物联网论文参考文献(物联网应用论文参考文献)

本文是关于如何利用智能水表、网络地理信息系统和监控系统的毕业论文模型来撰写与监控系统相关的本科论文。

摘要:在智慧城市建设中，智能水表作为智能供水的一部分，受到了国家的重视。智能水表监控系统通过智能水表无线传输数据和位置信息，以百度地图为平台，能够实时为用户提供可视化的水表动态数据信息。通过对用水量数据的分析和处理，可以及时发现漏水用户，也可以为供水企业提供决策支持。

关键词:网络地理信息系统；物联网；智能水表监控系统:总体设计

一、导言

围绕建设中国特色智慧城市的主要目标，中国将围绕五个方面开展工作，在10个领域开展智慧工程建设，并组织100个城市开展试点示范。在启动的智能工程建设中，智能水表管理作为智能供水的一个分支，也受到了高度重视。

供水企业在信息化建设中往往会集成管网地理信息系统。随着网络技术的飞速发展，一种新的地理信息系统形式——网络地理信息系统——应运而生。用户可以在互联网的任何节点上浏览和使用地理空间数据，进行地理空间信息检索和地理空间信息分析，然后进行决策辅助。这是一个基于互联网的地理信息系统。该系统不需要高度的地理信息系统专业化。主要通过系统向用户显示水表的建立和采集，并显示水表的运行状态和实时读数信息，从而实现基于地图的居民用水量分析。它不仅能有效降低成本；而且满足了普通用户对系统操作简单、数据直观、可视化等要求。

经过多年的快速发展，物联网技术已经广泛应用于智能小区的建设，如智能家居、社区安全、社区资源和设备跟踪控制等。智能水表系统不仅是智能小区建设的一部分，也是供水企业信息化建设的新内容。从智能水表的管理入手，可以提高供水企业的对外服务能力。

二、传统水表管理存在的问题

(一)管理成本高，工作效率低

人工抄表工作量大，需要大量人员。劳动力成本和管理成本都很高。工作人员的现场抄表使供水部门负担过重，效率低下。然而，抄表的误差和不准确给供水部门带来了统计上的困难。

(二)难以满足社会对水表精细直观显示的要求

传统的水表管理通常被集成到物业管理系统中。其主要功能是收费、维护和统计。然而，它在向用户显示诸如水表读数和状态等信息方面却落后了。很少有不直观且实时性差的图形显示。越来越难以满足社区对水表精细和直观显示的要求。

(三)水表管理不能满足供水企业管理需要的

水表作为管道的终端，是供水企业营销的生命线，是对外服务的第一线，在企业中起着重要的作用。[1]但是，在传统的管网管理中，水表只是处于一般的文件存储状态，其精细度和准确度、覆盖率和实时率不能满足现代供水企业管理的需要。

(4)管网系统建设成本较高，使用较为复杂。虽然地理信息系统集成到水表管网系统中，具有较高的专业针对性，但其建设成本较高，使用较为复杂，对用户的专业要求较高，对分布式数据存储结构的支持相对较弱。

三、智能水表管理需求分析

(一)智慧城市建设的必要性

智慧城市建设对城市未来发展的影响是多方面的，主要体现在以下四个方面:一是城市管理，通过智慧管理，提升城市竞争力

中国是一个淡水资源严重短缺的国家，用水形势十分严峻。从水管理的角度来看，准确计量和控制用水量、科学用水和节约用水、建立节水型社会是我国目前唯一的选择。[3]通过使用网络地理信息系统，社区管理部门可以从网站上获取社区用户的用水量和水费等信息，并查看用户的缴费信息。同时，社区管理部门也可以通过WebGIS子系统向用户推送警告消息。这些服务将有助于社区管理部门监督家庭用户的用水，并提高用户的节水意识。

(三)企业管理的需要

WebGIS系统为企业实现水表的精细化、可视化和实时监控提供了一种有效的管理方法。企业可以实现对每个供水管网管道终端的——水表的实时监控。在百度地图上，利用图像、图形等可视化显示方法，可以直观、快速地显示分析结果，辅助供水管网的决策。同时，系统的客户端也可以通过与用户的友好交互，提高企业的服务水平和用户的满意度。

四、WebGIS系统总体设计

(一)网络地理信息系统的总体目标

1.数据可视化

为了提高管理员的管理效率和实时性需求，WebGIS系统使用ECharts插件，使用南丁格尔图、极坐标下的堆积直方图、散点图等图表显示用水量数据，使管理员能够更快、更清晰地了解不同地区、不同时间段的详细用水量情况，辅助管理员决策，也为供水企业进行水资源调度提供数据支持。

2.这一页很简洁

WebGIS系统目前采用相对成熟的用户界面框架————元素，设计遵循四个基本原则:

(1)一致性原则:所有元素和结构应一致，如设计风格、图标和文字、元素位置等。(2)反馈原则:

操作后，当前状态通过页面元素的变化清晰显示出来。(3)效率原则:界面简单明了，允许用户快速识别而不是回忆，减轻了用户的记忆负担。(4)可控原则:用户可以自由操作，包括撤销、回滚、终止当前操作等。

3.发展的简化

在WebGIS系统开发过程中，通过使用已经出现的免费WebGIS系统，开发者可以在提供基本地图操作和控件的基础上，通过免费WebGIS系统提供的免费应用编程接口进行二次开发，从而降低软件开发的门槛和开发成本，提高开发效率。

(2)系统模块设计

WebGIS系统主要由四个模块组成:智能水表物联网数据采集和存储架构；基于网络地理信息系统的水单元定位搜索和定位:水数据分析和决策支持系统；基于WebGIS物联网的智能水表管理系统的开发与应用。通过智能水表数据和位置信息的无线传输，实时为用户和管理员提供可视化的水表动态数据图形显示。WebGIS系统模块设计如图1所示。

1.物联网智能水表、数据采集和存储系统

通过对WebGIS系统拓扑结构(见图2)和组网方式的研究，分析上位机软件接收上传的数据包并进行分析。最后，将数据存储过程提交给数据库服务器，以确定数据格式、数据传输模式、数据分析和存储等。

2.基于网络地理信息系统的水资源单元定位搜索与定位

网络地理信息系统(见图3)的基本原理是客户端向服务器发送地图服务请求，网络服务器向地理信息系统******服务器发送请求，地理信息系统******服务器收到请求后根据请求类型启动。地理信息系统地图服务器分析请求，同时访问空间数据库，访问地理数据，通过地图服务器完成数据处理，并将结果返回给客户端。

3.数据分析和辅助决策支持系统

WebGIS系统针对三类用户:供水企业、用水单位(包括社区和企业)和普通家庭用户。对这三类用户分别进行了详细的需求分析，并根据需求分析结果初步确定了系统的主要功能。在实现简单的实时用水量查询和历史用水量查询功能的前提下，针对不同的系统用户，如普通家庭用户，设计了适用于此类用户的用水量数据查询和统计功能。在此基础上，供水企业还需要满足辅助决策的功能，即对历史数据进行统计挖掘和处理，为企业决策提供辅助功能，如配水、水量控制、阀门启闭等。

4.基于WebGIS物联网的智能水表管理系统的开发与应用

在分析上述理论和系统主要内容的基础上，结合WebGIS技术，构建了系统的总体框架，即通过对项目开发系统的需求分析，确定了系统的总体功能模型，并给出了软件设计思路。系统的模型设计主要包括两个子系统的模型:一个是为用水户提供各种服务的网站，另一个是供水企业水表管理的WebGIS系统。

(3)系统功能设计

1.系统管理

WebGIS系统用户分为三类:超级管理员、普通管理员和普通用户。当用户注册和登录时，他们受到其权限的严格控制和管理。普通管理员只能在其负责的区域进行用户统计和泄漏检测操作，而普通用户只能查看自己的历史数据和用水量。

2.阀门控制管理

根据供水服务的需要，在日常运行过程中费用不足的用户或特殊情况下，可以对水表进行远程阀门控制操作。为了满足用户的客观和实际需求，需要在用户支付账单后立即自动打开阀门，这是系统对阀门控制操作指令的实时响应。[4]

3.水费的补充

通过该平台，用户可以使用支付宝、微信、网上银行等支付方式对水表的水费进行充值，并查看充值记录，了解充值信息，从而为用户提供更加便捷的生活体验。

4.水分析和统计

时间跨度:年、季度、月、周和日；根据空间跨度:省、市、县、镇/区，分别统计历史用水量数据并排序，以鼓励用户节约用水，为供水企业进行水资源调度和管道调整提供决策支持。

5.用户管理

基础数据管理和维护分别针对在平台注册的普通用户和管理员进行。普通用户:地区、总户数、水表基本信息、总用水量、总用水量排名等。管理员:负责区域、用水排名、管理员基本信息等。

6.异常用水的检测

WebGIS系统默认每15分钟采集一次用户用水量数据，通过后台异常用水量检测算法，如果发现异常情况，采集用水量数据的时间间隔缩短为10分钟、5分钟和1分钟。在确定用户的异常用水量后，及时通知用户并提供上门服务。

7.公告管理

管理员及时发布最新的水资源公告信息，提醒用户停水时间、最新活动、节水之星等。使用户能够更快、更及时地获取公告信息，形成节约用水的习惯。

V.结论

智能水表监控系统集智能漏水监控、远程供水控制、用水量数据统计分析和区域资源调度于一体。它不仅可以大大降低供水企业的人工成本和漏水损失，还可以提高供水企业对用户用水管理的效率和科学性。加快智慧城市建设，实现可持续发展具有重要意义