水既是人民生活不可或缺的生活资源,也是经济建设不可缺少的基础性自然资源。为了缓解水资源不足与水资源利用率低的矛盾,需要对中大型取用水户的取水量实行在线监控。本文依托于某地区水资源监控能力建设项目,针对该地区取用水监控设施陈旧、缺乏统一监控平台对整个地区的取用水实行在线监控的问题,研究并设计了面向整个地区中大型取用水户的管道式取用水远程监控系统。主要研究内容如下:对取用水现场调研情况进行分析与总结,在此基础上设计了系统的总体结构。将整个系统从结构和功能上分为三个部分:监控点无线传感器网络、监控中心通信与数据处理服务器、监控中心Web软件。监控点无线传感器网络负责监控点现场的数据采集与传输。以CC2530为核心设计ZigBee模块接口电路,并对无线传感器网络各节点的软硬件进行详细设计。将流量数据、水泵工作状态、图像数据通过无线传感器网络传输到汇聚节点,汇聚节点通过GPRS网络将数据传输到监控中心通信与数据处理服务器。监控中心通信与数据处理服务器是系统的通信中心和数据处理中心。采用Socket编程实现与监控点的GPRS通信连接,采用多线程并发处理多个监控点的数据接收、解析、存储和分析处理,运用线程池技术管理多线程。为了更准确判断监控点传回的流量数据是否准确,对流量数据进行最小二乘曲线拟合,结合拟合曲线以及水泵工作状态对流量数据异常情况进行智能诊断。为防止现场设备受到未被授权的更改或被盗,采用基于差影法的图像比对算法对监控点传回的图像进行比对识别,自动判断现场是否有异常情况。监控中心Web软件是取用水监控管理的窗口。设计了中心Web软件的功能结构,实现了实时监控、常用报表、测控管理和系统配置四大功能。通过对本系统的设计和功能测试,系统不仅可以实现对地区内中大型取用水户的在线监控,而且利用无线传感器网络对现场数据进行采集与传输,在系统建设和改造过程中可以节省大量的工作量和经济成本。另外,对流量数据异常情况的智能诊断和采用图像比对算法自动识别现场设备的异常情况,更提高了系统的智能化水平。