基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置的製作方法
2023-07-02 20:43:16 1
專利名稱：基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及自來水管網監測裝置，尤其是涉及一種能進行自來水管網水質實時監測，還能實現高度智能化調度和遠程控制等功能，實現高智能化的自來水管網監控系統的基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置。
背景技術：
目前國內對於管網水質在線監測的工作還處於起步階段，還沒有形成一個完善成熟的系統。目前的自來水管網監測系統基本是針對管網水流量，流速，壓力進行監測。管網監測數據量少，沒有濁度、餘氯、電導率、水溫、PH值等水質參數，缺乏水質的一次和二次汙染的控制，無法達到自來水飲用要求的水質監測標準。同時國內的水質監測主要以人工巡檢數據進行查閱分析，處理慢、傳遞遲，調度處於低級階段，主要以保證不缺水和維持正常運行為主，無法實現水質的實時監控，智能調度和遠程管理。
發明內容針對以上提出的問題，本實用新型目的在於提供一種能進行自來水管網水質實時監測，還能實現高度智能化調度和遠程控制等功能，實現高智能化的自來水管網監控系統的管網水質遠程監測裝置。本實用新型通過以下技術措施實現的，一種基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，包括多個留樣管，所述每個留樣管的管口設置有一進樣管，該進樣管通過電磁閥與自來水管網管接；所述每個留樣管的管口內壁設置有一液位傳感器；所述每個留樣管底部分別管接在一排樣選擇閥的不同入口，該排樣選擇閥的出口管接排樣管；所述每個留樣管內設置有一傳感器組；所述電磁閥、液位傳感器、排樣選擇閥和傳感器組都電連接在一嵌入式主板上，該嵌入式主板上設置有通訊裝置。具體的，所述傳感器組包括濁度傳感器、餘氯傳感器、電導率傳感器、PH電極傳感器、溫度傳感器中的任一種或幾種的組合。具體的，所述通訊裝置包括GPRS/3G無線通信模塊和RJ-45網口、對外CAN總線接口、4-20mA模擬口、RS-232串行接口、RS-485串行接口中的任一種或幾種的組合。具體的，所述嵌入式主板上設置有嵌入式處理器和電連接嵌入式處理器的存儲器單元、顯示單元、傳感器信號調理單元、閥門控制及閥門位置檢測單元、觸控螢幕/鍵盤輸入單元、供電與電源監控單元。更具體的，所述供電與電源監控單元上設置有市電供電模塊和蓄電池供電模塊。本實用新型由嵌入式處理器和相關硬體構成。處理器完成管網水質參數(濁度、 餘氯、電導率、水溫、PH值)的檢測，進行初級的智能調度(如超限報警，定時採樣和與中心站點通信次數，電源掉電等異常處理)，完成閥門的控制和水質測試設備的管理(如系統設置，清洗和維護等模式的選擇)。採用上述的基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，能實現自來水管網的水質的濁度、餘氯、電導率、水溫、PH值參數的實時檢測，智能調度，該裝置還支持遠程監控和人工現場控制監測，同時提供其他通信的預留埠作擴展使用。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的電路方框示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例並對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。一種基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，包括安裝在一個有門的箱體內的嵌入式主板1和4個留樣管6。其中每個留樣管6的管口設置有一進樣管3，該進樣管3通過電磁閥4與自來水管網5管接；每個留樣管6的管口內壁設置有一液位傳感器2 ；每個留樣管 6底部分別管接在同一排樣選擇閥8的4個不同的入口，該排樣選擇閥8的出口管接排樣管 9 ；每個留樣管6內設置有一傳感器組7，傳感器組7包括濁度傳感器、餘氯傳感器、電導率傳感器、PH電極傳感器和溫度傳感器。電磁閥4、液位傳感器2、排樣選擇閥8和傳感器組 7都電連接在嵌入式主板1上；該嵌入式主板1上設置有嵌入式處理器101和電連接嵌入式處理器101的通訊裝置102、存儲器單元103、顯示單元104、傳感器信號調理單元105、閥門控制及閥門位置檢測單元106、觸控螢幕/鍵盤輸入單元107、供電與電源監控單元108 ；通訊裝置102包括GPRS/3G無線通信模塊和RJ-45網口、對外CAN總線接口、4_20mA模擬口、 RS-232串行接口、RS-485串行接口中的任一種或幾種的組合；供電與電源監控單元108上設置有市電供電模塊和蓄電池供電模塊。採集水樣時，依次打開排樣選擇閥8，電磁閥4，進行系統清洗。清洗完成後，關閉排樣選擇閥8開始對留樣管6進行充樣，當液位傳感器2檢測到水樣已經充滿，則關閉電磁閥4，嵌入式主板1開始採集各傳感器信號進行處理，進行初級調度完成數據傳輸。嵌入式主板1的工作原理是系統分為自動運行模式，現場人工模式和遠程管理模式。默認為自動運行模式，在現場或者遠程操作下會進入現場人工模式和遠程管理模式。系統在自動運行模式下，嵌入式處理器101按設定時間定時採集傳感器信號調理單元105輸入的管網水質參數電信號，進行初次判斷，在沒有水質重要參數超限的異常情況下，存儲器單元103存儲數據並定時啟動通訊裝置102的GPRS/3G無線通信模塊與管理中心計算機系統進行通信。當水質出現異常，系統會再三採樣核實，確定異常後，啟動通訊裝置102的GPRS/3G無線通信模塊與管理中心計算機系統進行通信，並且通過通訊裝置102 的GPRS/3G無線通信模塊發送手機簡訊息及時告知相關負責人。同時工程師能夠通過遠程監控，不僅能實時控制採集任意水質參數，還能對水質檢測設備進行系統清洗和維護工作。 終端由供電與電源監控單元108檢測供電情況，如市電停止供電時，自動切換到蓄電池供電工作，完成檢測和數據備份工作，管網水樣進水電磁閥4採用閉環控制，以保證控制準確到位，嵌入式主板1在檢測到電磁閥4動作不到位時，能嘗試再動作，以防止偶然動作失誤帶來的控制失效。此外，嵌入式主板1還具有功能自檢，主動向管理中心報告的功能，以便管理人員及時維護，嵌入式主板1內部的相關參數可根據現場情況在編程，具有很好的可維護性和可升級性，同時通訊裝置102的其他通信預留口可以使終端在一些其他特殊場合不通過GPRS/3G無線通信模塊通信，而通過其他通信預留口中的一種或者幾種如RJ-45 網口，對外CAN總線接口，4-20ma模擬口，RS-232串行接口和RS-485串行接口方式通信，極大的提高了裝置的應用區域。 以上是對本實用新型基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置進行了闡述，用於幫助理解本實用新型，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，任何未背離本實用新型原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，其特徵在於包括多個留樣管，所述每個留樣管的管口設置有一進樣管，該進樣管通過電磁閥與自來水管網管接；所述每個留樣管的管口內壁設置有一液位傳感器；所述每個留樣管底部分別管接在一排樣選擇閥的不同入口，該排樣選擇閥的出口管接排樣管；所述每個留樣管內設置有一傳感器組；所述電磁閥、液位傳感器、排樣選擇閥和傳感器組都電連接在一嵌入式主板上，該嵌入式主板上設置有通訊裝置。
2.根據權利要求1所述的基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，其特徵在於所述傳感器組包括濁度傳感器、餘氯傳感器、電導率傳感器、PH電極傳感器、溫度傳感器中的任一種或幾種的組合。
3.根據權利要求1所述的基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，其特徵在於所述通訊裝置包括GPRS/3G無線通信模塊和RJ-45網口、對外CAN總線接口、4_20mA模擬口、 RS-232串行接口、RS-485串行接口中的任一種或幾種的組合。
4.根據權利要求1所述的基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，其特徵在於所述嵌入式主板上設置有嵌入式處理器和電連接嵌入式處理器的存儲器單元、顯示單元、傳感器信號調理單元、閥門控制及閥門位置檢測單元、觸控螢幕/鍵盤輸入單元、供電與電源監控單元。
5.根據權利要求4所述的基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，其特徵在於所述供電與電源監控單元上設置有市電供電模塊和蓄電池供電模塊。
專利摘要本實用新型涉及自來水管網監測裝置，公開了一種基於嵌入式的管網水質遠程監測裝置，包括多個留樣管，所述每個留樣管的管口設置有一進樣管，該進樣管通過電磁閥與自來水管網管接；所述每個留樣管的管口內壁設置有一液位傳感器；所述每個留樣管底部分別管接在一排樣選擇閥的不同入口，該排樣選擇閥的出口管接排樣管；所述每個留樣管內設置有一傳感器組；所述電磁閥、液位傳感器、排樣選擇閥和傳感器組都電連接在一嵌入式主板上，該嵌入式主板上設置有通訊裝置。本實用新型具有能進行自來水管網水質實時監測，還能實現高度智能化調度和遠程控制的優點。
文檔編號G05B19/418GK202003204SQ20112004513
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者杜偉, 邱鵬程 申請人:宇星科技發展(深圳)有限公司