二次供水水质监测微系统方案

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　　二次供水水质监测微系统方案

　　二次供水作为城市供水末端环节，易受储水设施老化、管网污染及用水波动影响。本方案聚焦浊度、pH、余氯、温度四项核心指标，设计微型化、低功耗、智能化的水质监测微系统，实现风险实时预警与精准管控。

　　一、系统架构设计

　　微型多参数传感器模块

　　采用MEMS工艺集成光学浊度传感器(0-10 NTU/0.001 NTU分辨率)、离子选择性pH电极(0-14/±0.01)、余氯电化学探头(0-5 mg/L/±0.02)及NTC热敏电阻(-10-60℃/±0.2℃)，模块体积≤5 cm³，功耗<0.5 W。传感器表面涂覆超疏水-抗菌涂层，减少生物膜附着，维护周期延长至6个月。

　　边缘计算与通信单元

　　搭载低功耗ARM Cortex-M4处理器，内置LSTM神经网络模型，实现水质趋势预测与异常识别。例如，通过余氯衰减速率预测微生物超标风险，提前4小时预警。通信模块支持LoRaWAN+NB-IoT双模切换，数据传输间隔可调(5分钟-24小时)，覆盖地下泵房等弱信号区域。

　　二、功能实现与技术创新

　　动态阈值与自适应校准

　　系统结合用水时段(高峰/低谷)、季节温湿度及历史数据，动态调整水质阈值。例如，夏季高温时将余氯预警值从0.3 mg/L下调至0.25 mg/L，并联动加氯泵自动补偿。传感器采用三点标定法，通过云端下发校准参数，实现远程自校准。

　　故障自诊断与自恢复

　　内置多级自检程序，实时监测传感器漂移、电路短路及通信中断等问题。例如，当浊度数据异常波动时，系统自动启动超声波清洗模块清除探头污垢;若pH电极失效，则切换至备用通道并推送维护提醒，保障数据连续性。

　　三、部署与应用场景

　　泵房与水箱全覆盖

　　在二次供水泵房、屋顶水箱及管网末梢部署微系统节点，按“1个泵房+2个水箱”的密度覆盖社区。例如，某小区通过10台设备实现全流程监控，水质异常响应时间从4小时压缩至10分钟。

　　云平台联动与决策支持

　　数据上传至供水企业云平台，结合GIS地图与BIM模型可视化展示水质分布。例如，通过热力图定位浊度超标区域，调度运维人员优先处理;利用数字孪生技术模拟储水罐冲洗效果，优化维护方案。

　　本方案通过微型化设计、边缘智能与物联网融合，构建低成本、高可靠的二次供水水质监测体系，为城市供水安全提供技术保障。