基于物联网的分散污水处理设施远程管理系统示范与推广应用

1、    基于物联网的分散污水处理设施远程管理系统示范与推广应用    陈阳摘要：物联网与环保设备的融合能够实现对生活环境中各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。据预测，到2020年，世界上物联网“物物互连”的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，仅仅是在智能感知和能耗优化管理系统方面的市场就有上千亿美元。因此“物联网”被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业。关键词：苏州嘉净环保；分散式污水处理；物联网；远程管理；中图分类号：c93文献标识码： a苏州嘉净环保科技股份有限公司的主导产品是应用于村镇的分散式生活污水处理设施，各类生活污水经过设

2、施处理后达到国家的排放标准，因为村镇居民点较为分散，设备的应用方式为户用或小型集中式使用，分布广而分散，对设备的维护、保养和维修需要较大的人才资源，但是耗费较大的人力却不能得到高效率、高质量的管理目的，无法及时地发现问题、解决问题，处于纯粹的被动管理状态。为此，公司研发了基于3g无线网络的物联网应用的分散式污水处理设施远程监管与信息化管理系统，系统是集污水处理设施信息管理、设备运行状态管理和运行维护管理为一体化的综合管理平台，通过与中科院生态环境研究中心开展产学研合作，在行业内示范并推广应用。 一、远程管理系统的目标和任务旨在开发一套分散式污水处理设施远程管理系统，在行业内示范并推广应用，对动

3、力设施和出水水质及时检测，智能化控制，实现分散污水的集中管理，降低人工维护管理费用，提高装置的运行稳定性。本项目的任务主要有以下几点：1、完成分散式污水处理设施远程管理系统的开发。2、完成全国范围内的所有分散处理设备的远程管理系统的改造。3、完成该系统的常熟、云南滇池示范工程并在行业内推广应用。4、申请系统管理平台软件的知识产权。（1）技术和系统方案公司自主研制开发的dsp系列农村分散污水处理设备主要应用于村镇居民生活污水的处理，经过设备处理后达标排放，能够有效解决农村生活污水无序排放的问题，对改善农村水环境起着十分重要的作用。但农村居民点分散，设备安装地点多为农村居民的房前院后，设备分布分散

4、、区域广，给设备的运行维护、保养维修等工作提出了较大的难题。在此背景条件下，公司率先在分散污水处理领域引进无线物联网技术，建成一个有效的平台来管控设施的状况，提高对设备的管理效率及服务质量，实现从被动管理到主动管理、经验管理向科学管理的转变，公司通过在常熟市建立示范点，通过示范点效应带动系统推广。（2）项目内容远程管理系统rems，是通过3g无线网络把分散在示范点各地的污水处理设备有效地整合成一个可以实时管控的虚拟局域网络，可以在后台数据管理中心试试采集设备的运行状态、故障信息、故障报警的信息，及时地通知维保人员到达现场，解决问题，并可以实现对污水处理设备进行远程管理、程序升级、故障排除等功能

5、。该系统是基于cdma、gprs的3g无线网络进行通讯，借助安装在分散污水处理设备的通讯设备和后台数据管理中心，组建了一个非传统意义的局域网络，从而实现对设备的运行数据的实时管理。（3）系统方案通讯网络的选择：为了解决数据交换的通讯问题，对有线通讯和无线通讯方式进行了多方面的技术认证。采用有线通讯网络稳定性肯定是最终可靠的，但使用成本很高，采用中国移动gprs或者中国电信的cdma网络是成本较低、稳定性比较可靠的方式，综合考虑与评估后，我们选择了gprs和cdma网络作为系统数据交换与通讯的网络。物联网综合应用系统的构建：分散式污水处理设施是相当分散了，为了组建一下虚拟的网络管理平台，必须采用

6、当前应用比较广泛的“物联网”的应用来组建这样一个管理平台，完成“污水处理设施和数据管理中心”的数据实时交换。如下图：以这样的逻辑拓扑结构组建应用系统是技术问题解决的重要关键点，后续必要解决通讯设备的问题。通调设备的技术问题：通讯设备是联接分散式污水处理设施与后台数据中心的桥梁，是构建数据通路的重要设备。根据中科院专家的建议，陆续开发出来了tcmk-cdma、tcmk-grps和tcmk-gprs-xb系统远程通讯设备，适用于不同类型的分散式污水处理设施，完成通讯与数据交换链路的构建，把分散的污水处理设施与数据管理中心集中成了一个虚拟的局域网络，也就是典型的物联网的应用。双向控制的管控目标：开发

7、“分散式污水处理设施远程监管与信息管理系统”之初，把“双向控制”作为设计的目标，要达到“能采集、能控制”的管控目的。（4）工程规划和推广措施远程设备管理系统将作为污水处理设备的配套管理系统，在解决村镇居民生活污水的环境保护的同时全面推动此系统的安装，配合对污水处理系统的管理。我们主要针对于行政县一级的政府来推广并安装村镇居民生活污水的处理设备。在中国，像常熟市政府这样的县级政府有二千多个，目前我们的污水处理系统在全国占有较高的市场份额，所以远程设备管理系统将会得到很好的推广的应用。目前我公司的污水处理设备市场年增长率在50%以上，所以远程设备管理系统三年内将会每年50%的增长，进一步带动村镇分

8、散污水处理设备信息化管理的进程。（5）技术保障和系统维护措施项目研发团队技术实力强，涉及计算机应用与维护等专业人才，公司也培养了各区域的系统维护管理人员，定期巡检，为系统正常运行提供技术保障。二、实施后的商业模式和运营模式通过标准化来实现差异化竞争，逐步树立行业专家的品牌形象。公司始终坚持以客户需求和高品质产品为核心，坚持自主创新，产品具备自主知识产权。（1）营销队伍的组织在省内，销售团队直接由公司总部管理；其他省、市设销售分部，负责当地业务开拓和市场深化。建立培训制度、考核管理体系和激励机制，组织良好营销队伍。（2）营销网络的建设 区域示范点建设市场构建以分析区域需求为突破口，在需求迫切区域

9、，建设示范点，利用示范点效应产生区域需求，与该区签订采购或工程合同，提供产品和环保服务工程化整体解决方案。 政府推动政府推动是本产品获取市场重要途径。政府出台信息化管理相关政策，通过与政府相关部门沟通，并结合项目产品实际应用的良好反馈情况，扩大推广区域。项目完成时，针对分散生活污水处理设备远程管理系统能够成为标准化建设项目之一。（3）售后服务公司建立“总部售后服务部分部维护部村级维护点”三级售后服务体系。上级服务部门通过实时监控和调整，结合定期现场巡检，保证系统稳定运行。三、项目的示范点、创新点及规模化推广应用情况（1）示范点常熟市污水治理信息与设施运行监管系统目前与常熟市住建局、中科院生态研

10、究所共同成立项目示范点，组建了基于sqlserver数据库平台、jjserver平台、applation平台于一体的数据管理中心与web应用平台。通过该平台，可对常熟全市范围内各乡镇的每台污水处理设备进行实时有效监控管理、设备管理、运营维护；监控管理：通过监控管理模式，我们可以查看到全市范围内设备运转的状态、设备告警信息内容，同时能通过设备历史告警记录、状态对每台设备进行分析、管理，从数据分析问题判断故障原因，提高了设备运转性能。常熟污水设备布局全景图运营维护：通过运营维护可对车辆管理、工单管理、水质管理、电费管理、配件管理、巡检管理等进行综合分析，可有效对成本进行管控。运营维护工单界面设备管

11、理：通过设备管理建立了健全的参数协议标准，按照标准对相匹配的设备类型进行科学的管控，使得设备信息数据化、信息化、区域化，规范了各项文案资料的录入与整合。设备管理界面目前，常熟污水设备监管系统已覆盖常熟全境10个乡镇68个村庄，结合了信息化管理，在常熟农村分散式污水领域形成了一种新的发展模式，相信可以有效推动当地环境保护信息化管理的建设工作。常熟污水监控数据统计表（2）创新点 这是一个标准的物联网的应用，借助于3g无线网络实现了设备的即时通讯，并对远程设备进行高效的管理。远程设备管理系统的拓朴图 远程设备管理系统具有良好的扩充性、开放性和兼容性，可以与其它应用系统进行数据交换，可以根据客户的需求

12、采集数据，开发相匹配的数据管理平台。 客户端通讯设备对环境、气候的要求较低，适应不同的环境工况需求，工业级设备设计标准具有软高的稳定性和可靠性，确保在不同工况下都稳定、高效地运行并实现远程数据的交换。 全面兼容中国电信的cdma无线网络、中国移动的gprs无线网络、中国联通的td-wcdma无线网络，可能实现无缝对接和兼容，三家运营商可以混用。 多种通讯方式可以实时查询设备的运行状态信息，通过手机或者能上网的电脑都可以对信息及时做出相应的处理。 报表化管理设备的运行信息和故障信息，实现经验管理向科学管理的转变、从被动式管理向主动式管理的转变，极大地提高了维护、保养和维修的效率。 对运行数据进行

13、统计、分析，生成相关的趋势图，给污水处理设备的运行提供决策数据。（3）规模化推广应用情况目前我公司已经实施了村镇分散污水处理设备远程管理系统：目前系统运行顺利，已经把安装于江蘇、上海、福建、云南的污水处理设备实现远程管理，将有序地实施和推广。四、主要社会、经济、环境效益及技术风险（1）经济效益目前，项目产品在常熟市、云南滇池完成示范点建设，进入推广阶段，带动效应在上述地区取得明显成效。根据市场需求及目前公司的生产能力，我们确定的目标市场是，先苏南后苏北，先从经济比较发达的江、浙、沪及珠江三角洲地区推广，后进入被纳入农村环境连片整治的福建、湖北、湖南、重庆、山东、安徽等示范省，已求得最大收益。

14、投资回收期（年）投资总额（项目实施3年）预算1200万元，其中300万元用于常熟市示范点建设，750万元用于已销售安装产品的远程监控，150万元用于企业内信息化研发投入，由于产品特殊性，随销售的同时已取得收益，所以，具体项目投资回收期较短，将会在一年内收回。 预计年产量，品种、产值、利税2013年，预计产量17000套，产值2550万元，利税638万元。2014年，预计产量22000套，产值3300万元，利税829万元。2015年，预计产量30000套，产值4500万元，利税1122万元。（2）社会、环境效益随着本项目产品的不断推广，将极大的改变我国分散污水处理设备长期以来依靠人工运营，效率低下，信息反馈不及时，分散设备运营维护难控制的局面。本项目从技术性能、结构参数、稳定运行、节省人工、节约能耗、经济适用、易于产业化等方面综合考量，产品推广，将实现分散污水处理设备的运营管理现代化、无人化，对促进环保装备产业结构调整，推进新农村建设具有十分重要意义。总结由于物联网应用技术发展日新月异，新技