供水管网水质水压流量物联网在线监测系统解决方案

供水管网水质水压流量物联网在线监测系统解决方案

随着城镇供水事业不断发展，供水管网作为城市供水的关键基础设施，管网漏损、水质波动、压力失衡等问题，直接影响居民用水安全与供水企业运营成本。传统人工巡检模式效率低下，数据采集滞后，很难第一时间掌握管网全域实时运行状态。借助物联网感知、4G 无线传输、云端大数据技术，搭建供水管网水质水压流量物联网在线监测系统，对管网关键节点开展 24 小时不间断在线监测，实时采集水质、压力、流量核心运行数据，实现异常自动告警、数据云端存储、多终端远程查看，帮助供水单位实现管网数字化运维，降低管网漏损，保障饮用水供水安全。

本系统主要针对市政管网、二次供水、乡镇供水站点开展监测，核心采集指标包含 pH、余氯、浊度、水温、管道压力、瞬时及累计流量，配套视频监控实现现场可视化管理，系统支持功能扩展，可按需增加电导率、ORP 等监测项目，适配泵房、户外管网、无市电野外点位等多种现场环境。

系统组成

整套系统由现场感知设备、采集传输终端、供电单元、云平台四大部分构成。

感知设备包含压力变送器、管段式超声波流量计、多参数水质传感器、网络摄像头，负责现场原始数据采集；采集传输终端为水质多参数一体机与遥测终端机，完成数据汇总、本地存储；供电单元分为市电与太阳能锂电池两种供电模式；所有数据通过 4G 网络上传至云平台，管理人员通过电脑网页、手机小程序访问系统，完成数据查看、告警接收、设备远程维护。

核心设备及技术参数

压力变送器

用途：供水管网管道压力实时采集

量程：0～0.01～100MPa，支持按需选型

测量精度：0.05％F.S、0.1％F.S、0.25% F.S、0.5% F.S 可选

分辨率：0.005％F.S

长期稳定性：＜0.1% F.S/ 年

过载能力：2 倍满量程

补偿温度：0～70℃

工作温度：-20～85℃

存储温度：-40～125℃

供电：24VDC，兼容 9‑30V 宽压

通讯：RS485 接口，MODBUS‑RTU 协议，2KV 浪涌保护

接液材质：316L 不锈钢，可选钛合金

密封圈：氟橡胶

最大节点数：支持 128 个变送器同时接入

绝缘：100MΩ @50V

传感器寿命：10⁶次满量程压力循环

管段式超声波流量计

用途：管道瞬时流量、累计流量测量，支持热量核算

测量精度：优于 ±1%

显示：2×10 背光汉字 / 2×20 字符液晶，支持中、英、意多语言

信号输出：1 路 4‑20mA；1 路 OCT 脉冲输出；1 路继电器输出

信号输入：3 路 4‑20mA 输入，支持 PT100 铂电阻接入

数据接口：隔离 RS485，MODBUS 协议，支持电脑本地升级

通讯距离：双绞线≤50 米；RS485 通讯可达 1000 米以上

适配管材：钢、铸铁、PVC、水泥管、玻璃钢等致密管道，可带衬里

适用管径：15‑6000mm

安装直管段：上游 10D，下游 5D，距离泵出口≥30D

适配介质：自来水、污水、各类均质可传导超声波液体

介质温度：‑30～160℃

流速范围：0~±10m/s

主机工作温度：‑20～60℃；传感器‑30～160℃

水质多参数 PLC 一体机 DX‑VWATER‑1

用途：管网水质在线分析，本地显示存储，可 U 盘导出数据，传感器按需选配

整机供电：85～305VAC

工作温度：0‑60℃（水样不得结冰）

工作湿度：≤95% RH，无冷凝

进水流量：100‑1000mL/min 可调，推荐 400mL/min

显示屏：7 寸触摸屏

继电器输出：3 路继电器输出

访问方式：本地屏幕、WEB 网页、微信小程序

本地存储：触摸屏本地存储，支持 U 盘导出历史数据

通讯接口：RS485 Modbus

机箱尺寸：500×420×240mm

整机重量：约 15kg

配套水质传感器参数

在线 pH 传感器 DX‑PH‑1

测量原理：电极法

量程：0～14pH

分辨率：0.01pH

精度：±0.1pH

在线 ORP 传感器 DX‑ORP‑1

测量原理：电极法

量程：‑2000mV～2000mV

分辨率：0.1mV

精度：±20mV

在线电导率传感器 DX‑DDM‑1

测量原理：电极法

量程：0～2000uS/cm，支持定制 5000uS/cm

分辨率：1uS/cm

精度：±1.5% FS

在线余氯传感器 DX‑CL‑1

测量原理：恒压法

量程：0～20mg/L

分辨率：0.01mg/L

精度：±5% 或 ±0.05mg/L

在线浊度传感器 DX‑ZS‑1

测量原理：90° 散射光

量程：0～20NTU，支持定制扩量程

分辨率：0.01NTU

精度：±2% 或 ±0.02NTU

水温 NTC 采集模块

测量原理：NTC 热敏电阻

量程：0‑60℃

分辨率：0.01℃

精度：±0.5℃

遥测终端机（RTU）

用途：现场数据采集存储、4G 无线上传，设备远程管理

硬件接口：2 路 4‑20mA 输入、1 路雨量输入、3 路 RS485、3 路 12V 可控输出，内置 4G 模块

存储：板载 16M Flash，最大支持 256G TF 卡

供电电压：6‑24V

功耗：12V 待机电流＜1mA，工作电流＜6mA

工作环境：‑30~60℃，湿度＜95% 无凝露

执行标准：SL180‑2015 水文自动测报系统设备标准

工作模式：实时在线、定时唤醒，支持一包多投，最多对接 3 个数据中心

核心功能：采集压力、流量、电池电压等数据；支持远程配置、远程升级、远程重启；USB 本地配置导出数据；端口集成防雷保护，无需额外加装防雷模块。

海康 4G 网络摄像头

用途：监测站点视频监控、现场图片抓拍

图像传感器：200 万像素，1/2.7 ” Progressive Scan CMOS

宽动态：120dB

视频编码：H.265 / H.264 / MJPEG

分辨率：1920 × 1080

网络：4G 全网通，带 RJ45 以太网口

接口：1 组音频输入输出、1 路报警输入、1 路报警输出

工作温湿度：‑30℃~60℃，湿度＜95% 无凝结

供电：DC12V±25%

最大功耗：9W MAX

供电及辅材

供电分为市电供电、太阳能锂电池供电两套方案。泵房室内点位采用市电供电；无市电户外监测点采用太阳能锂电池供电，低功耗设计保障阴雨天持续运行。配套包含立杆、防护箱、安装支架、线缆、防水接头、管道接头等全套工程辅材。

云平台功能介绍

系统采用德希云平台，支持公有云部署以及用户本地私有化部署两种模式，适配不同用户数据安全需求。

1、站点 GIS 管理：维护监测站点基础信息，在地图上直观展示全部监测点位分布；

2、实时数据监控：在线查看 pH、余氯、浊度、水温、压力、瞬时流量、累计流量、电池电压等全部指标；

3、历史数据与曲线：按时间段调取历史记录，生成参数变化曲线，支持单站点多参数、多站点对比分析；

4、报表导出：支持 Excel 导出日报、周报、月报，方便供水企业做运维归档和业务上报；

5、视频抓拍：接入现场摄像头，查看实时视频，支持定时、告警触发图片抓拍；

6、阈值告警：自定义水质、压力、流量上下限，一旦数据越限立即生成告警记录，留存全部告警历史；

7、多终端访问：电脑网页端、微信小程序均可访问系统，随时随地查看管网运行状态；

8、远程运维：平台端直接对遥测终端做参数配置、远程升级、设备重启；

9、第三方对接：支持向供水调度平台转发数据，完成系统对接集成。

现场安装要点

压力变送器优先安装在管道直管段，避开弯头、阀门造成的流体扰动，做好接口密封，线缆做防水处理，户外设备落实防雷防雨。

超声波流量计安装严格遵守直管段要求，上游≥10D、下游≥5D，远离泵出口，传感器牢固固定管壁，主机放置防水箱内。

水质一体机壁挂安装于泵房或防护间，引出管道旁路取水，进水流量固定设置 400mL/min，减少气泡对余氯测量干扰；传感器安装流通池内，定期清洗校准保障测量精度。

遥测终端放置防水机箱，全部接线使用防水接头；摄像头安装立杆，保证视野覆盖设备；太阳能板朝向南方安装，锂电池置于防护箱内部。

系统工作流程

各类传感器采集管网水质、压力、流量原始数据，传输至一体机与遥测终端完成本地汇总存储；终端通过 4G 无线网络将数据上传云服务器；平台完成数据解析存储，对比告警阈值实现异常告警；管理人员使用网页、小程序查看实时数据、历史曲线，导出报表；同时平台下发指令，实现终端设备远程维护。

方案总结

本套供水管网物联网在线监测系统，围绕供水企业实际运维痛点，实现水质、压力、流量一体化在线监测，兼顾数据采集、异常告警、远程运维、报表统计完整业务能力。设备选用工业级硬件，兼容市电、太阳能多种供电模式，可适配市政供水、二次供水、村镇供水等各类应用场景。系统具备良好扩展能力，可增加监测点位、新增监测参数，同时支持对接用户现有调度平台，助力供水企业完成管网数字化转型，提升供水安全保障能力，有效降低管网漏损率，节约运维人力成本。