项目背景与行业痛点

  农村饮水安全是巩固脱贫攻坚成果、推进乡村振兴的基础性民生工程。当前大量农村集中式饮水水源点、蓄水池、加压泵站、小型净水站普遍存在点位极度分散、地理位置偏远、站点数量零散、交通可达性差等现实问题，传统管护模式暴露出多重管理瓶颈：

  1、看护难度大：站点多坐落于山林、偏远村组，人工日常巡检全覆盖难度高，水池溢流、水泵空转、设备被盗、管网渗漏等问题无法第一时间发现;

  2、运维成本高：单次下乡巡检路途耗时久、车辆与人工费用高昂，故障被动上门抢修，人力物力消耗大;

  3、管控能力弱：水位异常、水质超标、水泵故障、断电停机全靠村民上报，处置滞后易引发断水、饮水安全隐患;

  4、长效管护难：饮水工程 “重建设、轻管护” 现象突出，难以落实建得成、管得好、长受益的长效运行管理要求。

  为解决上述难题，计讯物联充分发挥在物联网、无线通信、大数据等领域的技术积累，为农村饮用水站点构建了一套远程智能运维管理系统，实现对众多偏远站点的无人值守、远程集中管控、智能预警与高效维护，最终达成农村饮水工程“建得成、管得好、长受益”的长效运行目标。

  二、方案概述

  本方案以计讯TG451物联网智能终端为核心设备，配合农村饮水安全监测、水位监测自动控制等功能模块，构建“云管端”一体化的智慧运维平台。方案遵循“感知层—传输层—平台层—应用层”的四层架构，实现对农村饮用水从水源地、水厂、泵站、高位水池到管网的各环节设备数据和运行状态的全方位监控。

  (一)终端感知层(端)：现场数据采集与就地控制

  核心硬件：计讯 TG451 工业物联网智能网关

  设备核心优势 TG451 为工业级宽温型无线网关，适配野外高低温、高湿度、强电磁干扰、电压不稳等农村野外严苛环境;搭载多类型工业接口(5 路网口、RS485/232 串口、DI 数字量输入、继电器输出)，可无缝对接各类水务前端设备。

  前端感知设备接入清单

  水文监测：投入式液位计、超声波水位计，实时采集蓄水池、清水池水位;

  水质监测：pH、浊度、余氯等水质在线传感器，监测出水水质是否达标;

  设备状态：水泵、加压机组、消毒加药设备PLC/变频器运行参数、电流电压、启停状态;

  辅助监测：水箱溢水、门磁入侵、断电断电告警、管网压力与流量监测。

  就地自动控制逻辑 网关内置边缘逻辑控制，可实现水位联动自动管控：水位低于下限自动启动补水水泵，水位达到上限自动停机防溢流;水泵故障自动触发告警并切换备用泵，同步联动消毒设备启停，实现站点就地无人自动运行。

  (二)网络传输层(管)：稳定可靠的数据上送通道

  依托 TG451 网关内置5G/ 4G 全网通无线通信模块，偏远无光纤覆盖站点直接采用蜂窝网络传输;支持 VPN 虚拟专网、国密数据加密传输，保障水位、水质、设备运行等敏感水务数据不泄露、不被篡改;同时支持断点续传、数据缓存，野外信号波动场景下不会丢失监测记录，确保传输链路稳定可靠。

  (三)平台应用层(云)：智慧运维管理云平台

  云端部署农村饮水安全智慧运维管理平台，作为整套系统的大脑中枢，，支持电脑Web端、手机APP/小程序多端访问，核心功能模块如下：

  GIS 一张图全域可视化：所有饮水站点在电子地图上点位标注，点击即可查看实时水位、水质数值、水泵运行状态、在线离线状态，直观掌握全域供水站点运行全貌。

  7×24 小时实时监测：不间断采集水池液位、出水压力、瞬时流量、水质指标、机电设备电流电压等数据，自动存储历史曲线，可追溯日/月/季度用水规律与设备运行台账。

  多级智能预警告警：自定义水位过高/过低、水质超标、水泵过载停机、站点断电、非法开盖闯入等阈值，触发后通过平台弹窗、手机AP推送、短信多渠道告警，由“事后抢修”转变为事前预判、主动处置。

  远程集中管控操作：管理人员在运维中心即可远程下发指令：远程启停补水泵、增压泵、加药消毒设备，远程调试PLC运行参数，对故障设备进行远程诊断与程序排查，大幅减少现场下乡频次。

  闭环运维工单管理：告警信息自动生成维修工单，指派属地运维人员接单、现场处置、上传维修照片、闭环归档，形成 “告警 - 派单 - 处置 - 复核 - 存档” 完整运维链条，量化考核运维工作效率。

  统计分析与报表导出：自动生成用水量统计、水质合格率报表、设备故障率统计、运维成本分析报告，可直接对接水利主管部门监管系统，满足农村饮水安全考核上报要求。

  三、核心功能

  1. 水源水位监控

  通过部署在取水口、蓄水池的水位传感器，实时采集水位数据并自动上报平台。系统可设定水位上下限阈值，一旦水位异常立即触发报警，确保供水水源充足可靠。

  2. 水质在线监测

  实时监测饮用水源的色度、浑浊度、pH、硬度、重金属、氯化物、耗氧量、细菌数等关键水质指标。水质检测设备数据实时采集传输，阈值超限即告警，保障居民饮水安全。

  3. 供水管网监控

  对供水管网的水压、流量进行实时监测，实现管网漏损监控和远程故障排查。及时发现管网异常，减少水资源浪费。

  4. 泵站工作状态监控与远程控制

  实时采集泵站设施仪器仪表的运行状态，支持远程启停控制。通过TG451的继电器输出功能，可实现水泵的远程开关和自动化控制。

  5. 视频安防监控

  利用高清摄像头对站点现场进行实时监控和定时抓拍。当人员非法闯入时自动上传安防告警图像，保障设施安全。

  6. 智能预警与自动处置

  系统对采集数据进行实时分析，一旦出现欠压、欠流、过压、过流、水位过高或过低、流量与压力越限等异常情况，立即发出故障报警信号。同时支持平台下发控制命令，自动执行应急操作。

  7. 远程运维管理

  支持对前端设备的远程配置、远程升级、远程故障诊断。运维人员无需亲临现场即可完成大部分维护工作，大幅降低运维成本和响应时间。

  计讯物联农村饮用水远程智能运维管理系统，以TG451物联网智能终端为硬件核心，以智慧运维管理云平台为软件中枢，构建起覆盖“感知—传输—平台—应用”全链路的“云管端”一体化解决方案。系统有效解决了农村饮水站点分散、偏远带来的管理难题，实现了从“源头”到“龙头”的全过程智能化监控与管理，为全面提升农村供水保障能力与运营效率提供了坚实的技术支撑，切实守护广大农村居民的饮水安全。