基于Java物联网技术的饮用水水质监测系统

一、系统背景与意义

随着工业化进程的加速和城市化规模的扩大,水资源污染问题日益严峻,对饮用水安全构成了严重威胁。传统的水质监测方法往往依赖于人工采样和实验室分析,这种方式不仅耗时较长,而且难以实现实时监测和连续监测。因此,开发一个基于Java物联网技术的饮用水水质监测系统显得尤为重要。该系统能够实现对水质参数的实时监测和数据分析,为水质管理提供科学依据,及时发现水质污染问题,保障饮用水安全。

二、系统架构与技术

系统架构:
该系统通常采用分层架构,包括感知层、网络层、平台层和应用层。
感知层负责水质参数的采集,通过各类传感器(如pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器等)实现。
网络层负责数据的传输,通过物联网技术(如Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等)将传感器采集的数据传输到平台层。
平台层负责数据的处理和分析,通过Java等编程语言实现数据的存储、查询、分析等功能。
应用层负责向用户提供可视化界面和交互功能,通过Web应用或移动APP等形式展示水质监测数据。
关键技术:
Java编程语言:Java具有跨平台性、高效性和安全性等特点,适合用于构建复杂的信息系统。
物联网技术:物联网技术通过传感器网络、无线通信技术和数据处理技术,实现了对水质参数的实时监测和远程管理。
数据库技术:采用MySQL等关系型数据库存储水质监测数据,确保数据的可靠性和完整性。
前端技术:采用HTML、CSS、JavaScript等技术开发用户友好的可视化界面。
后端技术:采用Spring、Spring Boot等Java框架构建后端服务,实现数据的处理和分析功能。

部分代码

package com.example.controller;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.crypto.SecureUtil;
import com.example.common.Result;
import com.example.common.ResultCode;
import com.example.entity.Caiwu;
import com.example.exception.CustomException;
import com.example.service.CaiwuService;
import com.example.utils.MapWrapperUtils;
import com.example.utils.jwt.JwtUtil;
import com.example.vo.CaiwuVo;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.annotation.Resource;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

@RestController
@RequestMapping(value = "/caiwu")
public class CaiwuController {
   

    @Resource
    private CaiwuService caiwuService;

    @PostMapping
    public Result<Caiwu>
在自来水厂、污水处理厂、造纸厂及水质监测、水文监测、环境保护等行业,需要对水质的一些参数进行监测,最重要的和最有效的监测参数是水的PH值。   这些参数需要每天定时,甚至实时进行采集和监测,在传统情况下,一般采用人工现场采集和铺设线路进行采集,前者采集成本高,采集周期长,随机误差大,不利于实时监测,后者监测距离近,监测点数少,布线成本高。   利用GPRS网络的覆盖面广,使用费用低,数据传输质量好的特点,我们推出基于GPRS网络(CDMA、GSM)的集中实时PH值监测系统。在管理中心对全厂各个采集点的数据进行集中监控,并可以采用太阳能电池供电,对江河湖的水质进行实时监控。   系统具有采集范围广,采集数据及时,系统成本低,使用费用低的特点,在水文监测,环保监测领域具有极大的使用价值。   本系统大的结构是C/S模式,在管理中心是一个TCP/IP的服务器,所有的监控点配置置PH值采集设备,即PH计,同时配置无线传输设备,即无线数据终端,监控点可以有多个,每个监控点可以分布在不同的地方,甚至全国范围。每个监控点的无线数据终端通过TCP/IP连接到管理中心的服务器上,终端是TCP/IP的客户端。整个系统是一个多点对一点的TCP/IP通信系统,采集的PH值数据直接发送到管理中心的计算机上,便于数据存储和分析处理。   系统的结构框图如图1所示。   图中的PH计放置在每个需要监测的监测点,每个PH计通过串口连接一个无线采集终端,采集终端通过GPRS无线上网,将数据通过INTERNET互联网传输到管理中心。   管理中心的计算机通过ADSL、拨号、宽带等方式连接到互联网,接收终端传输过来的PH数据。多个采集终端使用一个管理中心,数据统一传输到管理中心。在管理中心可以设置分管理中心,分管理中心也可以接收终端的数据,但是权限不一样,管理中心可以接收所有终端的数据,而分管理中心只能接收自己有权限管理的终端的数据。   系统功能 本无线PH集中监测系统具有下列功能: 多个监测点数据的集中监测,监测距离不受限制; 在管理中心对数据的采集间隔可以远程设置; PH计可以分级,分权限管理,本级只能管理本级的ph计; 全天候,24小时在线数据监测; 系统使用简便,运行和维护费用低; 系统可以任意扩展,可以任意缩减,无投资浪费; PH值可以设置多级报警,报警时间恢复时间可以记录、查询; PH数据的图表分析,打印,报表等功能; 采集数据可以实时上传到管理中心; 采集数据可以保存在终端本地,每个终端可以保存约1个月的数据。
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