農(nóng)村供水一張圖是通過地理信息系統(tǒng)（GIS）工藝，將區(qū)域內(nèi)供水、管網(wǎng)等數(shù)據(jù)資料通過大屏可視化圖表及GIS地圖形式展示，達到對產(chǎn)品、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、分析研究、報警記錄統(tǒng)一性展現(xiàn)。這個圖可以包括水源區(qū)、供水管網(wǎng)、泵房、水廠、使用者分布等數(shù)據(jù)信息。以這種方法，相關(guān)管理部門可以充分了解農(nóng)村供水工程的局面，做好切實可行的綜合調(diào)度與檢修，增強供水管理的效率和服務(wù)質(zhì)量。

一、硬件建設(shè)

       農(nóng)村供水一張圖需建設(shè)規(guī)劃獨立性的硬件管理體系，把要建設(shè)規(guī)劃的硬件通信協(xié)議、硬件數(shù)據(jù)接口根據(jù)智慧水務(wù)系統(tǒng)底座技術(shù)規(guī)程做好共享、互聯(lián)互通。如MODBUS、BACnet等，保證設(shè)備相互間的數(shù)據(jù)傳輸和指令控制的統(tǒng)一性。

1、水源區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)

水質(zhì)監(jiān)測傳感器用作智能監(jiān)測水源區(qū)水質(zhì)參數(shù)，如pH值、渾濁度、溶氧、余氯等；水位監(jiān)測傳感器用作數(shù)據(jù)監(jiān)測水源區(qū)的水位變化；監(jiān)控系統(tǒng)用作實時在線監(jiān)控水源區(qū)。

2、供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

流量計安裝在重點管道及支系管道中，用作數(shù)據(jù)監(jiān)測供水流量；壓力傳感器用作數(shù)據(jù)監(jiān)測管網(wǎng)內(nèi)的水壓；智能閥門可遠程操作并調(diào)節(jié)。

3、泵房和水廠監(jiān)控系統(tǒng)

水泵控制系統(tǒng)監(jiān)控水泵的運行狀態(tài)，控制水泵的起停；水質(zhì)處理設(shè)備包括殺菌設(shè)備、過濾裝置等，實時在線監(jiān)控并調(diào)節(jié)水質(zhì)處理基本參數(shù)；能源監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測泵房和水廠的能耗狀況，改進能源資源應用。

4、終端用戶監(jiān)控系統(tǒng)

智能水表安裝在用戶端，用作智能監(jiān)測使用者用水量；

5、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

通信協(xié)議選擇適合的通信協(xié)議，如LoRa、NB-IoT、4G/5G等；數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集器等。

6、數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器

數(shù)據(jù)存儲設(shè)備用于存儲許多的監(jiān)測數(shù)據(jù)；服務(wù)器和計算機器設(shè)備用作數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、處理及可視化呈現(xiàn)；安全防護設(shè)備涉及防火墻、入侵檢測技術(shù)等。

二、安全體系建設(shè)

農(nóng)村供水一張圖的安全體系建設(shè)非常重要，保障供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)信息安全。

1、網(wǎng)絡(luò)安全

防火墻在數(shù)據(jù)中心以及各監(jiān)測節(jié)點安裝防火墻，預防未經(jīng)授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)訪問和黑客攻擊；入侵檢測技術(shù)（IDS）鑒別和應對行為問題和潛在危險；虛擬專用網(wǎng)（VPN）為遠程控制和數(shù)據(jù)交換帶來硬件加密安全通道。

2、數(shù)據(jù)信息安全

對采集的數(shù)據(jù)做好數(shù)據(jù)加密存儲和傳送；及時進行數(shù)據(jù)庫備份，預防因為意外狀況所導致的內(nèi)容丟失；嚴苛管理數(shù)據(jù)訪問限制，針對用戶角色定義不一樣的訪問限制。

3、系統(tǒng)安全

同步更新操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件；對系統(tǒng)組件實際操作做好日志和審計；建立健全完善的應急處置方案，其中包括安全應急預案、應急預案演練和應急恢復對策。

4、設(shè)備安全

對飲用水源地監(jiān)控系統(tǒng)、管道網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、泵站和水廠監(jiān)控系統(tǒng)等方面進行物理防護；在終端接入系統(tǒng)軟件之前進行身份驗證；

5、用戶安全

使用多因素認證（如登陸密碼、手機短信驗證碼等）制度；對用戶信息做好匿名化加工處理，守護個人隱私；

6、安全規(guī)范和標準

依據(jù)國家與行業(yè)的有關(guān)安全標準規(guī)范做好信息系統(tǒng)建設(shè)和維護，如ISO/IEC 27001信息安全管理體系等。及時進行安全風險評估和認證，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和合法性。

三、平臺底座

       農(nóng)村供水一張圖的平臺底座是這個系統(tǒng)的核心前提，保證信息采集、存放、解析、呈現(xiàn)和管理的一體化平臺。在農(nóng)村供水一張圖的建設(shè)中，采用標準的微服務(wù)架構(gòu)，建設(shè)規(guī)劃物聯(lián)通用接入使用平臺以及使用者管理系統(tǒng)是重要的一環(huán)。

1、微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)架構(gòu)將整體操作系統(tǒng)劃分成好幾個獨立性的服務(wù)項目，每一個服務(wù)管理都能夠自行開發(fā)、全面部署拓展。

（1）模塊化：每一個基本功能模塊獨立運行，降低耦合，便于維護和升級迭代；

（2）高可用性：服務(wù)管理間的故障隔離，單獨的服務(wù)管理的故障不會直接影響系統(tǒng)的正常運行;

（3）可擴展性：利用水平擴展，提升服務(wù)實例數(shù)目;

（4）靈活性：支持多種編程語言和各種技術(shù)棧。

2、物聯(lián)網(wǎng)通用接入使用平臺

（1）設(shè)備連接管理

①設(shè)備注冊：兼容不同類型的物聯(lián)網(wǎng)終端接入使用，涵蓋傳感器、電子水表、流量計等。

②設(shè)備認證：確保聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的合法性，利用設(shè)備認證制度以防未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備連接操作系統(tǒng)。

③設(shè)備配置：兼容遠程操作配置與維護系統(tǒng)參數(shù)，利于機器設(shè)備的規(guī)范化管理。

（2）信息采集與傳輸

①信息采集：實時記錄機器設(shè)備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并對其進行基本解決和過濾。

②數(shù)據(jù)通訊：采用標準的通訊協(xié)議和加密算法，確保數(shù)據(jù)通訊的安全性和可靠性。

（3）設(shè)備監(jiān)控

①狀態(tài)監(jiān)控：在線監(jiān)控機器設(shè)備的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時報警。

②遠程控制：兼容對設(shè)備的遠程操作控制和管理，增強運行維護高效率。

（4）協(xié)議轉(zhuǎn)換

①多協(xié)議支持：兼容LoRa、NB-IoT、MQTT、CoAP等各種通訊協(xié)議，確保不一樣的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享。

②協(xié)議轉(zhuǎn)換：對于不同安全協(xié)議的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和歸一化處理，易于集中管理和研究。

3、使用者管理系統(tǒng)

使用者管理系統(tǒng)是確保系統(tǒng)的安全性與用戶安全和隱私的關(guān)鍵部件。

（1）用戶認證

運用多因素認證制度（如賬戶密碼、手機驗證碼、指紋識別等）確保用戶個人身份是否真實。保證單點登錄基本功能，方便我們在幾個管理子系統(tǒng)間隨意切換。

（2）權(quán)限管理控制

按照不同用戶的職責和管理權(quán)限，界定不同的人物角色（如管理人員、操作工、一般用戶等）。按照角色定義不一樣的網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限，確保用戶只可以訪問及操作和其管理權(quán)限一致的功能與統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

（3）使用者行為審計

記載客戶的工作行為，易于審計和跟蹤。實時監(jiān)控用戶的使用，及時發(fā)現(xiàn)和解決非正常操作，確保系統(tǒng)的安全性。

（4）使用者數(shù)據(jù)安全保護

對用戶信息做好數(shù)據(jù)加密存儲和傳輸，確保數(shù)據(jù)的安全性。嚴格執(zhí)行數(shù)據(jù)隱私保護政策法規(guī)，確保用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)的合法使用及保護隱私。

       中交路橋科技基安云智慧水務(wù)系統(tǒng)其使用對象不僅僅局限于水廠管理者，對于水務(wù)工作決策者、水管維護員、營收業(yè)務(wù)員與用戶均適用，該系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、管網(wǎng)巡線、管線布控、供水綜合運營調(diào)度、供水漏損控制、營收收費等于一體，助力水利發(fā)展。