基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

趙海萍 王宇飛

（1三門峽市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 河南三門峽 472000 2河南寰宇環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?河南鄭州 450000）

引言

由于人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，農(nóng)村污水問(wèn)題已經(jīng)引起人們的重視。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠幫助監(jiān)測(cè)人員更好的了解農(nóng)村污水排放特點(diǎn)，有效保證農(nóng)村污水得到合理排放。鑒于此，本文主要分析物聯(lián)網(wǎng)理念下農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從而不斷減少生態(tài)環(huán)境污染。

1 農(nóng)村污水排放特點(diǎn)

與城市污水治理效果相比，農(nóng)村污水排放治理比較落后，在一定程度上影響農(nóng)民的生活質(zhì)量。由于農(nóng)村污水的排放量較大，缺乏統(tǒng)計(jì)的排放治理系統(tǒng)，農(nóng)村生活污水排放比較隨意，嚴(yán)重污染附近河流，降低河流水質(zhì)。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)農(nóng)村污水每年的排放量約為80多億噸，大部分農(nóng)村缺乏污水處理系統(tǒng)，污水直接排放到附近河流中，使得河流富營(yíng)養(yǎng)化比較嚴(yán)重，降低農(nóng)民的飲水質(zhì)量。

另外，農(nóng)村污水的來(lái)源較多，除了生活污水外，因生活垃圾堆放而產(chǎn)生的污水也在不斷增加。由于我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)民的生活方式也發(fā)生了一定的變化，使得農(nóng)村污水排放量不斷增加。為了保證農(nóng)村污水得到更好的治理，設(shè)計(jì)合理的污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)非常重要。通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)的農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠提高農(nóng)村污水的利用率，減少污水排放量，真正達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的[1]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)原理

物聯(lián)網(wǎng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層組成，其中，感知層具有良好的感知能力，能夠?qū)h(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行合理采集，保證能源損耗問(wèn)題得到合理解決。網(wǎng)絡(luò)層能夠?qū)⑿畔⒕W(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)一步提升環(huán)境數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于網(wǎng)絡(luò)層的覆蓋范圍比較廣，也是物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。應(yīng)用層具有良好的數(shù)據(jù)處理能力，能夠保證物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，能夠保證農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作得以順利進(jìn)行，提高農(nóng)村污水處理質(zhì)量。

為了保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到更好的應(yīng)用，農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與先進(jìn)的信息技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，并結(jié)合感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的運(yùn)行情況，做好相應(yīng)的調(diào)節(jié)工作，針對(duì)三個(gè)層次運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出合理的解決方法，保證農(nóng)村污水排放得到更好的監(jiān)測(cè)。

2.2 硬件設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中，做好硬件設(shè)計(jì)工作非常重要。硬件設(shè)計(jì)主要指廢水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集傳輸與控制系統(tǒng)和環(huán)保部門監(jiān)控設(shè)備。在農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，通過(guò)在農(nóng)村集中區(qū)域部署一定量的環(huán)境傳感器節(jié)點(diǎn),利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸特性,將污水排放情況傳輸至監(jiān)測(cè)中心，傳感器節(jié)點(diǎn)主要位于物聯(lián)網(wǎng)感知層，將農(nóng)村污水環(huán)境信息進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，并將污水環(huán)境信息準(zhǔn)確輸送到監(jiān)控中心。

傳感器節(jié)點(diǎn)主要分為兩種，分別是環(huán)境數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)。環(huán)境數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理能力較差，主要負(fù)責(zé)采集污水環(huán)境數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸?shù)较到y(tǒng)中。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合環(huán)境數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，做好數(shù)據(jù)處理工作，針對(duì)數(shù)據(jù)處理中遇到的問(wèn)題，采取合理的解決方案。

與數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)相比，數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)具有良好的污水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠?qū)?shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸?shù)街付ㄎ恢?。由于?shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)的通信能力比較強(qiáng)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)疥P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之后，能夠?qū)?shù)據(jù)準(zhǔn)確輸送到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中心，幫助設(shè)計(jì)人員更好的了解農(nóng)村污水排放情況，真正實(shí)現(xiàn)污水實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證農(nóng)村污水得到更好的治理。

2.3 軟件設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中，做好軟件設(shè)計(jì)工作非常重要。軟件設(shè)計(jì)主要分為兩部分，分別是數(shù)據(jù)采集流程的設(shè)計(jì)與采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了保證農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠更好的運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)要具備良好的防水性能。農(nóng)村污水環(huán)境信息包括化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮等，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)布置完畢后，要進(jìn)行相應(yīng)的啟動(dòng)，節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)完畢后，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)會(huì)構(gòu)建良好的網(wǎng)絡(luò)，不斷提高污水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[2]。

除此之外，基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作流程要不斷簡(jiǎn)化，農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度，并設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控中心，將監(jiān)控中心作為系統(tǒng)的指揮部，對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理控制。農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要做好節(jié)點(diǎn)部署工作，有效激活各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，不斷提高污水環(huán)境信息的安全性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)原理，做好農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)工作，能夠保證農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠更好的運(yùn)行。但是，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，依然會(huì)遇到很多問(wèn)題，如污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境較差、系統(tǒng)運(yùn)行效率下降等，這就需要設(shè)計(jì)人員在原有的基礎(chǔ)之上，不斷改進(jìn)，保證農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到更好的完善。

[1]劉佳瀅,張建義,袁嫣紅.基于GPRS的農(nóng)村污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].機(jī)電工程,2017,(04):421-424.

[2]馮立波,左國(guó)超,楊存基,楊潤(rùn)標(biāo),羅桂蘭,張梅.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2015,(02):670-676.