华诚智能--智慧水务管理平台

软件功能及设计目标:

一、 设计目标

针对集团化规模养殖的大型公司,在全国多个地区建立养殖分公司,以分公司为区域管理基点,每个分公司下又建立多个的养猪厂。随着分公司、分场数量的不断增加,分布在各养殖场区的用于计量清水用量、沼液接收量、还田量的主干水表也越来越多。在清水使用、污水处理总量的管理控制方面,是总部对各分场宏观管理的重要考核指标。传统的人工现场抄表、人工统计汇总、事后上报的滞后反应模式已不能满足公司大型化后的管理需要。

 

为实现精细化管理,便于对各分公司、分场的考核,进一步实现准确实时的水务数据采集汇总和及时的预警信息等,我们通过采用无线联网、远程抄表技术,研发出一套远程实时统一采集,统一管理、统一预警的智慧水务管理系统。将各个养殖厂内清水表、污水表、沼液池接收表、中转表、还田表等主干水表采用超声波流量计的计量方式,每个水表通过GPRS无线网络实时连接方式连接到集团总部服务器,实时采集各水表读数,保存在服务器中。通过服务器的程序自动计算出每天、每xx天、每月的水量消耗或增加量。总部人员可以通过Web程序管理页面或大屏幕程序查看各水表实时流量,沼池实时存量等。所有相关管理人员可以通过手机等移动应用终端设备上的智慧水务APP程序,经由3G/4G/5G等无线网络实时连接到集团总部服务器,根据个人权限查看相关养殖厂区相关水务信息。

 

通过采用已经成熟的远程智能抄表技术,公司可共享其带来的便利性和管理价值,提高生产效率。通过后台软件可随时查询并分析各分场任意时间段的用水、排水数据,自动生成各种分析报表。省去了繁琐的抄表环节,减少人工投入,提高工作效率及管理能力。从而达到基层易操作并节省工作量、中层易管理、高层易决策的实际效果。

 

智慧水务管理系统由以下三个部分组成:

1. 安装于现场的智能水表:考虑到易安装、易维护、成本等各方面因素,采用HC-TDS-2000型超声波流量计。采用GPRS无线通讯的方式实时向集团服务器上传汇集水量数据。根据使用环境,智能水表分为:清水表、接收表、还田表、中转表。

 

2. 智慧水务管理平台:根据实际情况出发、结合管理需要量身定做,具备数据采集、数据存储、数据查询、统计分析、报表生成、信息预警、辅助决策等多项功能;智慧水务管理平台现因集团公司实际情况,可与智能猪舍项目整合在一起。各项基本功能已无缝融接进《华诚智能物联网智能养殖平台Web版》系统中。
 

3. 智慧水务APP:适用于IOS及Android平台,包括实时数据查询、统计分析等多项功能。相关管理人员足不出户随时随地即可掌握相关运营数据。

 

二、智慧水务管理系统基础及网络架构

 

智慧水务管理的基础是各分场的主干超声波无线流量计水表,其中包括清水表、污水表(污水表排入表、污水中转表、沼液还田表)以及与各水表相关的厂区沼液储存池的容量变化监控及预警。

集团下设有多个子公司,每个子公司由多个养猪场(以下统称分场)组成,分场通过水井、压力罐向猪舍供给猪饮用清水,用水量通过清水表计量,各个猪舍出来的污水汇集到治污区进行发酵处理后排入沼液储存池,在适当的时候再由沼液储存池抽出来进行还田。排入沼液储存池的水量由接收计量水表进行计量,从沼液储存池出来用于还田的水量由还田计量水表进行计量。此外,每个分场可能对应由不同的沼液储存池沼液储存池之间可能会进行中转,中转的时候需要计量中转的水量,由中转计量水表进行计量。


公司管理组织架构图




厂区超声波无线流量计水表、沼液池之间关系图


注】清水用量(各测量点相加)、污水接收量(各测量点相加)

 

在集团总部的数据库服务器上,实时运行着同步接收各分厂水表数据的Water Service后台服务,实时接收并存储管理各水表读数。其中包含了智慧水务档案管理、实时数量采集、实时水量监控、智能分析等。


-------------Web服务器管理系统中智慧水务相关模块--------------
智慧水务管理平台Web)

 

在这里列出服务器Web后台管理相关功能说明:

1GPRS无线水表档案(超声波流量计水表)

该档案管理各个养殖厂区的几个主水表,包括清水表、污水表、还田流量表等,水表均采用超声波流量计水表。

超声波流量计水表通过GPRS无线传输方式,直接接入总公司的云服务器,水表读数值被实时上传到云服务器数据库中,我们可以通过PC终端或移动终端直接读取服务器数据,实现对各个厂区的这些主水表的实时读数采集和水量计算,从而实现一个厂区的清水总用量、污水排出总量、污水处理(还田量等)总量的实时监控。

由于无线水表的相对独立性,我们可以通过其与云服务器连接的状态来监控无线水表的工作情况,如果有故障,系统自动发送短信或语音信息通知相关管理人员。

 

【注意】某一个分场的接收水表,既会用于分场接收污水量的统计中,又会用于沼液储存池接收污水量的统计中。分场接收污水量与沼液储存池接收污水量是两个不同的概念。分场与沼液储存池理论上没有直接关系。在统计时需要分开进行。

(2)沼液池档案


每一个养殖厂都有一个或多个巨大的沼液池储存厂区猪尿、废水等,它有一定的容积、底数、相关管理人等。

 

每一个池子都有一个或多个测量点即无线流量计水表排入点、排出点、中转点等,我们可以通过对池子相关的无线流量计水表流量监控来实现池内水量、容量的变化的监测。沼液池的管理事关环保与养猪厂的合法经营,是智能水务管理的重要环节。

 

注意

一个分场可能用两个沼液储存池,也有可能两个场共用一个沼液储存池,添加一个沼液储存池档案时,需要选择上级单位(分公司),沼液储存池档案内容以树状形式展示

 

(1)沼液储存池接收水量 = 分场排放到当前沼液储存池的水量 + 由其他沼液储存池中转到当前沼液储存池的水量

(2)沼液储存池出水量 = 还田量总和 + 本沼液储存池往其他沼液储存池中转水量

统计内容:

沼液储存池接收水量、还田水量、沼液储存池剩余容量

 

3.智慧水务水量分析(能耗分析)

3.1  GPRS无线水表状态

 

GPRS无线水表采用的是超声波无线流量计,通过超声波原理计算流经管道的水量,包含清水表、污水表等,污水表在使用时分为还田表、中转表等。

 

通讯状态分为在线、离线两种状态。由于无线流量计采用的是GPRS无线传输数据模式,每一个无线水表中都有一个SIM卡(手机卡),做为一个独立的客户端,通过移动网络公司的GPRS网络实时连接到Internet网络,接入到总公司的中心服务器,在中心服务器上运行着专门接收各个水表实时数据的Water Service,同时监控着各个无线水表的工作状态。实时接收每个水表的读数值。
 

无线流量表需要定时充值SIM卡流量以保证通信继续。

 

当安装现场水表断电、表内手机卡流量充值用完、无线水表档案内端口、速率、IP地址设置错误等几种情况下都可能会导致水表离线状态发生。在此情况下,服务器的Water Service会自动发出异常报警,通知相关责任人和管理员解决问题。

 

无线水表状态包含无线水表最后上报的水表读数,可以取代抄表员的手工抄表巡检工作。使各分公司,分厂区的重要节点流量数据能够实时准确地汇报到服务器上。总部管理人员可以及时掌握各分厂总体水量,对节水降耗或排污治理拿出宏观上的管控应对方案。

 

3.2  每日水量查询

水量查询功能,系统服务器程序根据收集到的GPRS无线流量计水表历史读数,自动计算出日消耗水量或排水量信息。

 

3.3  用水总量对比柱状图

本功能可以柱状图形式,呈现出所查询的各个无线流量水表用水或排水量,以供管理人员分析对比。

 

3.4  历史水量对比柱状图

本功能可以柱状图形式,呈现出所查询的各个无线流量水表在一段时间内(最近7天,最近1个月,或自定时间范围)的用水量或排水量,以供管理人员分析对比。

  

3.5  沼液池统计表(针对一个池子进行统计)

在每一个养殖厂区内,都有一个储存污水的沼液池。沼液池有一个或多个污水入口,每个入口都采用GPRS无线流量水表计量排入污水数量。同时,在对污水的处理方面,经过处理后的无害化沼液,可以经管道排入农田,对农田进行灌溉。在还田排出口,也采用无线流量计进行测量,同时还有中转到别的池子的流量。针对这些同一池子里流量进出计算,可以获得池子当量的容量、单位时间内(月、年、自定时间 )的排出总量,排入总量等。

 

沼液储存池容量预警分析

系统能够根据当前沼液储存池过去一个月的排放总量,自动计算每个沼液储存池剩余的蓄水天数,自动进行预警。当沼液储存池的剩余容积小于3个月的排放时,系统自动进行一级预警,当沼液储存池的剩余容积小于1个月的排放量时,系统自动紧急预警。一级预警需要将预警信息显示在手机APP的主界面、Web应用程序的主界面,二级预警除了如上预警方式以外,还需要给相关责任人自动发送短信息、自动拨打责任人电话并给与语音提示。

 

3.6  分厂水量统计分析(针对一个分厂进行统计)

3.5,统计对象不同。

在每一个养殖厂区内,都有一个储存污水的沼液池。沼液池有一个或多个污水入口,每个入口都采用GPRS无线流量水表计量排入污水数量。同时,在对污水的处理方面,经过处理后的无害化沼液,可以经管道排入农田,对农田进行灌溉。在还田排出口,也采用无线流量计进行测量,同时还有中转到别的池子的流量,中转管道又采用有中转表。针对这些同一池子里流量进出计算,可以获得池子当量的容量、单位时间内(月、年、自定时间 )的排出总量,排入总量等。从而又可以跟据前月排量预估之后几月的容积增量,为污水处理提供合理的提前预警信息。 

 



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《智慧水务APP》安卓&苹果版

 

  智慧水务APP软件是利用最新移动应用软件开发平台HTML5.0新技术开发,并由专业的Hybrid App开发平台工具生成的安卓或苹果环境运行APP程序。它可以在智能手机安卓平台4.0或苹果IOS8.0以上系统平台上稳定运行。

所有相关管理人员可以通过手机等移动应用终端设备上的智慧水务APP程序,经由3G/4G/5G等无线网络实时连接到集团总部服务器,根据个人权限查看相关养殖厂区相关水务信息。

 

实时获取并查看养殖现场水表读数:

 

列出连线的所有无线流量计水表读数,并可以自动统计分析每XX天的水量消耗或排放数量。为相关管理人员实时管控养殖清水资源消耗以及污水排放数量,提供直接依据。

 

  
    
统计分析水量:自定义任意时间查询范围。

 


提供APP在线版本检测、自动升级功能。如果检查到软件发布网址有新版本,会自动出现更新提示,并可自动完成在线升级。本软件系统将在实践中不断升级完善,在当前工业4.0、互联网+时代背景下,为畜牧养殖业打造精品管理平台。

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