智慧水厂的总体架构设计通常包括以下几个层次：系统感知层、系统网络层、系统平台层和系统应用层。这些层次通过集成先进的技术和系统，实现对水厂全过程的智能化管理。

应用层体系的建立，为运营管理工作提供了大量的各自来水厂、泵站的生产运行数据，通过深入挖掘各类数据间的关系，合理利用数据，建立基于物联网的水厂综合运营管理应用体系。

平台层基于物联网、云计算、大数据等核心技术，构建水厂生产管控一体化平台，建立平台支撑体系。实现对集团/厂的关键生产指标数据及设备运行参数的采集，实时传输到管理中心服务器，并对数据进行存储、维护、管理，且提供给各应用系统使用。

网络层利用先进的5G网络技术、边缘云计算技术与互联网融合，建立网络层体系，兼容多种网络方案，保证数据传输的可靠性。

感知层设备主要包括各水厂的在线仪器仪表、生产设备、控制系统等，是物联网技术构架的基础，感知层的建设是利用各厂控制系统，通过强大的数据协议转换功能，在不影响各水厂生产运行的前提下，进行多种通信接口、通信协议的转换，实现自动采集各种PLC和驱动器的生产运行数据，并建立与各类PLC、驱动器、马达控制器间的数据通讯，最终形成完善的感知层体系。