一种智慧水处理系统的制作方法

1.本发明属于污水厂生产管理技术领域，具体涉及一种智慧水处理系统。


背景技术：

2.传统污水厂基于设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常的构筑物、设备、运行数据、运行管理、运营决策等系统信息通常只能分别采集处理，各系统的信息不能有机结合，不能自动化全过程综合管理水厂设备，造成设备管理不规范，设备使用效率低，损耗高，成本投入多，生产管理效率和运营水平低。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种智慧水处理系统，能够将污水厂构筑物、设备、运行数据、运行管理、运营决策等信息建立统一的生产数字模型，实现水厂设备从台账、使用、维修、保养及报废等全过程自动化综合管理，基于设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常等数据，进行实时生产、巡养和报警等数据可视化直观展示；使设备管理规范化，提升设备使用效率，减缓损耗，控制成本。
4.本发明所采用的技术方案为：
5.一种智慧水处理系统，包括有功能处理子系统、应用层子系统、服务层子系统、微服务子系统和数据处理子系统；各子系统之间通过总线服务子系统和安全负载子系统通讯连接；
6.所述功能处理子系统设置有多个功能模块，所述功能处理子系统通过多个功能模块实现污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能；
7.所述应用层子系统设置有多个应用模块；所述应用层子系统用于整合所有服务、微服务，实现前后端交互功能、数据分析功能和数据推送功能；
8.所述服务层子系统设置有多个服务模块，所述服务层子系统用于整合微服务子系统，实现外业务支撑、数据采集管理和数据处理功能；
9.所述微服务子系统设置有多个微服务模块，所述微服务子系统用于通过多个业务模块提供基础服务，实现数据持久化交互操作；并支持业务模块可扩展性；
10.所述数据处理子系统包括有多个数据处理模块；所述数据处理子系统用于提供程序运行的依赖服务环境，提供业务数据、缓存数据、时序数据的存储和访问能力；提供事件总线消息传递能力；提供数据采集接入能力；
11.所述总线服务子系统包括有多个总线模块；所述线服务子系统用于提供各业务模块快速进入平台开发、调用的能力；
12.所述安全负载子系统包括有多个安全负载模块；所述安全负载子系统用于统一平台鉴权，提供安全保障的能力；所述安全保障包括负载均衡、用户鉴权、设备鉴权。
13.进一步地，所述功能处理子系统设置有三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析
模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块；所述三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置、决策分析和远程协助功能，并上报设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。
14.进一步地，所述应用层子系统设置有api应用模块、订阅推送应用模块、报警通知应用模块和决策分析应用模块；
15.所述api应用模块通过http协议进行通讯传输数据，页面发送请求系统服务器做出响应；提供系统页面所需数据、将页面需要保存的数据进行存储和数据鉴权；
16.所述订阅推送应用模块用于系统页面实时数据的推送展示，通过websocket协议进行通讯传输数据，系统服务器进行数据实时推送系统页面根据相关规制进行订阅数据；
17.所述报警通知应用模块，根据定义的报警规则进行报警判断，达成报警条件生成报警信息；将产生的报警信息按相应规则通知到处理人。主要是是消息通知和报警历史记录，统计分析等功能；
18.所述决策分析应用模块根据标准的污水处理生物、物理和化学机理构建处理模型；根据监控的数据配合历史数据和经验参数预测和判断当前状态的合理性，并给出合理建议，从而将运行风险降到最低、减少能耗药耗，实现污水厂的高效运行。
19.进一步地，所述服务层子系统设置有数据管理接口服务模块、业务管理接口服务模块、wha终le-opc采集服务模块和数据消费处理服务模块；
20.所述管理接口服务模块用于为系统提供所需数据和保存系统生成的数据，对系统所需数据进行增删改查操作；
21.所述业务管理接口服务模块用于根据具体系统业务对系统数据进行整合处理实现业务功能；
22.所述whale-opc采集服务模块用于采集到现场设备各项原始数据，为系统提供实时数据；whale-opc采集服务模块通过opc协议与设备进行通信，然后通过kafka进行数据上报；
23.所述数据消费处理服务模块用于处理whale-opc采集服务模块采集到的设备原始数据，通过系统定义的采集点规制进行数据类型处理，然后存储到系统数据库。
24.进一步地，所述微服务子系统设置有九个业务模块：配置管理服务模块、运维管理服务模块、巡养管理服务模块、报警管理服务模块、视频管理服务模块、报表管理服务模块、水质化验服务模块、ar远程协助服务模块和决策分析服务模块；
25.所述配置管理服务模块用于对各种配置数据进行新增、修改、删除、查询。
26.所述运维管理服务模块用于对设备台账、备品备件和工单进行管理；
27.所述巡养管理服务模块用于实现巡养任务监控、巡检配置和养护配置；
28.所述报警管理服务模块用于实现报警管理配置，接收采集点上报数据并根据所配置的报警规制进行判断，对符合报警规制的数据生成报警记录；按照报警规则配置完成各类报警任务，通过稳定的系统定时任务，准确触发报警信息；
29.所述视频管理服务模块用于点击监控画面，根据监控配置调用大华sdk展示监控
视频；
30.所述报表管理服务模块用于实现生成报表数据、查询报表、统计功能使用人员报审、部门领导审核、通过后发布，未通过重新报审功能；实现基础数据统计功能，依据管理需求和规则生成周报、月报、年报，以及自定义制作报表；
31.所述水质化验服务模块用于创建化验标准、化验单、化验项目、和化验任务，并生成化验工单，最后填报；
32.所述ar远程协助服务模块用于实现远程专家系统与现场工作人员的实时会话；
33.所述决策分析服务模块用于通过配置的分析规制对数据进行分析。
34.进一步地，所述数据处理子系统设置有关系型数据库管理模块、远程字典服务模块、发布订阅消息系统、告警管理模块和软硬件数据交换规则模块。
35.进一步地，所述总线服务子系统设置有消息总线、事件总线、数据总线和配置总线；
36.所述消息总线为公共通信传输工具，实现应用系统程序互相之间传递消息；
37.所述事件总线用于提供创建、评阅、接收和发布事件信息；
38.所述数据总线为公共数据传输工具，实现应用系统程序相互之间的数据传输；
39.所述配置总线用于对应用系统的全局配置。
40.进一步地，所述安全负载子系统设置有负载均衡模块、用户鉴权模块和设备鉴权模块；
41.所述负载均衡模块用于增加系统服务的吞吐量，加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性；
42.所述用户鉴权模块用于在通信网络中对试图访问来自服务提供商的服务的用户进行鉴权的方法；
43.所述设备鉴权模块用于验证设备的真实性。
44.再进一步地，还包括有多个app，多个app中至少包括有ar远程协助app、智慧污水处理app、生产运行实时监测app、巡养app和水质化验app；
45.所述ar远程协助模块设置直播间；ar远程协助app用于通过ar远程协助模块进入实时查看需要远程协助的直播间，并进行直播互动操作；
46.所述智慧污水处理app用于进入各个子系统，并查看各类统计数据；
47.所述生产运行实时监测app用于通过构筑物和设备上各采集点位查看监测数据；所述监测数据的统计频率为每日统计；所述监测数据包括报警统计数据和实时报警数据，所述生产运行实时监测app还用于将实时报警数据的状态扭转为确认或者已忽略；
48.所述巡养app用于根据巡养管理模块输入的巡视计划执行巡养任务；
49.所述水质化验app用于处理对三维水厂的水质化验任务，并录入化验结果。
50.最后，所述功能处理子系统还设置有维养管理子系统；
51.所述维养管理子系统用于处理维修和保养任务，并录入维修和保养结果。
52.本发明的有益效果为：
53.一种智慧水处理系统，包括功能处理子系统、应用层子系统、服务层子系统、微服务子系统和数据处理子系统；各子系统之间通过总线服务子系统和安全负载子系统通讯连接；功能处理子系统的三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维
管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能，并上报设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。能够将污水厂构筑物、设备、运行数据、运行管理、运营决策等信息建立统一的生产数字模型，实现水厂设备从台账、使用、维修、保养及报废等全过程自动化综合管理，基于设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常等数据，进行实时生产、巡养和报警等数据可视化直观展示；使设备管理规范化，提升设备使用效率，减缓损耗，控制成本。
附图说明
54.图1是本发明实施例一智慧水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
55.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
56.整体策划方案：一种智慧水处理系统，由功能处理子系统、应用层子系统、服务层子系统、微服务子系统和数据处理子系统构成；各子系统之间通过总线服务子系统和安全负载子系统通讯连接；
57.功能处理子系统通过多个功能模块实现污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能；
58.应用层子系统设置多个应用模块，整合所有服务、微服务，实现前后端交互功能、数据分析功能和数据推送功能；
59.服务层子系统设置有多个服务模块，整合微服务子系统，实现外业务支撑、数据采集管理和数据处理功能；
60.微服务子系统设置多个微服务模块，通过多个业务模块提供基础服务，实现数据持久化交互操作；并支持业务模块可扩展性；
61.数据处理子系统包括多个数据处理模块，提供程序运行的依赖服务环境，提供业务数据、缓存数据、时序数据的存储和访问能力；提供事件总线消息传递能力；提供数据采集接入能力；
62.总线服务子系统包括多个总线模块，用于提供各业务模块快速进入平台开发、调用的能力；
63.安全负载子系统包括有多个安全负载模块，用于统一平台鉴权，提供安全保障的能力；安全保障包括负载均衡、用户鉴权、设备鉴权。
64.功能处理子系统设置三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块；每个模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置、决策分析和远程协助等功能，并上报设备、仪表、水质、能
耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。
65.应用层子系统设置api应用模块、订阅推送应用模块、报警通知应用模块和决策分析应用模块；
66.api应用模块通过http协议进行通讯传输数据，页面发送请求系统服务器做出响应；提供系统页面所需数据、将页面需要保存的数据进行存储、进行数据鉴权。
67.订阅推送应用模块通过websocket协议进行通讯传输数据，系统服务器进行数据实时推送系统页面根据相关规制进行订阅数据；用于系统页面实时数据的推送展示。
68.报警通知应用模块，根据定义的报警规则进行报警判断，达成报警条件生成报警信息；将产生的报警信息按相应规则通知到处理人。主要是是消息通知和报警历史记录，统计分析等功能。
69.决策分析应用模块对设备上报数据根据公式通过标准的污水处理生物、物理，化学机理构建处理模型。根据监控的数据配合历史数据和经验参数预测和判断当前状态的合理性，并给出合理建议，从而将运行风险降到最低、减少能耗药耗，实现污水厂的高效运行。
70.服务层子系统设置数据管理接口服务模块、业务管理接口服务模块、whale-opc采集服务模块和数据消费处理服务模块；
71.数据管理接口服务模块对数据库数据进行操作，为系统提供所需数据和保存系统生成的数据，对系统所需数据进行增删改查操作。
72.业务管理接口服务模块调用业务功能，对系统业务进行处理，根据具体系统业务对系统数据进行整合处理实现业务功能。
73.whale-opc采集服务模块通过opc协议与设备进行通信，然后通过kafka进行数据上报。可以采集到现场设备各项原始数据，如电压、流速、水量等，为系统提供实时数据。
74.数据消费处理服务模块处理whale-opc采集服务模块采集到的设备原始数据通过系统定义的采集点规制进行数据类型处理，然后存储到系统数据库。
75.微服务子系统设置九个业务模块：配置管理服务模块、运维管理服务模块、巡养管理服务模块、报警管理服务模块、视频管理服务模块、报表管理服务模块、水质化验服务模块、ar远程协助服务模块和决策分析服务模块；
76.配置管理服务模块对各种配置数据进行新增、修改、删除、查询。
77.(1)组织机构配置配置污水厂内部组织机构信息。
78.(2)角色权限配置配置角色权限信息，功能菜单权限，app功能权限等。
79.(3)用户信息配置管理用户信息，配置用户所属角色权限信息。
80.(4)构筑物信息配置组态化配置污水厂内构筑物信息，构筑的连接路径，以及构筑的各项指标等。
81.(5)工艺线信息配置系统支持厂内有多条工艺线，配置工艺线信息。
82.(6)采集点信息配置采集点标签信息初始化。
83.(7)班组信息配置配置班组信息，并自动生成排班计划。
84.运维管理服务模块的设备登记流程先选择构筑物、种类及其他基础信息设置设备编码，系统判断设备编码是否唯一，唯一保存设备信息。设备保养操作流程先创建保养计划，计划未开始时可以修改或删除计划，计划开始执行生成保养任务，任务未开始时可以修改或删除任务，任务开始指定人员进行处置任务结束。设备维系任务操作流程先创建维修
任务，任务未开始时可以修改或删除任务，任务开始指定人员进行处置任务结束。
85.(1)设备台账管理：建立污水厂设备的全过程管理，包括从台账，使用，维修，维保，报废等一系列过程。通过设备生命周期管理，使得设备管理规范化，以提升设备使用效率，减缓损耗，达到成本控制的目的。
86.(2)备品备件管理：提供备品备件管理，方便统计维修、保养任务中备品备件使用情况。
87.(3)工单管理：系统会根据保养计划，自动生成保养工单，并在指定日期下发工单给相关的工作人员。将设备的维护保养工单进行报表统计，记录任务工单的处理进度、任务明细以及处理流程数据。并实时反馈工单执行结果。
88.巡养管理服务模块先制定巡检计划、建立巡检任务、分配巡检任务、检查待巡设备，判断设备是否异常，设备正常巡检完成生成巡检任务巡视结束。设备异常上报异常事件、查看异常事件、判断异常情况是否生成工单，不生成工单填写备注、关闭事件生成事件记录，生成工单、派发工单填写工单、反馈工单、生成工单记录、生成事件记录。
89.(1)巡养任务监控，监控厂巡养任务执行进度，实时查看工厂内部各构筑物健康程度，帮助工作人员快速发现厂级各区域异常，并快速响应解决异常。
90.(2)巡检配置，通过巡检项目、巡检计划制定，自动生成巡检工单，下发巡检和养护的工作人员的手机。
91.(3)养护配置，构筑物的养护项目和养护计划的设置，为巡检工单提供生成规则。
92.报警管理服务模块先进行报警管理配置，收到采集点上报数据根据所配置的报警规制进行判断，符合报警规制生成报警记录。
93.功能作用：
94.(1)报警监控平台
95.为报警监控工作人员，提供便捷报警监控平台，工作人员可第一时间接收到报警推送，并通过报警监控平台积极响应报警任务，确认并消除报警。
96.(2)报警记录
97.方便工作人员通过特定维度，查询筛选历史报警记录。
98.(3)报警管理配置
99.通过灵活的报警规则配置，实现系统各类报警任务，通过稳定的系统定时任务，准确触发报警信息。
100.视频管理服务模块点击监控画面，根据监控配置调用大华sdk展示监控视频；
101.(1)视频实时监控现场实时视频查看、报警信息点视频调用。
102.(2)视频历史数据视频历史画面信息查询。
103.(3)视频监控配置组态配置设备监控，导入摄像头设备信息。
104.报表管理服务模块生成报表数据、查询报表、统计功能使用人员报审、部门领导审核、通过后发布，未通过重新报审。功能作用：
105.报表方式实现基础数据统计功能，基础数据包含各生产实时数据、设备维养数据等，并依据管理需求和规则生成周报、月报、年报等，报表支持自定义制作。
106.水质化验服务模块先创建化验标准、创建化验单、创建化验项目、创建化验任务、生成化验工单最后填报。
107.(1)化验工单：化验人员将水质化验的结果，填入自动生成的化验单。
108.(2)化验项目配置：配置化验项目、化验计划，系统根据项目以及计划的设定，定时生成化验任务工单。
109.(3)化验指标配置:污水厂所需化验指标配置，包括化验指标的测量方法，测量参数等。
110.(4)校验公式:记录化验校验公式。
111.(5)指标阈值：制定污水厂内化验指标的阈值范围，校验化验结果的准确性。
112.ar远程协助服务模块，只能由app端发起会议直播，通过腾讯云实时音视频实现直播页面，pc端只可查看正在进行的会议和历史会议记录。
113.ar远程专家系统基于ar的远程专家系统可实现专家和现场工作人员的实时会话(至少支持6人同时在线)，现场端可共享第一视角视频，支持冻结画面实时标注，可实时推送图纸及操作指导，支持作业过程视频记录。
114.决策分析服务模块通过配置的分析规制对数据进行分析。决策分析服务模块是分析所需参数配置与管理的模块，模块可以设置分析规则，时间等参数，为决策分析应用模块提供必要的支撑。
115.数据处理子系统设置有关系型数据库管理模块、远程字典服务模块、发布订阅消息系统、告警管理模块和软硬件数据交换规则模块。
116.总线服务子系统设置有消息总线、事件总线、数据总线和配置总线；
117.消息总线用于应用系统程序彼此间传递消息的公共通信传输工具。
118.事件总线用于提供创建、评阅、接收和发布事件信息；事件发送者将事件消息发送到一个事件总线上，事件订阅者向事件总线订阅和接收事件，然后再处理接收到的事件。当然，订阅者不仅可以接收和消费事件，它们本身也可以创建事件，并将它们发送到事件总线上。
119.数据总线用于应用系统程序彼此间数据传输的公共通信传输工具。
120.配置总线用于对应用系统的全局配置。
121.安全负载子系统设置负载均衡模块、用户鉴权模块和设备鉴权模块；
122.负载均衡模块用于增加系统服务的吞吐量，加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
123.用户鉴权模块用于在通信网络中对试图访问来自服务提供商的服务的用户进行鉴权的方法。用于用户登陆到dsmp或使用数据业务时，业务网关或portal发送此消息到dsmp，对该用户使用数据业务的合法性和有效性(状态是否为激活)进行检查。
124.设备鉴权模块用于验证设备的真实性。
125.9、还包括有多个app，多个app中至少包括有ar远程协助app、智慧污水处理app、生产运行实时监测app、巡养app和水质化验app；
126.ar远程协助app与其他app的关系：在使用其他app，或现场发生一些突发情况需要远程协助时，可通过ar远程协助系统app请求专家进行帮助。
127.ar远程协助app用于通过ar远程协助模块进入并实时查看需要远程协助的直播间，发起协助后调用腾讯云实时音视频，然后协助会议开始，协助人员可点击进入会议；
128.ar远程协助设置直播间：通过ar远程协助系统app点击“发起协助”，确认后即可设
置开启直播间，并在直播间内进行静音，冻结画面，截屏标记，成员，全屏，发布聊天内容，查看聊天记录，切换视频源的操作。
129.智慧污水处理app用于进入各个子系统，并查看各类统计数据；
130.生产运行实时监测app用于通过构筑物和设备上各采集点位查看监测数据；所述监测数据的统计频率为每日统计；监测数据包括报警统计数据和实时报警数据，所述生产运行实时监测app还用于将实时报警数据的状态扭转为确认或者已忽略；
131.巡养app用于根据巡养管理模块输入的巡视计划执行巡养任务；巡视计划的入口是在web端巡养系统模块下的巡视计划单元输入的巡视计划执行巡养任务；
132.水质化验app用于处理对三维水厂的水质化验任务，并录入化验结果。
133.功能处理子系统还设置有维养管理子系统；维养管理子系统用于处理维修和保养任务，并录入维修和保养结果。
134.实施例一：
135.如图1所示，为解决现有技术中普遍存在的问题，本发明实施例一提供一种智慧水处理系统。
136.1系统目标
137.在发明构思过程中需要考虑解决诸多技术问题，主要有以下几点：
138.1.1实现运营可视化：
139.基于设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常等数据，进行实时生产、巡养和报警等数据可视化直观展示。
140.1.2实现全过程管理
141.运维管理模块实现了水厂设备全过程综合管理，包括从台账、使用、维修、保养及报废等一系列过程，使设备管理规范化，提升设备使用效率，减缓损耗，控制成本。
142.1.3实现水质化验信息化
143.水质化验管理系统支持化验标准、项目和计划配置，根据化验项目与计划，定时生成化验任务，化验人员可将化验结果填入自动生成的化验单。
144.1.4实现智慧巡养
145.智慧巡养系统，可配置巡养计划与任务，监控厂区巡养任务执行情况，实时查看设备健康程度，帮助工作人员快速发现厂级各区域异常，并快速响应解决异常。
146.1.5实现实时告警
147.报警管理平台可在各类异常事件出现的第一时间将告警信息推送工作人员；支持特定维度查询，筛选历史告警记录；告警规则可灵活配置，实现系统各类异常准确告警。
148.1.6实现智慧决策
149.基于业界广泛认可的成熟模型协议进行工艺建模与运行优化功能搭建，对污水厂进行系统化、数字化、定量化的分析和评估，实现工艺诊断分析和运行优化。
150.2建设内容
151.建设内容包含：三维水厂、运营可视化、巡养管理、运维管理、报警管理、视频监控、报表管理、水质化验、配置管理、决策分析和移动应用app。
152.3总体结构
153.系统架构将程序系统按照图1所示分为以下几层子系统：
154.3.1功能处理子系统
155.功能处理子系统设置三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块；所述三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能，并上报设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。
156.3.2数据处理子系统
157.数据处理子系统即基础中间件层子系统；
158.基础中间件层子系统提供程序运行的依赖服务环境，提供业务数据、缓存数据、时序数据的存储和访问能力；提供事件总线消息传递能力；提供数据采集接入能力。
159.基础中间件层子系统设置关系型数据库管理模块、远程字典服务模块、发布订阅消息系统、告警管理模块和软硬件数据交换规则模块。
160.其中，关系型数据库管理模块为rdbms(relational database management system，关系数据库管理系统)应用软件中最优秀的mysql是一个关系型数据库管理系统。
161.远程字典服务模块采用redis(remote dictionary server)，是开源的使用ansi c语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、key-value数据库。
162.发布订阅消息系统采用高吞吐量的分布式发布订阅消息系统kafka。
163.告警管理模块采用智能运维监控告警influxdb。
164.软硬件数据交换规则模块采用将ole应用于工业控制领域的opc-ua。
165.3.3总线服务层子系统
166.总线服务层子系统提供消息总线、事件总线、数据总线、配置总线等组件，提供各业务模块快速入平台开发、调用的能力。
167.总线服务层子系统设置消息总线、事件总线、数据总线和配置总线。
168.3.4安全负载层子系统
169.安全负载层子系统提供负载均衡、用户鉴权、设备鉴权等安全保障，统一平台鉴权。
170.安全负载层子系统设置负载均衡模块、用户鉴权模块和设备鉴权模块。
171.3.5微服务层子系统
172.微服务层子系统通过多个业务模块提供基础服务，实现数据持久化交互操作。支持业务模块可扩展性。包含但不限于以下业务模块：
173.微服务层子系统设置配置管理服务模块、运维管理服务模块、巡养管理服务模块、报警管理服务模块、视频管理服务模块、报表管理服务模块、水质化验服务模块、ar远程协助服务模块和决策分析服务模块等。
174.3.6服务层子系统
175.服务层子系统通过整合多个微服务系统，实现对外业务支撑、实现数据采集管理、实现数据处理能力。
176.服务层子系统设置数据管理接口服务模块、业务管理接口服务模块、wha终le-opc
采集服务模块和数据消费处理服务模块。
177.3.7应用层子系统
178.应用层子系统通过整合所有服务、微服务，实现前后端交互能力、数据分析能力、数据推送能力等。
179.应用层子系统设置api应用模块、订阅推送应用模块、报警通知应用模块和决策分析应用模块。
180.4功能处理子系统的各模块具体结构特征：
181.4.1三维水厂模块
182.三维水厂模块可以采用现有技术中用于控制水处理设施对污水进行净化处理，并传输和展示曝气沉砂池、进水泵房、生化池、污泥脱水车间、鼓风机房、配电室、二沉池、消毒池、反硝化滤池、高效沉淀池、提升泵房等水处理设施在运行过程中的相关数据信息的常规技术方案；也可以采用根据水处理设施的创新优化设计方案进行适应性创新改进后的技术方案。
183.4.2运营可视化模块
184.运营可视化模块设置报警异常分析单元、生产运行分析单元、管理指标分析单元、能耗药耗分析单元和设备运行分析单元。
185.4.2.1报警异常分析单元接收报警管理模块输送的报警数据，展示报警数据统计、报警列表和报警趋势；
186.警数据统计内容以图表等方式进行数据可视化展示报警管理模块提供的各项统计数据，输出的内容为html的标准页面；具体展示内容为今日报警量、今日处理量、本月累计报警量、本月累计处理量、本年累计报警量和本年累计处理量；
187.报警列表内容以图表等方式进行数据可视化展示由中控数据超过阈值而引发的报警信息，输出的内容为html的标准页面；展示内容为报警项、当前采集点位值，计量单位、阈值范围和时间；
188.报警趋势内容以柱形图方式展示12个月内的报警统计量和报警趋势图；输出的内容为html标准页面；展示内容为月份和报警数量。
189.4.2.2生产运行分析单元接收生产报表与中控数据和报表管理模块输送的数据；展示指标概览、能耗指标和用水量趋势；
190.指标概览内容以图表等方式进行数据可视化展示来自中控关于生产运行的概要数据，输出的内容为html标准页面；展示内容为今日进水量、今日出水量、主要构筑物合格率、安全生产率、进水与处理量年度趋势表和脱水后污泥量趋势；
191.能耗指标内容以折线图方式展示报表模块中有关能耗方面的数据，输出的内容为html标准页面；展示内容为上月总用电量(kwh)、上月综合电单耗(kwh/m3)；
192.用水量趋势内容以柱形图方式展示报表模块中有关用水量的数据，输出的内容为html标准页面；展示内容为月份和用水量(m3)。
193.4.2.3管理指标分析单元接收巡养管理模块输送的数据，展示指标数据、巡检任务趋势和巡视异常类型分布；
194.指标数据内容以图片+文字方式展示巡养管理模块中的管理数据，输出的内容为html标准页面；展示内容为日待执行任务、今日执行中任务、延期未开始任务和今日已完成
任务；
195.巡检任务趋势内容以柱形图方式展示，输出的内容为html标准页面；展示内容为月份和巡检任务量。
196.巡视异常类型分布内容以饼图方式展示巡检任务趋势图，输出的内容为html标准页面；展示内容为异常类型分布百分比图。
197.4.2.4能耗药耗分析单元接收报表管理模块输送的数据，展示指标数据、膜清洗数据、污泥处理药耗数据和水处理药耗数据，形成能耗报表；
198.指标数据内容以图形和文字方式展示能耗报表的相关数据，输出的内容为html标准页面；展示内容为上月总用电量、综合电单耗和用水量；
199.膜清洗数据内容以图形和文字方式展示耗报表模块中上月膜清洗所需的药耗量，输出的内容为html标准页面；展示内容为柠檬酸用量、柠檬酸单耗、次氯酸钠用量和次氯酸钠单耗；
200.污泥处理药耗数据内容以图形和文字方式展示能耗报表中的上月膜清洗所需的药耗量，输出的内容为html标准页面；展示内容为脱水后污泥量、絮凝剂耗药量kg、絮凝剂耗药量kg/吨干泥和絮凝剂耗药量(mg/l)；
201.水处理药耗数据内容；以图形和文字方式展示能耗报表中的上月水处理的药耗量，输出的内容为html标准页面；展示内容为除磷药剂(pac)、除磷药剂(聚合硫酸铁)、阴离子絮凝剂和磁粉。
202.4.2.5设备运行分析单元接收运维管理模块和报表管理模块输送的数据，运维管理模块报表管理模块输送的数据为设备概览、维修数据和设备完好率数据，报表管理模块输送的数据为设备使用情况数据；
203.设备概览内容对设备的统计信息情况进行展示，展示方式为同时以图表和文字方式展示设备统计情况，输出的内容为html的标准页面；具体展示内容为设备总数、设备种类及其数量；
204.维修数据内容以图形和文字方式展示上月水处理的药耗量，输出的内容为html的标准页面；展示内容为磷药剂(pac)、除磷药剂(聚合硫酸铁)、阴离子絮凝剂和磁粉；
205.设备完好率内容以条形图的方式展示各类设备当前的完好情况，输出的内容为html的标准页面；展示内容为设备类型和设备完好率；
206.设备使用情况展示设备使用统计情况，具体以环形图展示设备当前状态占比，输出的内容为html的标准页面；展示内容为设备运行状态、停用状态、故障状态、失稳状态和报废状态的占比。
207.4.3巡养管理模块
208.巡养管理模块设置巡视看板单元、巡视计划单元和巡视项目单元；
209.4.3.1巡视看板单元接收巡养管理模块和与巡养app传送的数据信息，以图形和文案方式展示巡视异常统计、剩余任务统计、巡视效率统计、巡视异常类型分布图、巡视异常区域分布图、巡视异常趋势图、巡视任务列表和巡视异常列表。
210.4.3.2巡视计划单元可根据人工填写的内容和责任组织机构的选择，可查询巡视计划列表与详情，支持新增巡视计划，编辑巡视计划，删除巡视计划，在巡视计划中添加巡视点、启用或关闭运算计划；输入内容为巡视计划名称和组织机构名称。
211.4.3.3巡视项目单元根据人工填写的内容和项目所属构筑物的选择，建立巡视点以及巡视点中的相应项目，并能够对其进行编辑修改删除操作，输入内容为巡视点名称和构筑物名称。
212.4.4运维管理模块
213.运维管理模块设置设备台账单元、工单管理单元、备品备件单元、配置管理单元和统计报表单元；
214.4.4.1设备台账单元根据导入和新增的设备信息，进行新增、删除、修改、查询、导入设备台账和打印设备二维码等操作，展示内容为设备列表。
215.4.4.2工单管理单元根据新增工单和保养计划，创建维修任务和保养任务，并适时更新保养计划；
216.维修任务包括创建、处置维修任务，查询任务状态，创建的任务与巡养app同步接收任务；展示内容为维修任务列表、我的维修任务、待维修任务、已报废设备任务、已维修完成的任务汇总查询；
217.保养任务包括创建临时保养任务、处置保养任务，查询任务状态，创建的任务与巡养app同步接收任务；保养任务可暂停、重启或终止；展示内容：保养任务列表、我的保养任务、待保养任务、已保养完成的任务汇总查询。
218.保养计划包括创建、修改、删除、查询保养计划；按制定的保养周期定时生成保养任务，可控制计划启停状态；展示内容：保养计划列表、计划的开展状态、计划启停状态。
219.4.4.3备品备件单元主要进行库存管理，根据新增内容增加备品、并设置库存下限，在列表中能警示库存，记录备品的领用出库、采购入库记录；展示内容：备品列表、备品记录。
220.4.4.4配置管理单元主要进行设备种类管理，根据新增内容进行新增、编辑、删除设备种类，对设备种类配置编码用以设备台账新增时系统自动编号；配置设备种类所需要的设备信息字段，在设备台账登记时录入相应的设备信息；展示内容：设备种类列表。
221.4.4.5统计报表单元进行维修统计和保养统计；
222.维修统计主要根据维修任务统计设备维修的次数、维修总耗时；展示内容：设备列表；
223.保养统计主要根据保养任务统计设备保养的次数、保养总耗时，展示内容：设备列表。
224.4.5报警管理模块
225.报警管理模块主要进行报警管理配置、报警等级设置、群组设置和报警记录；
226.4.5.1报警管理配置
227.接收配置管理模块传送的数据，新增报警规则并展示报警规则，根据配置管理系统的采集点数据，对采集点进行配置其报警高低线，为报警提供依据。
228.展示内容：
229.新增报警：选择采集点，设置高低限方式，根据设置高低限的设置方式，输入高低限值或从采集点中选择某个采集点，填写高低限提示，设置报警等级，设置报警接收人员；
230.导入报警规则：包含构筑物名称、设备名称、采集点名称、报警高限、报警低限、超高限提示、超低限提示、报警等级；
231.报警规则筛选：包含按构筑物筛选、按设备名称筛选、按采集点名称筛选；
232.报警规则列表字段：采集点名称、采集点类型、计量单位、报警等级、高限设置方式、报警高限、低限设置方式、报警低限、所属设备、设备类型、所属构筑物、报警接收人。
233.4.5.2报警等级设置
234.根据新增报警数据新增报警等级，展示内容：
235.新增报警等级：名称、备注。
236.报警规则列表字段：名称、备注。
237.报警等级可操作内容：新增、编辑、删除。
238.4.5.3群组设置
239.根据新增报警数据新增群组并设置群组内的人员；展示内容：
240.新增群组：群组名称、选择人员、备注。
241.群组列表字段：群组名称、人员、备注。
242.群组可操作内容：新增、编辑、删除。
243.4.5.4报警记录
244.根据设置的报警规则显示出产生报警的明细，生成报警记录；展示内容：
245.报警记录列表字段：报警时间、报警采集点名称、报警等级、报警构筑物、报警设备、报警值、报警低限、报警高限、报警提示、报警状态、处理时间、处理人；
246.报警记录可操作内容：详情、忽略、确认报警、导出；
247.报警记录筛选条件：构筑物、设备名称、报警日期段。
248.4.6视频管理模块
249.视频管理模块设置监控设备管理单元、实时预览单元和视频回放单元；
250.4.6.1监控设备管理单元用于配置监控设备，可新增目录、新增监控设备、导入监控设备；可以单个或者指添加视频监控；展示内容：
251.新增监控设备：上级分类、设备名称、取流模式、接入协议、设备编码、通道编码、ip地址、端口号、账号、密码、url、备注；
252.导入监控设备：包含上级分类、设备名称、取流模式、接入协议、设备编码、通道编码、ip地址、端口号、账号、密码、url、备注；
253.报警规则筛选：按目录树进行筛选；
254.报警规则列表字段：设备名称、取流模式、接入协议、ip地址及端口号、设备序列号、创建时间。
255.4.6.2实时预览单元用于查看监控设备的实时监控信息，可查看在线视频监控；页面展示内容：分目录树查看在线视频监控。
256.4.6.3视频回放单元可查看某个摄像头的视频回放；可按日期查看视频回放；展示内容：
257.视频回放筛选：按目录树、摄像头名称、回放日期进行筛选；
258.视频回放列表字段：设备名称、文件名称、时长(min)，创建时间。
259.4.7报表管理模块
260.报表管理模块设置维修/保养工单管理单元、运维统计报表单元、水质监测统计报表单元、设备情况一览表单元和报表管理单元；
261.4.7.1维修/保养工单管理单元接收运维管理模块传送的数据，按日、周、月查询维修保养工单报表，展示内容为工单统计报表。
262.4.7.2运维统计报表单元根据导入的数据，新增、删除生产运行状况统计表，展示内容为生产运行状况报表列表。
263.4.7.3水质监测统计报表单元根据导入的数据，新增、删除水质监测统计报表，展示内容为水质监测报表列表。
264.4.7.4设备情况一览表单元接收运维管理模块传送的数据，按日、周、月查询设备变更情况，展示内容为统计报表。
265.4.7.5报表管理单元包括以下几部分内容：
266.数据库：设置自定义报表的数据库，展示数据库列表；
267.数据集：通过查询管理设置自定义报表的数据，及字段配置，展示数据集列表、编辑数据集；
268.模块分类：根据业务模块传递的数据设置自定义报表展示的模块，展示内容为报表及展示的业务模块。
269.报表设计：根据业务模块传递的数据设计报表展示内容、做简单的数据计算设置，展示内容为报表设计器。
270.4.8水质化验模块：水质化验模块用于执行水质化验；具体包括首页、化验单管理、化验项目配置、指标阈值、任务设置、化验工单管理、校验公式和水质填报。
271.4.8.1首页：根据化验工单展示水质化验结果，展示内容为进水达标率、出水达标率、进水水质、出水水质、水质检测日历。
272.4.8.2化验单管理：根据新增数据和预设指标阈值，新增、编辑、删除化验工单，选择化验单要执行验证的标准化验标准，展示内容为化验单列表。
273.4.8.3化验项目配置：创建化验工单后，对化验工单进行化验项目的增删，展示内容为化验单列表、化验项目列表。
274.4.8.4指标阈值：创建化验标准，设置指标阈值，用以验证化验工单的化验项目是否达标；展示内容为标准列表、阈值配置。
275.4.8.5任务设置：对化验工单创建定时任务、对任务进行增删改查、设置任务的时效以考核任务的及时性，展示内容为展示计划列表。
276.4.8.6化验工单管理：根据化验工单、任务设置生成化验工单，对化验工单进行填报化验结果，展示化验工单完成状态；展示内容为展示化验工单列表。
277.4.8.7校验公式：水质化验的校验公式的新增、删除、修改、查询；展示内容为展示化验公式列表。
278.4.8.8水质填报：对水质化验过程中的化验记录进行填报，展示水质填报报表。
279.4.9配置管理模块：配置管理模块用于实现配置功能；具体包括组织机构、角色权限、采集点信息配置、工艺线信息配置、班组信息配置、构筑物信息配置和用户信息。
280.4.9.1组织机构：根据人工填写的部门名称等关键词，实现组织与机构的新建、编辑、列表展示以及查询；输出组织机构列表。
281.4.9.2角色权限：根据人工填写输入的角色名称等关键词，查询角色列表与详情、新增角色，编辑角色，删除角色，对角色赋予或删除权限，对角色分配相应人员名单。输出内
容为角色权限列表。
282.4.9.3采集点信息配置：根据人工填写输入的采集名称等关键词，查询采集点列表与详情、新增采集点，编辑采集点，删除采集点。
283.4.9.4工艺线信息配置：根据人工填写输入的工艺名称等关键词，查询工艺线列表与详情、新增工艺线，编辑工艺线，删除工艺线。
284.4.9.5班组信息配置：根据人工填写输入的班组名称等关键词，查询班组列表与详情、新增班组，编辑班组，删除班组。
285.4.9.6构筑物信息配置：根据人工填写输入的构筑名称，查询构筑列表及详情、新增构筑物，编辑构筑物，删除构筑物，配置组态图。
286.4.9.7用户信息：根据人工填写输入的用户姓名、手机号码、状态等关键词，查询用户列表与详情信息、新增用户，编辑用户信息，删除用户，对用户重置密码。
287.人机交互包括：1.查询项目。2.部门树：1)带搜索文本框，用于搜索树形结构中部门；2)点击树形结构中代表某部门的节点时，筛选展示右侧人员列表。3.翻页器：可设置1页展示规模。
288.4.10决策分析模块：决策分析模块实现智能曝气、碳源投加、化学除磷、进水单元、能耗分析和工艺优化等功能，具体可直接采用现有技术中的常规智能曝气、碳源投加、化学除磷、进水单元、能耗分析和工艺优化等功能技术方案，也可根据系统使用场景条件和使用需求进行适应性改进，进一步细化拓展详细技术方案。
289.4.11ar远程协助模块：ar远程协助模块实现远程协助和“我参与的”功能。
290.4.11.1远程协助：进入需要远程协助的直播间，并实时查看需要远程协助的直播间。页面展示内容：直播间封面，发起远程协助时间，参会人数，发起人。直播间内可进行的操作：静音，冻结画面，截屏标记，成员，全屏，发布聊天内容，查看聊天记录。
291.4.11.2我参与的：查看我参与的远程协助历史视频，聊天记录。
292.展示内容：筛选条件：选择日期。
293.列表展示内容：开始时间，发起人，会话时长，参与人数。
294.我参与的直播详情显示内容：发起人，会话时长，发起时间，结束时间，参与人具体人员，聊天文字，聊天文件记录。
295.4.12维养管理模块：维养管理模块创建维修任务、创建保养任务、处置维修任务、处置保养任务和历史记录。
296.4.12.1维修任务：接收新增数据和运维管理模块输送的数据，处理维修任务、录入维修结果。展示内容：设备维修详情。
297.4.12.2保养任务：接收新增数据和运维管理模块输送的数据，处理保养任务、录入保养结果。展示内容：设备保养详情。
298.4.12.3创建维修任务：根据新增数据，创建维修任务。展示内容：设备维修详情。
299.4.12.4创建保养任务：根据新增数据，创建保养任务，展示内容：设备保养详情。
300.4.12.5历史记录：记录维修任务、保养任务处置情况，可按日期查询记录。展示内容：任务详情。
301.4.13上述各模块中的各单元和步骤的操作页面分别根据各自展示内容进行适应性设置。
302.5app
303.本发明的智慧水处理系统，通过五个app实现远程遥控操作控制；五个app具体为：ar远程协助app、智慧污水处理app、生产运行实时监测app、巡养app和水质化验app；五个app具体特征如下：
304.5.1ar远程协助app：实现远程协助、“我参与的”和发起协助。
305.5.1.1远程协助：通过ar远程协助模块进入需要远程协助的直播间，实时查看需要远程协助的直播间，页面展示内容：直播间封面，发起远程协助时间，参会人数，发起人。
306.直播间内可进行的操作：静音，冻结画面，截屏标记，成员，全屏，发布聊天内容，查看聊天记录，切换视频源。
307.5.1.2我参与的：通过ar远程协助模块查看我参与的远程协助历史视频，聊天记录。展示内容：筛选条件：选择日期。
308.列表展示内容：开始时间，发起人，会话时长，参与人数。
309.我参与的直播详情显示内容：发起人，会话时长，发起时间，结束时间，参与人具体人员，聊天文字，聊天文件记录。
310.5.1.3发起协助：通过ar远程协助模块能够在app端发起远程协助，展示内容：提示文字“确定发起协助？”。
311.5.2智慧污水处理app：包括首页、消息和“我的”。
312.5.2.1首页：在app首页查看各类统计数据，进入各个子系统，自定义布局。数据来源：智慧污水处理app。功能要求：能够在app首页查看各类统计数据，进入各个子系统，自定义布局。
313.展示内容：
314.自定义首页布局：查看显示的布局，隐藏的布局。
315.查看报警数据：查看今日报警，今日处理，本月报警的数据。
316.代办事项：查看待处理，我发起，已处理的数据。
317.本月维养任务：查看维修完成率，保养完成率。
318.应用：查看并进入各个子系统。
319.5.2.2消息：查看报警消息，系统消息。数据来源：智慧污水处理app。功能要求：能够在app消息中查看报警消息，查看系统消息。
320.展示内容：展示各个子系统的所有报警消息，系统消息。
321.5.2.3
““
我的”：查看并修改我的资料。数据来源：智慧污水处理app。功能要求：能够在app我的中查看并修改个人资料。
322.展示内容：我的资料：头像，姓名，性别，账号，员工号，组织机构，电话，邮箱。设置：账号与安全，设置服务器，清理缓存，退出当前账号。关于我们：服务协议，法律声明及隐私政策。
323.5.3生产运行实时监测app：生产运行实时监测app包括监测和报警。
324.5.3.1监测：查看所有采集点的监测数据。数据来源：生产运行实时监测app。功能要求：能够通过构筑物，设备，采集点位查看监测数据。展示内容：
325.筛选条件：按构筑物名称搜索。查看构筑物详情：设备名称，设备构筑物。查看设备详情：各设备采集点位的具体测项及其监测值，并可查看某一日的监测数据。
326.5.4.1报警：查看并确认报警。数据来源：生产运行实时监测app。功能要求：查看并确认报警，并可将其状态扭转为已确认或已忽略，以及查看报警统计数据。展示内容：
327.筛选条件：按构筑物设备树状筛选。
328.查看报警详情：所属构筑物，设备名称，采集点位名称，报警时间，报警值，报警等级，限值，报警内容，报警接收人员。
329.查看报警统计：按报警等级显示报警情况，按报警次数显示其排名。
330.5.4巡养app：巡养app包括巡养任务和巡视任务详情
331.5.4.1巡养任务：展示待执行任务列表、已延期任务列表、已完成任务列表。输入数据来源：巡视计划模块。展示内容：任务编号、任务名称、班组、时长、状态。操作：接受任务。
332.5.4.2巡视任务详情：展示待执行任务列表、已延期任务列表、已完成任务列表。输入数据来源：巡视计划模块。展示内容：任务编号、任务名称、班组、时长、状态、巡视点，巡视点明细。操作：接受任务、开始任务，打卡，反馈情况，完结任务。
333.5.5水质化验app：水质化验app包括化验任务和历史记录。
334.5.5.1化验任务：处理化验任务、录入化验结果。输入数据来源：新增数据和水质化验模块输入的数据。展示内容：化验单详情。
335.5.5.2历史记录：处理化验任务、录入化验结果。输入数据来源：新增数据和水质化验模块输入的数据。展示内容：化验单详情。
336.6非功能性技术特征
337.6.1界面特征：总体清晰简洁、色调配比分明、内容排列合理，各系统风格统一。菜单模块精简，让用户一目了然；
338.6.2用户数量：稳定支持500客户端并发查询。
339.6.3软件运行环境特征：
340.操作系统：linux服务器，windows前置机
341.浏览器：chrome 8.7及以上
342.数据库：mysql
343.6.4性能
344.支持7
×
24小时调用访问，有效工作时间≥97％，故障平均间隔时间≥30天；
345.在网络状况正常的情况下，访问系统主页的响应时间≤3秒。
346.6.5安全性
347.权限控制：根据不同用户角色，设置相应的权限，所有的操作都需要记录相应的操作日志记录。
348.数据加密：对于平台的重要数据按一定的算法进行加密。
349.数据备份：数据库定时备份。
350.6.6可靠性
351.为有效支持本平台的功能，需做好平台的性能优化和运维保障，确保它具有较好的运行响应性能和稳定性、可靠性。
352.6.7可用性
353.方便操作，操作流程合理。
354.控制必填的字段的录入，使用用户能够确保信息录入的完整性。
355.本平台具有一定的容错和和抗干扰能力。
356.操作时有一定的操作提示信息，如删除时，需要提示“确定要删除吗”，操作为不可逆。
357.6.8可扩展性
358.平台建设采用先进的成熟技术，建立严密、体系化的系统管理、应用平台，应具有良好的分层设计，整体系统扩充性能良好，能够根据业务的发展或变更，在保持现有业务处理不受影响的前提下，具有持续扩充功能、适度变化的能力。
359.7接口
360.需预留与工程相关业务管理系统业务及数据对接接口，以备后续对接需求。
361.本发明的智慧水处理系统，包括功能处理子系统、应用层子系统、服务层子系统、微服务子系统和数据处理子系统；各子系统之间通过总线服务子系统和安全负载子系统通讯连接；功能处理子系统的三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能，并上报设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。能够将污水厂构筑物、设备、运行数据、运行管理、运营决策等信息建立统一的生产数字模型，实现水厂设备从台账、使用、维修、保养及报废等全过程自动化综合管理，基于设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常等数据，进行实时生产、巡养和报警等数据可视化直观展示；使设备管理规范化，提升设备使用效率，减缓损耗，控制成本。
362.实现水厂设备全过程综合管理，包括从台账、使用、维修、保养及报废等一系列过程，全面提升污水厂生产管理效率和运营水平，打造智慧水处理系统。平台与自动化控制紧密结合，将污水厂构筑物、设备、运行数据、运行管理、运营决策等信息建立统一的生产数字模型，将各种信息有机结合，深入挖掘工艺运行中的规律和问题，在企业管理层和现场自动化控制层之间发挥承上启下作用。
363.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种智慧水处理系统，其特征在于：包括有功能处理子系统、应用层子系统、服务层子系统、微服务子系统和数据处理子系统；各子系统之间通过总线服务子系统和安全负载子系统通讯连接；所述功能处理子系统设置有多个功能模块，所述功能处理子系统通过多个功能模块实现污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能；所述应用层子系统设置有多个应用模块；所述应用层子系统用于整合所有服务、微服务，实现前后端交互功能、数据分析功能和数据推送功能；所述服务层子系统设置有多个服务模块，所述服务层子系统用于整合微服务子系统，实现外业务支撑、数据采集管理和数据处理功能；所述微服务子系统设置有多个微服务模块，所述微服务子系统用于通过多个业务模块提供基础服务，实现数据持久化交互操作；并支持业务模块可扩展性；所述数据处理子系统包括有多个数据处理模块；所述数据处理子系统用于提供程序运行的依赖服务环境，提供业务数据、缓存数据、时序数据的存储和访问能力；提供事件总线消息传递能力；提供数据采集接入能力；所述总线服务子系统包括有多个总线模块；所述线服务子系统用于提供各业务模块快速进入平台开发、调用的能力；所述安全负载子系统包括有多个安全负载模块；所述安全负载子系统用于统一平台鉴权，提供安全保障的能力；所述安全保障包括负载均衡、用户鉴权、设备鉴权。2.根据权利要求1所述智慧水处理系统，其特征在于：所述功能处理子系统设置有三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块；所述三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和ar远程协助模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置、决策分析和远程协助功能，并上报设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。3.根据权利要求2所述智慧水处理系统，其特征在于：所述应用层子系统设置有api应用模块、订阅推送应用模块、报警通知应用模块和决策分析应用模块；所述api应用模块通过http协议进行通讯传输数据，页面发送请求系统服务器做出响应；提供系统页面所需数据、将页面需要保存的数据进行存储和数据鉴权；所述订阅推送应用模块用于系统页面实时数据的推送展示，通过websocket协议进行通讯传输数据，系统服务器进行数据实时推送系统页面根据相关规制进行订阅数据；所述报警通知应用模块，根据定义的报警规则进行报警判断，达成报警条件生成报警信息；将产生的报警信息按相应规则通知到处理人。主要是是消息通知和报警历史记录，统计分析等功能；所述决策分析应用模块根据标准的污水处理生物、物理和化学机理构建处理模型；根据监控的数据配合历史数据和经验参数预测和判断当前状态的合理性，并给出合理建议，从而将运行风险降到最低、减少能耗药耗，实现污水厂的高效运行。4.根据权利要求3所述智慧水处理系统，其特征在于：所述服务层子系统设置有数据管
理接口服务模块、业务管理接口服务模块、wha终le-opc采集服务模块和数据消费处理服务模块；所述管理接口服务模块用于为系统提供所需数据和保存系统生成的数据，对系统所需数据进行增删改查操作；所述业务管理接口服务模块用于根据具体系统业务对系统数据进行整合处理实现业务功能；所述whale-opc采集服务模块用于采集到现场设备各项原始数据，为系统提供实时数据；whale-opc采集服务模块通过opc协议与设备进行通信，然后通过kafka进行数据上报；所述数据消费处理服务模块用于处理whale-opc采集服务模块采集到的设备原始数据，通过系统定义的采集点规制进行数据类型处理，然后存储到系统数据库。5.根据权利要求1所述智慧水处理系统，其特征在于：所述微服务子系统设置有九个业务模块：配置管理服务模块、运维管理服务模块、巡养管理服务模块、报警管理服务模块、视频管理服务模块、报表管理服务模块、水质化验服务模块、ar远程协助服务模块和决策分析服务模块；所述配置管理服务模块用于对各种配置数据进行新增、修改、删除、查询。所述运维管理服务模块用于对设备台账、备品备件和工单进行管理；所述巡养管理服务模块用于实现巡养任务监控、巡检配置和养护配置；所述报警管理服务模块用于实现报警管理配置，接收采集点上报数据并根据所配置的报警规制进行判断，对符合报警规制的数据生成报警记录；按照报警规则配置完成各类报警任务，通过稳定的系统定时任务，准确触发报警信息；所述视频管理服务模块用于点击监控画面，根据监控配置调用大华sdk展示监控视频；所述报表管理服务模块用于实现生成报表数据、查询报表、统计功能使用人员报审、部门领导审核、通过后发布，未通过重新报审功能；实现基础数据统计功能，依据管理需求和规则生成周报、月报、年报，以及自定义制作报表；所述水质化验服务模块用于创建化验标准、化验单、化验项目、和化验任务，并生成化验工单，最后填报；所述ar远程协助服务模块用于实现远程专家系统与现场工作人员的实时会话；所述决策分析服务模块用于通过配置的分析规制对数据进行分析。6.根据权利要求1所述智慧水处理系统，其特征在于：所述数据处理子系统设置有关系型数据库管理模块、远程字典服务模块、发布订阅消息系统、告警管理模块和软硬件数据交换规则模块。7.根据权利要求1所述智慧水处理系统，其特征在于：所述总线服务子系统设置有消息总线、事件总线、数据总线和配置总线；所述消息总线为公共通信传输工具，实现应用系统程序互相之间传递消息；所述事件总线用于提供创建、评阅、接收和发布事件信息；所述数据总线为公共数据传输工具，实现应用系统程序相互之间的数据传输；所述配置总线用于对应用系统的全局配置。8.根据权利要求1所述智慧水处理系统，其特征在于：所述安全负载子系统设置有负载均衡模块、用户鉴权模块和设备鉴权模块；
所述负载均衡模块用于增加系统服务的吞吐量，加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性；所述用户鉴权模块用于在通信网络中对试图访问来自服务提供商的服务的用户进行鉴权的方法；所述设备鉴权模块用于验证设备的真实性。9.根据权利要求1所述智慧水处理系统，其特征在于：还包括有多个app，多个app中至少包括有ar远程协助app、智慧污水处理app、生产运行实时监测app、巡养app和水质化验app；所述ar远程协助模块设置直播间；ar远程协助app用于通过ar远程协助模块进入实时查看需要远程协助的直播间，并进行直播互动操作；所述智慧污水处理app用于进入各个子系统，并查看各类统计数据；所述生产运行实时监测app用于通过构筑物和设备上各采集点位查看监测数据；所述监测数据的统计频率为每日统计；所述监测数据包括报警统计数据和实时报警数据，所述生产运行实时监测app还用于将实时报警数据的状态扭转为确认或者已忽略；所述巡养app用于根据巡养管理模块输入的巡视计划执行巡养任务；所述水质化验app用于处理对三维水厂的水质化验任务，并录入化验结果。10.根据权利要求2所述智慧水处理系统，其特征在于：所述功能处理子系统还设置有维养管理子系统；所述维养管理子系统用于处理维修和保养任务，并录入维修和保养结果。

技术总结
本发明公开了一种智慧水处理系统，功能处理子系统、应用层子系统、服务层子系统、微服务子系统和数据处理子系统通过总线服务子系统和安全负载子系统通讯连接；功能处理子系统的三维水厂模块、运营可视化模块、决策分析模块、配置管理模块、运维管理模块、巡养管理模块、报警管理模块、视频管理模块、报表管理模块、水质化验模块和AR远程协助模块分别执行相应的污水净化处理、运营、巡视、运维、报警、监控、数据统计、水质化验、配置和决策分析功能，并上报设备、仪表、水质、能耗、药耗、巡检任务和报警异常数据，进行实时生产、巡养和报警数据可视化直观展示。使设备管理规范化，提升设备使用效率，减缓损耗，控制成本。控制成本。控制成本。


技术研发人员：李旻 白鹤楠 郑霜霞 曹曦丹 陈源
受保护的技术使用者：厦门市政智慧城市科技有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/8/23