一、系统架构设计

1. 感知层

  在学校的给水管网关键节点，如水源地、校园主干管、各教学楼、宿舍楼等的进水管和出水管处，安装流量传感器、压力传感器等设备，用于实时采集流量和压力数据。

核心监测设备：  

     电磁流量计（自带电池，485输出，带显示，IP65，支持DN50-DN300管道）  

     压力传感器（485接口）  

     智能水表（支持4G/NB-IoT无线传输，每栋建筑独立监测）  

   安装要点：  

     流量计安装在直管段（距弯头≥10倍管径）  

     压力变送器部署于泵房出口、管网末端等关键节点  

2. 传输层  

   通信方案： 利用有线通信方式，如 RS485 总线，将感知层设备采集到的数据传输至现场监测终端；现场监测终端再通过 4G/NB-IoT 等无线通信方式，将数据远传至监控中心。

     教学区：  4G/NB-IoT（运营商网络，无自建基站成本）

     宿舍区：4G/NB-IoT（运营商网络，无自建基站成本）  

3. 平台层  

  构建智慧水务管理平台，该平台接收、存储和处理来自传输层的数据，实现对学校给水管网的实时监控、数据分析、预警报警等功能。

 数据中枢：时序数据库存储秒级数据，GIS引擎实现管网三维可视化  

   分析模块：  

     漏损算法：夜间最小流量对比分析（阈值15%）  

     能耗模型：生均日用水量超标预警（>120L/人·日触发）  

4.  应用层

通过电脑端的管理平台，学校管理人员可直观地查看给水管网的运行状态信息，接收预警信息，进行远程控制和管理决策。

 二、核心功能实现

1. 实时监控与预警  

  实时监测 ：24 小时不间断对给水管网各监测点的流量和压力进行实时监测，并在监控中心的管理平台上直观显示，管理人员可随时了解管网的运行状态。

  数据记录与分析 ：自动记录历史数据，包括流量、压力的变化趋势、极值等信息，并通过数据分析功能，对用水量进行日、月、年的统计分析，生成报表和曲线，帮助管理人员掌握学校的用水规律和管网运行情况。

  预警报警 ：设定合理的流量和压力阈值范围，当监测数据超出设定阈值时，系统立即通过声音、短信推送等方式向管理人员发送预警报警信息，以便及时发现和处理管网故障、漏水等异常情况。

动态压力曲线图：红/黄/绿三色分级显示（红色：压力<0.2MPa或突变>0.3MPa/分钟）  

   多级报警：  

     一级报警（爆管）：流量突增300%+压力骤降，触发声光警报+短信推送  

     二级报警（泄漏）：夜间流量持续高于基准值20%，APP弹窗提示  

2. 智能运维管理    

   设备健康度监测：电池电量、信号强度阈值预警（电量<20%提前通知更换）  

3. 数据分析与决策支持  

   时段对比报表：课间/夜间用水峰值分析，优化加压泵运行策略  

   能效评估：水泵效率=实际扬程/额定扬程×100%，低于70%触发维护提醒