飲水質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

　　摘要:首先介紹了目前人們飲用水的安全問(wèn)題的普遍存在,中國(guó)的大部分家庭和企業(yè)仍然使用自來(lái)水作為直飲水以及廚房用水。并分析了飲水質(zhì)量問(wèn)題的原因和對(duì)人們生活的影響,水與人類(lèi)生命健康密切相關(guān),飲用水的質(zhì)量必須得到保障。隨后指出了凈水設(shè)備存在的迫切性以及檢測(cè)飲水質(zhì)量的必要性。最后提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”大背景下的飲水質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng),并給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。

　　關(guān)鍵詞:飲水質(zhì)量互聯(lián)網(wǎng)+凈水設(shè)備

　　1前言

　　水與人類(lèi)生命健康密切相關(guān),飲用水的質(zhì)量必須得到保障。目前,中國(guó)的大部分家庭和企業(yè)仍然使用自來(lái)水作為直飲水以及廚房用水,雖然自來(lái)水經(jīng)過(guò)了自來(lái)水廠的加工消毒,但安全和衛(wèi)生問(wèn)題仍然讓人擔(dān)心。我國(guó)的自來(lái)水主要通過(guò)自來(lái)水廠的水泵汲取周邊江河湖泊以及地下水而來(lái),并通過(guò)沉淀,消毒,過(guò)濾等工藝流程,最后經(jīng)過(guò)配水泵站輸送到各個(gè)用戶[1]。近年來(lái),我國(guó)工業(yè)化和城市化的急速發(fā)展,極大的加劇了對(duì)于水循環(huán)影響,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的污水和固體垃圾,以及人類(lèi)生活所排放的污水和生活垃圾的排放量飆升,各種污水的排放和垃圾的溶解對(duì)江河湖泊和地下水造成了嚴(yán)重的污染,對(duì)周?chē)�的水源造成了不可恢�?fù)的破壞。這些問(wèn)題直接影響了自來(lái)水源頭的水質(zhì)。再者,為了取水方便,自來(lái)水廠一般都會(huì)選擇建立在離水源較近的地區(qū),自來(lái)水經(jīng)過(guò)水廠凈化處理后再通過(guò)一系列手段長(zhǎng)途運(yùn)送到各個(gè)自來(lái)水配水站,再經(jīng)過(guò)各種管道流向用戶。在這長(zhǎng)途運(yùn)輸中,由管道污染和腐蝕老化等原因引起的水質(zhì)二次污染,必定會(huì)造成對(duì)用戶健康的損害,飲水安全問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫[2]。根據(jù)李總理的指示,我國(guó)推出了《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》,將“互聯(lián)網(wǎng)+”上升為國(guó)家戰(zhàn)略。這標(biāo)志著我國(guó)將大力推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)創(chuàng)新方向的融合,創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)格局,打造新的經(jīng)濟(jì)生態(tài)[3]。由此看來(lái),將“互聯(lián)網(wǎng)+”運(yùn)用于人民的生活勢(shì)在必行“,互聯(lián)網(wǎng)+”飲水質(zhì)量的發(fā)展前途無(wú)量。

　　2飲水質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)概述

　　在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大時(shí)代下,人們可以通過(guò)各方面來(lái)關(guān)注自身的健康。水是人們?nèi)粘Ｉ�活的基礎(chǔ),而由于水的質(zhì)量問(wèn)題普遍存在,大多數(shù)用戶都選擇使用凈水設(shè)備來(lái)確保自己的飲水安全。此時(shí),凈水設(shè)備的凈水效果以及運(yùn)行狀況就成了用戶需要了解的首要問(wèn)題。在這樣的背景下,本文提出一種基于線程池技術(shù)的水質(zhì)信息檢測(cè)查詢系統(tǒng)。無(wú)論用戶在何時(shí)何地,都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查看安裝在自家檢測(cè)設(shè)備所檢測(cè)的數(shù)據(jù),了解自家的水質(zhì)狀況以及凈水設(shè)備運(yùn)行狀況。而提供凈水設(shè)備的企業(yè)也可以通過(guò)了解設(shè)備的運(yùn)行情況為用戶提供后續(xù)的維護(hù)服務(wù)。系統(tǒng)通過(guò)安裝在用戶家庭的檢測(cè)設(shè)備采集用戶水質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)公網(wǎng)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)信息中心。用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地查看自家水質(zhì)狀況,企業(yè)用戶也可以隨時(shí)查看各凈水設(shè)備的運(yùn)行狀況,為提供維護(hù)服務(wù)做指引。

　　3飲水質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　本文提出的檢測(cè)系統(tǒng)主要是通過(guò)安裝在凈水設(shè)備的傳感器采集凈化過(guò)后水的各項(xiàng)參數(shù),通過(guò)終端服務(wù)器的分析處理,并發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上的信息中心。而互聯(lián)網(wǎng)信息中心主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接受、存儲(chǔ)和信息管理。因此,方案設(shè)計(jì)主要包含檢測(cè)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)信息中心兩部分。接下來(lái)將從兩方面介紹系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。

　　3.1檢測(cè)設(shè)備的方案設(shè)計(jì)

　　檢測(cè)設(shè)備主要任務(wù)是通過(guò)傳感器采集各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù),并通過(guò)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的判斷凈水設(shè)備是否正常運(yùn)行。檢測(cè)設(shè)備還具有一定的存儲(chǔ)能力,可以存儲(chǔ)一定時(shí)間的信息數(shù)據(jù),以便在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)時(shí)可以保存數(shù)據(jù)并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)保證數(shù)據(jù)不丟失。檢測(cè)設(shè)備還必須定期向互聯(lián)網(wǎng)信息中心傳送水質(zhì)信息,保證用戶和企業(yè)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查看每一臺(tái)設(shè)備的凈水效果和設(shè)備運(yùn)行狀況。每當(dāng)凈水設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),檢測(cè)設(shè)備還可以及時(shí)向維護(hù)人員發(fā)送報(bào)警信息,為維護(hù)人員分析故障原因提供依據(jù)。在這樣的要求下,檢測(cè)設(shè)備主要應(yīng)該包含數(shù)據(jù)的處理、發(fā)送和報(bào)警三個(gè)部分。以下將依次介紹這幾部分的設(shè)計(jì)方案。數(shù)據(jù)處理和報(bào)警部分:數(shù)據(jù)處理主要是將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理,主要分為三部分內(nèi)容:首先,判斷接受到的數(shù)據(jù)是否符合傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)規(guī)格要求,由此來(lái)判定數(shù)據(jù)是否有效;其次,將獲得的數(shù)據(jù)和指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,判斷水質(zhì)情況是否正常;最后,將得自傳感器的數(shù)據(jù)格式化為指定的格式,方便存儲(chǔ)和發(fā)送。獲取的傳感器的數(shù)據(jù)主要分為5項(xiàng)內(nèi)容:設(shè)備ID、殘留氯、PH、TDS(mg/L)和流量()。再加上水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果和存儲(chǔ)時(shí)間共7項(xiàng)存入終端數(shù)據(jù)庫(kù)。檢測(cè)設(shè)備首先檢查所獲得的傳感器數(shù)據(jù)格式,將符合規(guī)范的數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。即將四項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)和給定的值進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果判定水質(zhì)狀況,如果水質(zhì)情況異常,立即發(fā)送報(bào)警信息到互聯(lián)網(wǎng)信息中心請(qǐng)求處理。數(shù)據(jù)發(fā)送部分:檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送部分的主要任務(wù)是定期的向互聯(lián)網(wǎng)信息中心申請(qǐng)建立連接并將近期的數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)信息中心信息中心。第一次動(dòng)作時(shí),終端服務(wù)器首先讀取目前的時(shí)間并存儲(chǔ)。第一個(gè)刷新周期到達(dá)后,以存儲(chǔ)的日期為條件搜索數(shù)據(jù),將比存儲(chǔ)日期新的所有數(shù)據(jù)讀取出來(lái),并將數(shù)據(jù)整理打包發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)信息中心信息中心。隨后將當(dāng)前時(shí)間保存,等待下一個(gè)周期。

　　3.2互聯(lián)網(wǎng)信息中心的方案設(shè)計(jì)

　　互聯(lián)網(wǎng)信息中心主要負(fù)責(zé)將接受到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到服務(wù)器,并記錄用戶的故障記錄與維修記錄,不同的登錄用戶擁有不通的權(quán)限,可以查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)。以下將依次介紹Web服務(wù)器設(shè)計(jì)、通用線程池的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。

　　3.2.1Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)需求,本文設(shè)計(jì)的飲水質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)需要通過(guò)Web服務(wù)器顯示每一臺(tái)凈水設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和水質(zhì)信息。同時(shí),為了方便管理和保護(hù)數(shù)據(jù)安全,Web服務(wù)器需要添加平臺(tái)管理模塊,負(fù)責(zé)管理平臺(tái)的登錄認(rèn)證,用戶管理和權(quán)限管理。平臺(tái)管理模塊需要合理的分配登錄用戶的操作權(quán)限,用以保證用戶只能執(zhí)行該權(quán)限所授權(quán)的操作。本文選擇基于角色的權(quán)限控制機(jī)制。在這里,用戶指的是每一個(gè)在服務(wù)器注冊(cè)并且可以通過(guò)登錄認(rèn)證進(jìn)入平臺(tái)管理系統(tǒng)的人。而角色是指一個(gè)企業(yè)在平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)所分配的工作崗位,例如:總管理員,區(qū)域管理員,普通用戶等。權(quán)限是基于角色存在的,用于注明每一個(gè)角色可以在管理平臺(tái)所做的事情,包括其可以查看的設(shè)備數(shù)據(jù)范圍,可以進(jìn)行系統(tǒng)操作的類(lèi)型等[4]。本文將管理平臺(tái)的權(quán)限分為系統(tǒng)相關(guān)權(quán)限和設(shè)備相關(guān)權(quán)限兩部分。系統(tǒng)相關(guān)權(quán)限是指添加用戶、刪除用戶、修改用戶信息等與設(shè)備信息無(wú)關(guān)的權(quán)限。設(shè)備相關(guān)權(quán)限是指可以查看的設(shè)備范圍以及查看的數(shù)據(jù)類(lèi)型等。

　　3.2.2通用線程池的設(shè)計(jì)

　　采用通用線程池主要是為了提高服務(wù)器處理并發(fā)任務(wù)的效率,并減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。通用線程池主要由數(shù)據(jù)緩沖池和服務(wù)器線程池組成。數(shù)據(jù)緩沖池是用于存儲(chǔ)客戶端請(qǐng)求,將客戶端的請(qǐng)求按照接受的順序至于任務(wù)隊(duì)列中。任務(wù)隊(duì)列采用先進(jìn)先出的原則,先接受的任務(wù)將會(huì)優(yōu)先交于處理,減少客戶端的等待時(shí)間。而服務(wù)器的線程池,是在服務(wù)器運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建并存儲(chǔ)了一定數(shù)量的線程,并使其處理阻塞狀態(tài)。一旦數(shù)據(jù)緩沖池中有任務(wù)進(jìn)來(lái),線程池就將一個(gè)空閑的線程喚醒并使其處理客戶端的請(qǐng)求任務(wù),處理完任務(wù)后線程會(huì)重新進(jìn)入阻塞狀態(tài)等待下一次喚醒。

　　3.2.3數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

　　為了儲(chǔ)存水質(zhì)信息和用戶信息,互聯(lián)網(wǎng)信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)主要應(yīng)設(shè)置有用戶信息表、設(shè)備信息表、維修記錄表、故障信息表、水質(zhì)信息表、報(bào)警信息表、角色表以及角色權(quán)限表。用戶信息表,主要記錄各個(gè)用戶的賬戶信息,包括用戶名,用戶密碼、角色和聯(lián)系方式等基本信息;設(shè)備信息表主要記錄企業(yè)所管轄的凈水設(shè)備的基本信息,以便于維護(hù)和修理;維修記錄表主要記錄每次維修的時(shí)間,故障情況等信息;故障信息表主要記錄常見(jiàn)故障的信息,和維修記錄表搭配使用;水質(zhì)信息表主要記錄每臺(tái)設(shè)備的水質(zhì)情況;報(bào)警信息表主要記錄檢測(cè)設(shè)備的報(bào)警信息,方便查詢和管理;角色表記錄角色名稱和角色I(xiàn)D信息,系統(tǒng)中默認(rèn)存在一個(gè)管理員角色;角色權(quán)限表記錄分配給角色的權(quán)限,默認(rèn)管理員具有最高權(quán)限。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨,作為人們生活的基礎(chǔ),互聯(lián)網(wǎng)與飲水相“+”依然是大勢(shì)所趨。而隨著人們生活水平的提高,飲水的健康安全必然會(huì)成為人們更加關(guān)注的對(duì)象。目前。各種可接入互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)成為人們生活所不可或缺的一部分,因此,將人們的生活和互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)結(jié)就是將生活的管理集中一臺(tái)移動(dòng)設(shè)備。未來(lái)一臺(tái)接入互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備就能處理生活中點(diǎn)滴事物的愿景已然觸手可及。

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