二次供水水質監測微系統方案

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　　二次供水水質監測微系統方案

　　二次供水作為城市供水末端環節，易受儲水設施老化、管網污染及用水波動影響。本方案聚焦濁度、pH、余氯、溫度四項核心指標，設計微型化、低功耗、智能化的水質監測微系統，實現風險實時預警與精準管控。

　　一、系統架構設計

　　微型多參數傳感器模塊

　　采用MEMS工藝集成光學濁度傳感器(0-10 NTU/0.001 NTU分辨率)、離子選擇性pH電極(0-14/±0.01)、余氯電化學探頭(0-5 mg/L/±0.02)及NTC熱敏電阻(-10-60℃/±0.2℃)，模塊體積≤5 cm3，功耗<0.5 W。傳感器表面涂覆超疏水-抗菌涂層，減少生物膜附著，維護周期延長至6個月。

　　邊緣計算與通信單元

　　搭載低功耗ARM Cortex-M4處理器，內置LSTM神經網絡模型，實現水質趨勢預測與異常識別。例如，通過余氯衰減速率預測微生物超標風險，提前4小時預警。通信模塊支持LoRaWAN+NB-IoT雙模切換，數據傳輸間隔可調(5分鐘-24小時)，覆蓋地下泵房等弱信號區域。

　　二、功能實現與技術創新

　　動態閾值與自適應校準

　　系統結合用水時段(高峰/低谷)、季節溫濕度及歷史數據，動態調整水質閾值。例如，夏季高溫時將余氯預警值從0.3 mg/L下調至0.25 mg/L，并聯動加氯泵自動補償。傳感器采用三點標定法，通過云端下發校準參數，實現遠程自校準。

　　故障自診斷與自恢復

　　內置多級自檢程序，實時監測傳感器漂移、電路短路及通信中斷等問題。例如，當濁度數據異常波動時，系統自動啟動超聲波清洗模塊清除探頭污垢;若pH電極失效，則切換至備用通道并推送維護提醒，保障數據連續性。

　　三、部署與應用場景

　　泵房與水箱全覆蓋

　　在二次供水泵房、屋頂水箱及管網末梢部署微系統節點，按“1個泵房+2個水箱”的密度覆蓋社區。例如，某小區通過10臺設備實現全流程監控，水質異常響應時間從4小時壓縮至10分鐘。

　　云平臺聯動與決策支持

　　數據上傳至供水企業云平臺，結合GIS地圖與BIM模型可視化展示水質分布。例如，通過熱力圖定位濁度超標區域，調度運維人員優先處理;利用數字孿生技術模擬儲水罐沖洗效果，優化維護方案。

　　本方案通過微型化設計、邊緣智能與物聯網融合，構建低成本、高可靠的二次供水水質監測體系，為城市供水安全提供技術保障。