本发明涉及城市供水系统的监测领域，具体涉及一种基于云计算的城市供水系统监测设备。
背景技术：
城市供水系统作为最重要的基础设施是一个庞大复杂的系统，包括一级泵站、二级泵站、增压泵站等多级系统。为保证供水质量，商务楼宇和居民住宅增压泵站移交自来水公司成为一种趋势，目前镇江、南京、上海等不同规模的城市都已完成或正在进行增压泵站的移交工作，这样城市供水的各级系统由自来水公司统一管理。城市供水监测主要包括供水能力、水质、设备运行状态、管路状况等环节，传统的监测系统只是监控某一级供水系统的部分环节，因此数量众多的增压泵站给统一监测工作带来巨大困难。无法提供全局的供水信息就不能统一调度供水，势必造成部分区域供水能力过剩而另一区域供水不足的状况发生；或某一管路水受到污染，由于信息没有及时反馈影响附近管路水质；或增压泵站设备故障不能第一时间通知自来水公司，给居民生活带来不便。诸多问题的产生也违反了所有增压泵站由自来水公司统一管理改善供水质量的初衷。
技术实现要素：
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于云计算的城市供水系统监测系统，以解决传统城市供水系统数据监测不便的问题。
技术方案：本发明提供一种基于云计算的城市供水系统监测设备，包括设于城市供水系统上的数据采集装置、网络通讯模块、云端服务器；所述数据采集装置通过网络通讯模块将采集的数据信号传输至云端服务器；所述云端服务器包括云端数据采集模块、云端数据库、云端数据处理模块、云端消息推送模块和云端人机交互模块；云端数据采集模块接收数据采集装置采集的的数据信号，并将其转换成可存储的数据储存在云端数据库，云端数据处理模块调用和查询云端数据采集模块和云端数据库的即时或者历史数据进行处理；云端数据处理模块通过云端消息推送模块或云端人机交互模块与城市供水公司。
作为改进，所述城市供水系统包括各级泵站、市政管网和增压泵站。
作为另一种改进，所述数据采集装置包括压力变送器、流量变送器、水位传感器、开关量模块。
作为另一种改进，所述数据信号为模拟量电压信号、电流信号及开关量信号中的一种或者几种。
作为另一种改进，所述网络通讯模块包括移动通信网络模块、wifi模块。
作为另一种改进，云端数据处理模块通过对来自数据采集装置的数据信号处理，获得供水规律、水泵运行工况、供水需求变化预测和水泵故障诊断数据；结果若包括提醒类信息，如预测、预警、故障报警等，更具体的例如夏季用水高峰预警、水泵故障报警、管网爆管报警，则同时发送至云端消息推送模块和云端人机交互模块；结果若不包括提醒类信息，则发送至云端人机交互模块。
有益效果：本发明提供的基于云计算的城市供水系统监测设备结构简单、成本低廉、设置方便快捷、使用方便直观。不仅可实现对城市供水的实时监测，还可通过调用数据库中的历史数据，分析处理供水工况进行预测和预警，然后将结果通过消息推送系统发送给自来水公司工作人员移动客户端，以便其做出判断，提前做好供水调度的准备，使自来水公司能够从全局监控整座城市的供水状况，及时发现供水问题，尽早调整供水策略，保证居民的生活用水需求和水质安全。
附图说明
图1为基于云计算的城市供水系统监测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作出进一步说明。
基于云计算的城市供水系统监测设备，见图1，包括设于城市供水系统上的数据采集装置1、网络通讯模块2、云端服务器3；数据采集装置1通过网络通讯模块2将采集的数据信号传输至云端服务器3。
云端服务器是集数据采集、存储、处理、信息发送、人机交互于一体的网络服务平台。云端服务器3包括云端数据采集模块31、云端数据库32、云端数据处理模块33、云端消息推送模块34和云端人机交互模块35；云端数据采集模块31接收数据采集装置1采集的的数据信号，并将其转换成可存储的数据储存在云端数据库32，云端数据处理模块33调用和查询云端数据采集模块31和云端数据库的即时或者历史数据进行处理；云端数据处理模块33通过云端消息推送模块34或云端人机交互模块35与城市供水公司。
数据接收是通过云端数据采集模块31将所有网络通讯模块传输的无线数据信号汇集起来，转换成可存储的数据。
数据存储是通过云端数据库32将采集到的数据存储到云端数据库32。
数据处理是通过云端数据处理模块33对云端数据采集模块31收集的数据进行即时处理，或者调用云端数据库32中的历史数据进行处理，处理方式包括分析供水规律和水泵运行工况、预测供水需求变化和水泵故障率等，处理结果若是预测、预警、故障报警等提醒类信息，则同时发送到云端人机交互终端和云端信息推送系统；处理结果若没有提醒类信息，则只将处理结果发送到云端人机交互终端。云端数据处理模块33通过对来自数据采集装置1的数据信号处理，获得供水规律、水泵运行工况、供水需求变化预测和水泵故障诊断数据；结果若包括提醒类信息，如预测、预警、故障报警等，更具体的例如夏季用水高峰预警、水泵故障报警、管网爆管报警，则同时发送至云端消息推送模块34和云端人机交互模块35；结果若不包括提醒类信息，则发送至云端人机交互模块35。
信息发送是云端消息推送模块34将云端数据处理模块33提供的随时间变化的供水调度建议或报警信息以短消息形式发送到自来水公司，例如夏季用水高峰预警、水泵故障报警、管网爆管报警等。
人机交互功能是通过云端人机交互模块35实现，自来水公司通过云端人机交互模块35进行实时监测。
城市供水系统包括各级泵站、市政管网和增压泵站。
数据采集装置1包括压力变送器11、流量变送器12、水位传感器13、开关量模块14。
数据信号为模拟量电压信号、电流信号及开关量信号中的一种或者几种。
该设备的运行原理为：
该设备可实现对一级泵站、二级泵站、市政管网及增压泵站的供水状况监控，各级供水系统的状况通过压力变送器11、流量变送器12、水位传感器13、开关量模块14等数据采集装置1实时检测供水系统运行情况，并将检测到的数据信号通过网络通讯模块2发送给云端服务器3，云端服务器3通过云端数据采集模块31将所有数据信号汇集起来，一方面将数据保存在云端数据库32中，以备需要时使用，另一方面将数据传递给云端数据处理模块33，经过处理以后将数据按层次分类显示在云端人机交互模块35，自来水公司工作人员通过云端人机交互模块35实时监控整个城市的供水情况。同时，云端数据处理模块33调用云端数据库32中的历史数据，通过分析处理对供水工况进行预测和预警，然后将结果通过消息推送系统发送给自来水公，以便其做出判断，提前做好供水调度的准备。
各级供水系统中的数据采集装置1的设置可采用以下方式：
一级泵站将原水输送到处理厂，要求泵站均匀稳定供水，可选择流量变送器和开关量节点信号监测水泵的流量和运行状态，对一级泵站的供水情况起到观测和预警的作用，避免出现水处理厂接收水量不足或水泵运行故障等状况的发生，即使出现也能及时发现和排除故障。
二级泵站将处理厂清水输送到市政管网，一部分直接供低层建筑使用，另一部分输送到增压泵站以供高层建筑用水。水质和供水流量及压力是供水安全的关键指标，因此二级泵站首先要检测水质和流量压力，其次要通过电流传感器和开关量节点信号检测水泵的能耗状况和运行状态，对二级泵站的水质和供水能力起观测和预警的作用，以上所有监测都是为了保证供水的安全性和稳定性。
市政管网主要监测关键管路中的流量和市政管网中关键位置的压力，一方面通过流量和压力判断供水的均衡性，以便自来水公司工作人员及时调整供水策略，避免出现供水不足和过剩的现象；更重的是通过这两个参数判断某段管网是否出现爆管故障或漏水现象，以便及时检修和减小供水损失；同时对供水需求起到预测作用，以便提前做好供水调度准备，对故障发生起到预警作用，在发生前排除故障。
增压泵站将市政管网的水输送到高层建筑，在城市分布中数量庞大，当前多为变频供水。由于直接与用户端用水相关，其运行状态需随时监测，可监测供水压力、变频器频率、运行电流、水箱水位及电机的运行状态。通过供水压力判断是否满足用水需求，通过水箱水位判断水源是否充足，通过电机运行状态判断泵站是否发生故障，通过变频器频率估算当前小区的用水量，通过运行电流估算当前泵站的能耗状况，无论哪个参数出现异常，自来水公司都可以马上到该泵站排除故障。
本发明通过云端服务器进行供水系统运行状况的监测、预警，指导自来水公司制定供水调度策略，及时发现并解决供水设备和供水管网中的问题，为城市提供安全稳定的供水。