飲水質量檢測系統設計論文
飲水質量檢測系統設計論文
摘要:首先介紹了目前人們飲用水的安全問題的普遍存在,中國的大部分家庭和企業仍然使用自來水作為直飲水以及廚房用水。並分析了飲水質量問題的原因和對人們生活的影響,水與人類生命健康密切相關,飲用水的質量必須得到保障。隨後指出了淨水裝置存在的迫切性以及檢測飲水質量的必要性。最後提出了“網際網路+”大背景下的飲水質量檢測系統,並給出了詳細的設計方案。
關鍵詞:飲水質量網際網路+淨水裝置
1前言
水與人類生命健康密切相關,飲用水的質量必須得到保障。目前,中國的大部分家庭和企業仍然使用自來水作為直飲水以及廚房用水,雖然自來水經過了自來水廠的加工消毒,但安全和衛生問題仍然讓人擔心。我國的自來水主要透過自來水廠的水泵汲取周邊江河湖泊以及地下水而來,並透過沉澱,消毒,過濾等工藝流程,最後經過配水泵站輸送到各個使用者[1]。近年來,我國工業化和城市化的急速發展,極大的加劇了對於水迴圈影響,工農業生產所造成的汙水和固體垃圾,以及人類生活所排放的汙水和生活垃圾的排放量飆升,各種汙水的排放和垃圾的溶解對江河湖泊和地下水造成了嚴重的汙染,對周圍的水源造成了不可恢復的破壞。這些問題直接影響了自來水源頭的水質。再者,為了取水方便,自來水廠一般都會選擇建立在離水源較近的地區,自來水經過水廠淨化處理後再透過一系列手段長途運送到各個自來水配水站,再經過各種管道流向使用者。在這長途運輸中,由管道汙染和腐蝕老化等原因引起的水質二次汙染,必定會造成對使用者健康的損害,飲水安全問題已經迫在眉睫[2]。根據李總理的指示,我國推出了《關於積極推進“網際網路+”行動的指導意見》,將“網際網路+”上升為國家戰略。這標誌著我國將大力推動網際網路和生產創新方向的融合,創造新的產業格局,打造新的經濟生態[3]。由此看來,將“網際網路+”運用於人民的生活勢在必行“,網際網路+”飲水質量的發展前途無量。
2飲水質量檢測系統概述
在“網際網路+”的大時代下,人們可以透過各方面來關注自身的健康。水是人們日常生活的基礎,而由於水的質量問題普遍存在,大多數使用者都選擇使用淨水裝置來確保自己的飲水安全。此時,淨水裝置的淨水效果以及執行狀況就成了使用者需要了解的首要問題。在這樣的背景下,本文提出一種基於執行緒池技術的水質資訊檢測查詢系統。無論使用者在何時何地,都可透過網路實時檢視安裝在自家檢測裝置所檢測的資料,瞭解自家的.水質狀況以及淨水裝置執行狀況。而提供淨水裝置的企業也可以通過了解裝置的執行情況為使用者提供後續的維護服務。系統透過安裝在使用者家庭的檢測裝置採集使用者水質資料經過公網傳送到網際網路資訊中心。使用者可以透過網路隨時隨地檢視自家水質狀況,企業使用者也可以隨時檢視各淨水裝置的執行狀況,為提供維護服務做指引。
3飲水質量檢測系統方案設計
本文提出的檢測系統主要是透過安裝在淨水裝置的感測器採集淨化過後水的各項引數,透過終端伺服器的分析處理,併發送到網際網路上的資訊中心。而網際網路資訊中心主要負責資料接受、儲存和資訊管理。因此,方案設計主要包含檢測裝置和網際網路資訊中心兩部分。接下來將從兩方面介紹系統方案設計。
3.1檢測裝置的方案設計
檢測裝置主要任務是透過感測器採集各項水質引數資料,並透過資料簡單的判斷淨水裝置是否正常執行。檢測裝置還具有一定的儲存能力,可以儲存一定時間的資訊資料,以便在沒有網路時可以儲存資料並在網路恢復時保證資料不丟失。檢測裝置還必須定期向網際網路資訊中心傳送水質資訊,保證使用者和企業可以透過網路實時檢視每一臺裝置的淨水效果和裝置執行狀況。每當淨水裝置出現故障時,檢測裝置還可以及時向維護人員傳送報警資訊,為維護人員分析故障原因提供依據。在這樣的要求下,檢測裝置主要應該包含資料的處理、傳送和報警三個部分。以下將依次介紹這幾部分的設計方案。資料處理和報警部分:資料處理主要是將來自感測器的資料進行格式化處理,主要分為三部分內容:首先,判斷接受到的資料是否符合感測器傳送的資料規格要求,由此來判定資料是否有效;其次,將獲得的資料和指定的資料進行比較,判斷水質情況是否正常;最後,將得自感測器的資料格式化為指定的格式,方便儲存和傳送。獲取的感測器的資料主要分為5項內容:裝置ID、殘留氯、PH、TDS(mg/L)和流量()。再加上水質檢測結果和儲存時間共7項存入終端資料庫。檢測裝置首先檢查所獲得的感測器資料格式,將符合規範的資料進行後續處理。即將四項水質引數和給定的值進行比較,根據比較結果判定水質狀況,如果水質情況異常,立即傳送報警資訊到網際網路資訊中心請求處理。資料傳送部分:檢測裝置的資料傳送部分的主要任務是定期的向網際網路資訊中心申請建立連線並將近期的資料傳送至網際網路資訊中心資訊中心。第一次動作時,終端伺服器首先讀取目前的時間並存儲。第一個重新整理週期到達後,以儲存的日期為條件搜尋資料,將比儲存日期新的所有資料讀取出來,並將資料整理打包傳送至網際網路資訊中心資訊中心。隨後將當前時間儲存,等待下一個週期。
3.2網際網路資訊中心的方案設計
網際網路資訊中心主要負責將接受到的資料儲存到伺服器,並記錄使用者的故障記錄與維修記錄,不同的登入使用者擁有不通的許可權,可以檢視相應的資料。以下將依次介紹Web伺服器設計、通用執行緒池的設計和資料庫的設計。
3.2.1Web伺服器的設計
根據需求,本文設計的飲水質量檢測系統需要透過Web伺服器顯示每一臺淨水裝置的執行狀態和水質資訊。同時,為了方便管理和保護資料安全,Web伺服器需要新增平臺管理模組,負責管理平臺的登入認證,使用者管理和許可權管理。平臺管理模組需要合理的分配登入使用者的操作許可權,用以保證使用者只能執行該許可權所授權的操作。本文選擇基於角色的許可權控制機制。在這裡,使用者指的是每一個在伺服器註冊並且可以透過登入認證進入平臺管理系統的人。而角色是指一個企業在平臺設計時所分配的工作崗位,例如:總管理員,區域管理員,普通使用者等。許可權是基於角色存在的,用於註明每一個角色可以在管理平臺所做的事情,包括其可以檢視的裝置資料範圍,可以進行系統操作的型別等[4]。本文將管理平臺的許可權分為系統相關許可權和裝置相關許可權兩部分。系統相關許可權是指新增使用者、刪除使用者、修改使用者資訊等與裝置資訊無關的許可權。裝置相關許可權是指可以檢視的裝置範圍以及檢視的資料型別等。
3.2.2通用執行緒池的設計
採用通用執行緒池主要是為了提高伺服器處理併發任務的效率,並減輕伺服器的負擔。通用執行緒池主要由資料緩衝池和伺服器執行緒池組成。資料緩衝池是用於儲存客戶端請求,將客戶端的請求按照接受的順序至於任務佇列中。任務佇列採用先進先出的原則,先接受的任務將會優先交於處理,減少客戶端的等待時間。而伺服器的執行緒池,是在伺服器執行時建立並存儲了一定數量的執行緒,並使其處理阻塞狀態。一旦資料緩衝池中有任務進來,執行緒池就將一個空閒的執行緒喚醒並使其處理客戶端的請求任務,處理完任務後執行緒會重新進入阻塞狀態等待下一次喚醒。
3.2.3資料庫的設計
為了儲存水質資訊和使用者資訊,網際網路資訊中心資料庫主要應設定有使用者資訊表、裝置資訊表、維修記錄表、故障資訊表、水質資訊表、報警資訊表、角色表以及角色許可權表。使用者資訊表,主要記錄各個使用者的賬戶資訊,包括使用者名稱,使用者密碼、角色和聯絡方式等基本資訊;裝置資訊表主要記錄企業所管轄的淨水裝置的基本資訊,以便於維護和修理;維修記錄表主要記錄每次維修的時間,故障情況等資訊;故障資訊表主要記錄常見故障的資訊,和維修記錄表搭配使用;水質資訊表主要記錄每臺裝置的水質情況;報警資訊表主要記錄檢測裝置的報警資訊,方便查詢和管理;角色表記錄角色名稱和角色ID資訊,系統中預設存在一個管理員角色;角色許可權表記錄分配給角色的許可權,預設管理員具有最高許可權。
4結語
“網際網路+”時代已經來臨,作為人們生活的基礎,網際網路與飲水相“+”依然是大勢所趨。而隨著人們生活水平的提高,飲水的健康安全必然會成為人們更加關注的物件。目前。各種可接入網際網路的移動裝置已經成為人們生活所不可或缺的一部分,因此,將人們的生活和網際網路的聯結就是將生活的管理集中一臺移動裝置。未來一臺接入網際網路的移動裝置就能處理生活中點滴事物的願景已然觸手可及。
參考文獻
[1]高娟,李貴寶,劉嘵茹.國內外生活飲用水水質標準的現狀與比對[J].水利技術監督,2005(3):61-64.
[2]周志勇.自來水二次汙染的現狀及防治措施[J].現代物業,2015(6):82-83.
[3]馬化騰“.網際網路+”啟用更多資訊能源[J].光明日報,2015年5月9日第6版.
[4]餘光遠.基於Epoll的訊息推送系統的設計與實現[D].武漢:華中科技大學,2011.
[5]李娜.基於IPMI技術的伺服器管理系統的設計與實現[D].北京:北京郵電大學,2009.