<p>注：*为必填项。</p> <p>【请在报名阶段填写 ↓】 *  简要介绍作品：基于云平台和手机APP的泵房远程监控系统目前，村镇的供水设备系统多为无人值守泵房，存在消防、安防方面的安全隐患，水质污染风险高，供水设备缺少专业的检修维护，一些供水设施跑冒滴漏严重，运行成本高。针对目前农村供水泵房无人值守和运行设备缺少远程监控的情况，设计了基于手机APP的农村供水设备远程监控系统。该系统由STM32F103ZET6做为主控芯片、传感器模块、NB模块、云平台和手机APP等组成，可以实现对泵房室内温湿度、烟雾报警、水箱溢水状态，水泵运行情况的远程监控。以提高农村供水系统的安全性、可靠性和经济性。</p> <p>【请在竞赛阶段填写 ↓】 *  一、作品详情；</p> <ul> <li>1.农村供水的发展及现状</li> </ul> <p>我国的水资源是极其匮乏的，虽然淡水总量有2.8万亿立方米，由于我国人口众多，人均水资源稀缺，只有世界人均水平的1/4， 因此我国是人均水资源极其匮乏的国家。在我国广大农村地区，受水源、地形、居住、电力、经济等条件限制，很多农村地区饮水安全不能够得到保证。我国大多少数农村地区的饮水完全靠自然因素决定，当发生旱灾时，饮水困难问题就更加突出。因此解决农村安全供水问题是一个关系到民生的重要工程。农村供水与人民生活密切相关，农村安全饮水项目，是国家解决广大农村地区饮水问题的民生工程。集中式供水是指，建设一个一定规模的供水站，向周围农村供水，供水人口一般在2-3万人左右，需供水村庄数量为20个左右，从供水站向需供水村庄需铺设供水管道，供水管道经计量水表后，向村内管网供水。按照水利部“三分建设，七分管理”的要求，对已建成供水站的科学、有效的管理，是饮水工程可持续、良性运行的有效保障。供水站自动化、信息化系统，一般由控制中心对各供水站实施远程测量和控制，以实现集中管理。很大程度.上提高了对供水站的管理水平。为了解决农村安全供水问题，我们需要在农村建立供水站，向附近的村庄进行供水。由于每个村庄跟供水站之间会有很长的距离，这时候需要铺设很长的供水管道。当供水管道出现破损漏水等问题之后，由于农村地区交通不方便，并且供水管道比较长，如果靠人去监测与探测这样就比较费时费力。</p> <ul> <li>2.选题的目的及意义</li> </ul> <p>随着我国经济社会的发展和新农村建设的日新月异，许多村镇建设了深水井抽水和恒压变频供水组成的二级自供水系统。目前，村镇的供水设备系统多为无人值守泵房，存在消防、安防方面 的安全隐患，水质污染风险高，供水设备缺少专业的检修维护，一些供水设施跑冒滴漏严重，运行成本高。针对农村供水设备存在的问题，本项目将应用先进的传感器检测技术、计算机技术和通讯技术，建立基于手机APP的农村供水设备远程监控系统，低成本的解决以上问题。系统建成后，伺泵工可以通过无线互联网远程随时监控供水系统的水泵启停，监测供水设备的运行参数和管道压力、流量、水质情况等数据和设备故障情况，远程监测泵房安防状态。提高农村供水系统的安全性、可靠性和经济性。目前，农村供水设备管理存在的问题，主要表现在：(1) 泵房人工巡检成本高、效率低，不能及时发现设备隐患；(2) 不能及时了解泵房温度、湿度等情况；(3) 不能及时发现火灾等消防隐患；不能及时发现外人侵入、投毒等安防隐患；(4) 不能实时监控和及时发现配电柜参数异常等情况；(5) 不能实时监控水泵、电机、水箱等设备工作状态和运行参数；停电停水不能及时发现，造成村镇长时间停水。(7) 不能及时发现泵房管道压力异常和水箱漏水等故障情况； (8) 不能及时了解用电量和抽水量。针对以上问题，设计了基于无线 GPRS 的农村供水设备集中远程监控系统，该系统具有以下功能：(1) 远程监测泵房安全，及时发现安全隐患；(2) 远程监测供电设备、潜水泵的运行参数；(3) 远程监测泵房管道压力和水箱漏水情况；(4) 远程监测供水设备用电量和抽水量；(5) 远程控制供水设备启停。(5) 节约能耗，可以在夜间用电负荷低谷时间段抽水，节约用电成本。</p> <ul> <li>3.系统设计思路</li> </ul> <p>系统的构成：由现场层、通讯层和监控层三部分组成。监控层：监控层由后台管理系统构成，主要负责模块的参数整定、数据收发和处理、供水设备运行环境情况的远程监控、事件记录分析等工作。 通讯层：该层是数据传递与交换的衔接和纽带，负责将现场控制器采集的数据汇总打包，并准确无误地传递给上位机。通讯方式由NB 通信和 RS-485 两种方式构成。依据农村供水设备的结构特点，需要对泵房环境、潜水泵系统两部分进行实时监控。考虑到系统经济成本和稳定性，采用一块STM32F103ZET6监控终端实现系统功能。现场层：该层包含需要采集的电参量、非电参量及状态参数。泵房需要采集的数据主要包括环境温湿度、烟雾报警器、水箱溢水、基坑积水状态；系统结构框图如图2.1所示：</p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/99BGHs5Xu3WNOZqKz9lJCtlKPyxaX6NxFdwNJU7S.png" alt=".png">                                                                                          图2.1系统结构框图</p> <pre><code></code></pre> <p>*  二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题；</p> <ul> <li>面临挑战：1.对于本套检测系统推广难，毕竟是学生，</li> <li>解决的问题：1.身为自动控制系的本科学生，对于物联网知识是个盲区，所以我找到了通信工程系的队友对上云和手机APP这块进行了制作处理。2.将整套系统的安装所需经费控制在2000元内，极大降低了对农村泵房检测的费用，实现了无人化管理。3.本套系统在本学校地下水泵房进行了实地测试，测试结果良好</li> </ul> <p>*  三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点；</p> <ul> <li>软件部分：对于软件部分，我们使用的芯片为STM32F103，对其采用keil5（ARM）进行了程序的编写，编译，调试</li> </ul> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/PMbiT0QaYbBSgS894M95x6ETIwuHlqIMVuJT9z1K.png" alt="软件框图.png">                                           图： 工程目录结构图 其中包括了485通信，NB模块连接云平台，A6模块进行打电话，发短信的方式报警，以及人机交互界面的处理和显示等。</p> <ul> <li>硬件部分：对于本套系统的PCB我们队伍采用AD19进进项绘制，下面是硬件系统的原理图，PCB的正面和反面图</li> </ul> <p>*  四、作品材料清单；</p> <p><em>  五、作品图片上传；（PCB上须有大赛logo标识并拍照上传，若无视为放弃参赛） </em>  六、演示您的作品并录制成视频上传；（视频内容须包含：作品介绍；功能演示；性能测试；PCB上大赛logo标识特写镜头，若无视为放弃参赛）    七、开源文档。</p> <pre><code></code></pre>