據(jù)更準確。
5 系統(tǒng)軟件的功能設(shè)計
(1)管理中心軟件設(shè)計。分為用戶管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)計算三個部分。實現(xiàn)用戶資料的錄入、刪除、修改,實時抄收水表數(shù)據(jù),記錄保存數(shù)據(jù)等功能;(2)數(shù)據(jù)分析功能。對于抄收上來的數(shù)據(jù),要保證其準確性,就需要對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析,主要對以下方面進行分析:水量數(shù)據(jù)分析即將商業(yè)和居民用戶用水分開計費等。最終將準確的數(shù)據(jù)傳到營業(yè)計算系統(tǒng)。
6 結(jié)語
基于智能網(wǎng)的自動抄水表系統(tǒng)是將分散于用戶的智能水表數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)采集,并且通過RS485總線,將數(shù)據(jù)傳送到集中器,再通過PSTN網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到管理層,進行數(shù)據(jù)分析、費用計算,最終實現(xiàn)費用繳納的功能,大大提高了自來水管理部門的抄收效率,并且減輕了工作強度,將用戶用水數(shù)據(jù)透明化,減少了糾紛的發(fā)生。這一系統(tǒng)適用于對一個區(qū)域的水表數(shù)據(jù)的集中管理,該模式具有良好的應用前景和現(xiàn)實推廣價值。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:地表水;STM32單片機;水質(zhì)傳感器;智能監(jiān)測
中圖分類號:S273.2 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)16-4283-04
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.054
中國是人均淡水資源貧國,水資源可用量、人均和單位面積的水資源數(shù)量極為有限[1]。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,工廠廢棄物直接排放到河流中,導致水質(zhì)污染日益嚴重,因此保護水環(huán)境迫在眉睫,浙江省政府為確保水質(zhì)安全推出“五水共治”的政策[2],該政策主要為了治理自來水、江水、河水等的污染問題。而水質(zhì)監(jiān)測就是對水環(huán)境中的污染物及污染因素進行監(jiān)測,其目的是評價污染物產(chǎn)生的原因及污染途徑為防治污染提供技術(shù)支持[3]。因此監(jiān)測水質(zhì)的必要性不言而喻,依靠水質(zhì)監(jiān)測手段可以確定水環(huán)境控制目標及改善水環(huán)境質(zhì)量狀況的效果[4]。
目前,水質(zhì)監(jiān)測方法主要有兩種方式:人工采集[5]和水質(zhì)自動監(jiān)測站。人工方式勞動強度大,檢測周期長,不能實現(xiàn)在線實時自動監(jiān)測,難以全面準確反映水質(zhì)參數(shù)的動態(tài)變化。水質(zhì)自動監(jiān)測站建設(shè)周期長投資成本高,覆蓋水域有限,實時監(jiān)測范圍小,不能同時對多點進行實時監(jiān)測[6]。若出現(xiàn)極端突況,水質(zhì)受到嚴重污染,如工業(yè)廢水傾倒,甚至受到二次污染,則傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法難以實現(xiàn)實時在線反映水質(zhì)動態(tài)情況。因此,本研究設(shè)計了表水水質(zhì)智能監(jiān)測系統(tǒng),該測系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動在線實時監(jiān)測。
1 總體方案設(shè)計
根據(jù)國家水質(zhì)監(jiān)測標準[7],包括溫度、pH、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(以P計)等項目。主要對地表水物理特性進行監(jiān)測,確定將溫度、酸堿度、溶解氧、濁度和電導率5個參數(shù)作為監(jiān)測對象,實現(xiàn)5個參數(shù)實時在線監(jiān)測,在LCD顯示屏上實時顯示采集的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù),同時本地存儲數(shù)據(jù),并通過GPRS通訊模塊上傳到遠程監(jiān)控中心。
根據(jù)上述功能要求,系統(tǒng)主要由單片機主控模塊、傳感器模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊和通訊模塊組成,系統(tǒng)框架如圖1所示。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
本設(shè)計水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)主要由主控模塊、傳感器檢測模塊、存儲模塊和顯示模塊以及其他模塊組成。水質(zhì)檢測系統(tǒng)通過傳感器模塊采集水質(zhì)參數(shù),由主控模塊處理采集到的水質(zhì)參數(shù),將數(shù)據(jù)存儲于存儲模塊中,并且把結(jié)果實時顯示在LCD顯示屏上,實現(xiàn)實時在線監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)。
2.1 最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)包括單片機及電源、時鐘、復位等部分組成[8],其中單片機為整個系統(tǒng)控制中心。該系統(tǒng)采用STM32系列閃存微控制器作為主控模塊,該模塊采用ARM公司最新的Cortex-M3內(nèi)核架構(gòu),具有高性能、低功耗、性價比高的特性[9],最小系統(tǒng)電路如圖2所示。
2.2 數(shù)據(jù)采樣模塊
數(shù)據(jù)采樣模塊是水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的一個重要部分[10],按照系統(tǒng)設(shè)計要求,該系統(tǒng)需實時采集pH、溫度、溶解氧、濁度、電導率5個參數(shù)。系統(tǒng)采用的水質(zhì)傳感器型號分別為ZA-TU-A101型濁度傳感器、ZA-CDT-A101-485型電導率傳感器、ZA-DO-A101-485溶解氧傳感器的型號是、ZA-PH-A101-485型酸堿度傳感器。
除濁度傳感器采用12位的A/D轉(zhuǎn)換器與單片機進行通訊外,其余傳感器均采用MODBUS協(xié)議,通過RS485接口與單片機進行通訊。傳感器接口電路見圖3~圖7。
2.3 存儲模塊
存儲模塊是采集器的關(guān)鍵模塊,要求存儲可靠,寫入速度快、容量大,實現(xiàn)本地備份防止數(shù)據(jù)無故丟失[11]。系統(tǒng)采用SD卡(Secure digital memory card)作為存儲模塊[12]。每小時發(fā)送N組數(shù)據(jù),每組數(shù)據(jù)有5個參數(shù),每個參數(shù)大小為8 bit,則一天發(fā)送的數(shù)據(jù)為N×24×5×8 bit。當N=3時,采用128 Mb的SD卡,那么SD卡約能存儲一年的數(shù)據(jù),體現(xiàn)了系統(tǒng)的可調(diào)行。
SD卡與單片機通訊模式可分為SD卡模式與SPI模式[13],系統(tǒng)采用SD卡模式,該模式需要4條數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸,各個引腳功能如表1所示,存儲模塊的硬件電路如圖8所示。
2.4 液晶顯示模塊
LCD液晶顯示模塊主要是為了實時顯示水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)、采集時間、采集點,系統(tǒng)采用ILI9341型號液晶屏[14]。為了提高顯示圖片速度和圖像質(zhì)量,該系統(tǒng)采用16 bit并行接口與單片機通訊,接口電路如圖9所示。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1 軟件開發(fā)環(huán)境
STM32軟件的開發(fā)基于IAR embedded workbench開發(fā)平臺[15],整個軟件開發(fā)、調(diào)試和仿真都在Window7操作系統(tǒng)下完成。
3.2 系統(tǒng)主程序流程
系統(tǒng)工作時首先要進行初始化,需要初始化的模塊包括USART、GPGS、DS1302、KEY、GPIO、LCD等。系該統(tǒng)主要包括3個模塊,分別為MODBUS協(xié)議模塊、按鍵模塊、GPRS模塊,系統(tǒng)主程序流程圖如圖10所示。
3.3 系統(tǒng)主要模塊
按鍵模塊,按下鍵同時調(diào)節(jié)參數(shù),根據(jù)按鍵功能不同操作進入數(shù)據(jù)界面。模塊中包含以下功能鍵:選擇、確認、加和減。開始進入IP地址調(diào)試,通過選擇、確認、加和減的功能鍵調(diào)試,然后對時間點及測試點進行確認。
MODBUS協(xié)議模塊,主機發(fā)送數(shù)據(jù),通過RS485將數(shù)據(jù)發(fā)送給傳感器,然后置于接收狀態(tài),傳感器接到主機發(fā)送的數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)返回給主機,最后將數(shù)據(jù)傳到液晶的數(shù)據(jù)口并顯示。
GPRS模塊經(jīng)過IP和端口數(shù)據(jù)讀取后,進行串口初始化,發(fā)送,等待接受。GPRS模塊首先配置APN進入TCP功能,打開一條TCP連接,每隔1 h發(fā)1次,每次發(fā)3組數(shù)據(jù)到TCP終端,直至1 h后關(guān)閉GPRS。
3.4 遠程監(jiān)控中心模塊
遠程監(jiān)控中心的地址為http://60.190.216.49:8002。
4 系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.1 試驗準備及過程
系統(tǒng)試驗測試地點分別選取浙江農(nóng)林大學東湖、臨安苕溪河、臨安東湖水庫。時間分別于2015年1月27-29日、1月30日、2月2日對3個地點進行水質(zhì)監(jiān)測。系統(tǒng)實物如圖11所示。
上電開機并完成設(shè)備初始化后,設(shè)備每隔1 min定時采集傳感器數(shù)據(jù)并通過LCD液晶屏實時顯示數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)打包封裝后通過GPRS模塊上傳至遠程監(jiān)測中心。為了系統(tǒng)備份的需要,采集的數(shù)據(jù)同時存儲于本地SD卡中。根據(jù)遠程監(jiān)測中心獲得的數(shù)據(jù)用Excel軟件進行分析處理后可得表2。
4.2 數(shù)據(jù)分析與討論
本試驗主要對水質(zhì)的濁度、酸堿度、溫度、溶解氧、電導率5個指標進行監(jiān)測。根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目標準限值以及地表水水域環(huán)境功能和保護目標可知[16]。由表3可知,浙江農(nóng)林大學東湖水質(zhì)符合Ⅰ類水標準,臨安東湖村水庫和臨安苕溪河水質(zhì)符合Ⅱ類水標準。同時,根據(jù)臨安苕溪河濁度大于東湖水庫的濁度。結(jié)果表明,浙江農(nóng)林大學東湖的水質(zhì)優(yōu)于東湖村水庫、臨安苕溪河。
5 結(jié)語
本研究開發(fā)了一種能檢測水質(zhì)溫度、酸堿度、溶解氧、濁度、電導率5個水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)能在液晶顯示屏上實時顯示數(shù)據(jù),本地存儲數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送至遠程監(jiān)測中心。通過對浙江農(nóng)林大學東湖、臨安東湖村水庫、臨安苕溪河3個地點的河流水質(zhì)實時監(jiān)測,處理水質(zhì)數(shù)據(jù),表明浙江農(nóng)林大學東湖的水質(zhì)優(yōu)于東湖村水庫、臨安苕溪河。該系統(tǒng)試驗過程中運行穩(wěn)定,具有低功耗、低成本、配置靈活、應用范圍廣、環(huán)境適應力強等特點。
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正方觀點:能。1.飲用水是關(guān)系民生的大事,在污染形勢日益嚴峻的背景下,國家在政策扶植和財政支持上加大力度,監(jiān)管進一步加強;2.供水行業(yè)技術(shù)進步,供水企業(yè)改革積極推進;3.城市水價有所突破,企業(yè)經(jīng)營虧損狀況有所緩解;4.在5年緩沖期后,新國標實施已無退路。
反方觀點:不能。1.水源地水質(zhì)日趨惡化,飲用水水源水質(zhì)總體呈下降趨勢;2.水廠現(xiàn)行處理工藝不適應國家新的水質(zhì)標準,供水設(shè)施發(fā)展不平衡;3.水質(zhì)監(jiān)測能力十分薄弱,應急供水體系不完善;4.城市供水合理價格機制尚未形成,供水行業(yè)仍多虧損經(jīng)營,新國標將提升供水成本,供水企業(yè)資本困擾加劇。
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水網(wǎng)網(wǎng)友:飲用水安全和食品安全現(xiàn)在是國內(nèi)熱點問題,新國標的實施務(wù)必能使相關(guān)政策更加完善。但是,能否順利達標以及順利推行,要看當?shù)卣O(jiān)管部門的力度??傊嘈耪嘈劈h。
水網(wǎng)網(wǎng)友:如果有政府的政策傾斜,我想會好很多吧,還是要向前看!
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水網(wǎng)網(wǎng)友:按時達標可能性小,主要是現(xiàn)行的水處理工藝發(fā)展相對滯后、水質(zhì)監(jiān)測能力薄弱等一系列的制約因素,真正實現(xiàn)水質(zhì)的全面達標可能得需要一段發(fā)展過程。
水網(wǎng)網(wǎng)友:關(guān)于水質(zhì)106項達標問題,全國各地的水源水質(zhì)良莠不齊,沒有必要一刀切,全部要求檢測106項,比如、青海以及邊遠山區(qū)的良好水源地。歐盟飲水標準不到50項,就是例證。因為很多污染物在某一地區(qū)并未出現(xiàn),所以不要求檢測。實際上,國家飲用水標準(GB5749-85)第9.1.1條已經(jīng)明確說明,除基本參數(shù)(42項)外,各地政府可以自行決定選擇其余參數(shù)進行檢測。
水網(wǎng)網(wǎng)友:1.行業(yè)定位不明晰,水價定價機制不完善,全行業(yè)虧損;2.水源水質(zhì)惡化,短期內(nèi)無法根本解決;3.制水工藝落后,無論是現(xiàn)有的政府投資,還是社會資本,根本無法支撐技術(shù)改造的進行;4.水質(zhì)監(jiān)測督察體系具有明顯漏洞,能力嚴重不足;5.發(fā)展極為不平衡,縣級供水具有極大差距。
水網(wǎng)網(wǎng)友:需要立法才能保證標準的實施。我不相信國內(nèi)的城市在短期內(nèi)都能達到新的國家標準。不管怎樣,我國公民有燒水喝的習慣,這從很大程度上降低了不達標水對身體的危害。這也讓很多公民忽視了水質(zhì)是否達標的重要性,飲用水水質(zhì)須達標這種社會意識需要提高。
節(jié)水劉大哥:飲水水質(zhì)出現(xiàn)問題其實是中國水環(huán)境惡化的一個衍生品。早就嚴重存在于農(nóng)村的缺水和水污染問題又有多少人關(guān)注過?不過,現(xiàn)在影響到更多的城市,才引起人們關(guān)注而已!要想根本解決水質(zhì)的問題,必須實施好以下三點,否則,所謂的達標也是不可持續(xù)的:1.水源地的保護做了沒,還有優(yōu)質(zhì)水源地嗎?還要四處調(diào)水,抽空地下水?西部一些小城鎮(zhèn)的水廠,由于缺少處理和監(jiān)測,水質(zhì)更是直接取決于水源狀況;2.水改做了沒,還是1升瓶裝水當一噸水去供?扭曲的水價,隨處可見的浪費,再多水也不夠這么用!3.節(jié)水還一直是空白。用飲用水進行人工造雪、澆灌高爾夫球場、沖馬桶,多少水也不夠這么奢侈和低效使用!
水網(wǎng)網(wǎng)友:積重難返,水質(zhì)問題涉及的不單單是出廠水,水源地保護、管網(wǎng)、升級改造的資金技術(shù)都得全面配合上才行。
中立網(wǎng)友留言:
水網(wǎng)網(wǎng)友:CCTV 《24小時》欄目報道,衛(wèi)生部解讀7月1日正式執(zhí)行的新國標三大特點:(與1985年舊國標相比)1.35項增加為106項,主要增加微生物指標( 通常說的強調(diào)生物安全性);2. 城市與農(nóng)村標準統(tǒng)一( 一致 );3.該標準已經(jīng)基本與國際接軌。給出一個認識上的誤區(qū),即原來大家認為飲水和用水可以有不同的要求和標準,實際上,居民的用水完全應該和飲水同一個要求。
我們遷安市自來水公司在公司領(lǐng)導的大力支持下,進一步落實科技興企戰(zhàn)略,將科技新成果具體地運用到客際工作,提高了工作效率,實現(xiàn)了以科技新技術(shù)帶支優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
客服中心直接面用對水戶,負責公司的水費收繳工作。作為公司的前沿陣地,就是公司對外服務(wù)的窗口,時刻代表著公司形象。為更好的服務(wù)于民,我們逐步實現(xiàn)科技化、自動化、現(xiàn)代化,提高了辦事效率,規(guī)范了服務(wù)程序與流程,得到了廣大用水戶的認可。
我們從以下幾方面入手來進行客服中心工作的管理與完善:
重視科技工作,提高科技服務(wù)意識
公司原有的收費模式為到用水戶家中收費,采用傳統(tǒng)的老式手工臺賬。這樣存在著收費慢,人為性因素較大等問題。我們認識到,采用微機收費,讓用水戶到大廳來交費是一個大的趨向,將科技工作應用到我們工作之中,會提高收費速度,管理實現(xiàn)現(xiàn)代化。局域網(wǎng)絡(luò)收費,快速、便捷。
領(lǐng)導大力支持
有了將科技工作運用到收費中這個想法,公司領(lǐng)導給予了大力支持。我們先后到兄弟行業(yè)中運作較好的水司中學習,吸取經(jīng)驗。有了建立營業(yè)大廳這個初步框架,讓用戶到大廳來交費,這樣我們必須實現(xiàn)微機化。
科技改革從水表入手
有了建立營業(yè)大廳,讓用水戶到大廳交費這個構(gòu)想后,經(jīng)過和領(lǐng)導的溝通,領(lǐng)導給予了大力支持,并大膽提出改革,從水表入手。
原有水表為普通計量水表,用戶用多少水,再按實際計量數(shù)收費。經(jīng)過考察,我們決定采用預付費收費水表(IC卡智能水表和代碼表智能水表),即用水戶先購水,后用水。這個決定是自來水公司收費工作的一個質(zhì)的飛躍。解決了用戶不在家收費難的問題,智能預付費水表在水量低時水表自動報警,實現(xiàn)電子與機械雙計量,從安裝到使用上方便,工作效率得到了很大的提高。經(jīng)過大力推廣后,現(xiàn)有IC卡智能水表達到21000戶,代碼表預付費智能水表達到1000戶,遠傳抄表2800戶,普通表用水戶25000戶。售后維修人員3人,大大節(jié)省了人力物力。
從制度上促進科技運用
經(jīng)過一段時間對預付費水表的運行管理,我們在摸索中發(fā)現(xiàn)在高層建筑中采用這種智能水表更方便,更高效。對于六層及以下的建筑,采用水表出戶的辦法更為科學。即在六層及以下建筑中,將水表出戶,在樓前集中設(shè)置水表井(單元用戶的水表在一個表井中),集中抄表,快速準確。抄表后到數(shù)據(jù)控制室集中錄入進行數(shù)據(jù)處理,用水戶在相應的時間段里到大廳交費。
建立完善營業(yè)收費系統(tǒng)
水表進行了相應的改革后,我們進行了制度上的完善。從開發(fā)商入手,真正做到了水表出戶,一戶一表。與此同時,后續(xù)工作擺在了面前,即收費工作,隨之,我們在原有收費廳的基礎(chǔ)上進一步完善。
對不同的水表采用不用的管理,即分系統(tǒng)運行?,F(xiàn)在大廳收費采用三套系統(tǒng)軟件運行:即普通水表系統(tǒng)、IC卡智能水表系統(tǒng)和代碼智能水表系統(tǒng)。隨著城區(qū)用水范圍的進一步擴大及用水戶的增多,原有的單機版已跟不上日益增多的用水戶,從效率到服務(wù)上都有一定的制約。我們在以上三套系統(tǒng)中分別實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)收費,在整個客服中心達到了局域網(wǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。
整個管理系統(tǒng)包括服務(wù)器一臺,終端收費五臺,觸摸屏一臺,管理用戶聯(lián)網(wǎng)五臺。數(shù)據(jù)庫越來越大,為更好地提升辦事效率,我們于2010年對原有服務(wù)器進行升級,大大提高了收費速度。同時為方便用水戶查詢更好地了解自己的用水及交費情況,我們在唐山地區(qū)率先使用了水費查詢系統(tǒng),并且為適應更多的人群使用,采用觸摸屏形式,用水戶可以用手寫的形式來查詢。通過觸摸屏查詢,用戶簡單方便易操作,同時能熟悉自己用水的詳細情況,包括水量、水價及用水時段等。
建立數(shù)據(jù)控制室
大廳從設(shè)施到軟件完備后,就需有要一套完整的管理系統(tǒng),這樣我們投資設(shè)立了數(shù)據(jù)控制室。從建賬到入賬、算費實現(xiàn)了整個一條龍的流程。后期的數(shù)據(jù)更改及報表均實現(xiàn)了網(wǎng)上作業(yè)。所有的收費工作做到了當天收費、當天交賬、當天進賬,有力的保障的公司的正常收入。管理人員可以直接登錄客服中心局域網(wǎng)的管理平臺,對收費工作進行查看。使收費工作一目了然。當然我們的數(shù)據(jù)管理是有加密性質(zhì),防止了黑客攻擊。定期對各項數(shù)據(jù)進行備份,并且是原服務(wù)器備份和移動盤的雙備份,有力地保證了數(shù)據(jù)的安全。
遠傳抄表,降低成本。
現(xiàn)有的抄表模式為人工抄表,準確性低,有好多人為因素,同是投入的人力物力很大。為更加方便快捷地將數(shù)據(jù)及時導入到收費系統(tǒng)中,我們采用了遠傳抄表模式。采用服務(wù)器――客戶端形式,通過GPRS傳輸,通過數(shù)據(jù)接口與現(xiàn)有的收費系統(tǒng)相結(jié)合,采取定時定位方式,將水量傳輸?shù)绞召M系統(tǒng)。我們也能及時地將掌握用水戶情況,包括用水異常等,這樣大大提高了抄表準確率,減少了用水戶的損失,公司將遠傳抄表增加的投資全部由公司承擔,沒有讓用水戶承擔,工作效率得到了很大提高,受到了用水戶的好評。
建立健全管理制度
有了完善的收費系統(tǒng),就要加強管理,使系統(tǒng)能夠正常運行。
我們建立健全了各項規(guī)章管理制度,管理人員和收費人員都有各自的口令與職責,有力地避免的各項漏洞。從數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)管理上大家各司其職,保證了收費工作的正常運轉(zhuǎn)。
科技創(chuàng)新以人為本
整個客服中心的軟硬件達到相應的規(guī)模與高度,要想使之有力地運行,職工人員是關(guān)鍵。為進一步提高職工素質(zhì),使之適應現(xiàn)代化的工作要求。我們首先將公司的新生力量年輕的職工充實到大廳隊伍中。這些人充分帶動了大廳的學習氣氛,積極向上,善于接收新事物,從最基本的電腦知識到收費軟件的熟練運用,各自的服務(wù)技能都有了大幅度的提高。對大廳職員采取自學與集中講解兩種方式,使大家都能夠適應崗位要求。
科技創(chuàng)新服務(wù)百姓
現(xiàn)在科技化越來越融入到我們生活,在水費收繳上
我們也將科技化深入到用水戶中。我們與各銀行聯(lián)網(wǎng),在大廳交費可以刷卡交費,避免了用水戶帶現(xiàn)金和找零錢。同時,有的用水戶不知道什么時候交費和交多少費,我們適時的上了短信群發(fā)系統(tǒng),在用水戶欠費時,及時的將應交費和欠費情況以短信的形式發(fā)送用水戶的手機中,使用水戶及時的知道了自己的用水情況,受到了廣大用水戶的好評。
同時,來大廳辦理業(yè)務(wù)的用水戶,可以在廳了解自來水公司的相應業(yè)務(wù)知識,我們以電子屏的形式在大廳進行滾動播出,大家可以大廳對公司有整體的認識與了解。
科技創(chuàng)新全面管理
隨著客服中心的工作逐步走向正軌,管理工作就顯得非常重要。
首先從我做起,科技知識日新月異,更新變化非???,只有不斷地學習,才能緊緊跟上知識的發(fā)展,也只有自己不斷地學習才能帶動職工。經(jīng)常性的對供水系統(tǒng)的專用軟件及電腦知識進行學習,掌握專業(yè)知識,才能對收費人員進行更好的管理。同時,在熟練地適應本崗位的同時,還要善于總結(jié),及時地發(fā)現(xiàn)問題并提出改進意見,使客服中心的工作永遠保持一流,對用水戶的服務(wù)保持優(yōu)質(zhì)。
鼓勵職工學習,在客服中心,形成了人人學習、爭先上進的良好風氣。從上到下,大家都非常負責,得到了兄弟水司的肯定,各兄弟水司先后到我公司客服中心進行考察學習,樹立了良好的榜樣。
經(jīng)過公司領(lǐng)導的支持及職工的共同努力,我們的客服中心工作達到了一定高度,這其中得益于科技工作的良好運用,使客服中心的工作實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)高效。從數(shù)據(jù)控制室到收費大廳,從抄表入賬到用水戶,從后臺管理到一線收費,從服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)到終端,從與銀行聯(lián)網(wǎng)到手機催費,我們實現(xiàn)了一條龍服務(wù),保證了數(shù)據(jù)完整,提高了效率,
通過我們采取的一系列措施,及大家的共同努力,我們客服中心數(shù)據(jù)處理準確率達到100%,水費回收率達到98%以上,有力地保證了公司收入的正常回籠。抄表準確率達到100%,在社會上嬴得了較高的信譽。真正實現(xiàn)了科技進步,優(yōu)質(zhì)服務(wù),用戶至上,滿意社會。
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