一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器的製造方法
2023-10-19 19:54:07
一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器，主要包括數據處理中心、數據採集終端及設備控制終端三部分。數據處理中心負責監測數據的預處理、計算、數據緩存及數據傳輸、控制邏輯及控制算法運算、控制指令生成與下達；數據採集終端分別通過相應的數據採集探頭及監測器獲取水質及設備運行狀態的監測數據；設備控制終端負責設備控制指令的執行。本發明集成了3G網絡通信、水質自動監測、設備智能控制功能，具有智能化程度高、集成度高、安裝簡單、成本低的特點，有效解決了現有水質監測和設備控制存在的設備安裝複雜、成本高、集成度低的問題。
【專利說明】—種農村微動力遠程水質監測與設備控制器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種遠程水質監測與設備控制器，尤其涉及一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器。
【背景技術】
[0002]微動力汙水處理設施主要適用於農村生活汙水的處理，多分布於交通不便的偏遠農村，具有處理噸位小、建設成本低、量大且分散的特點。為實現對各分散式農村微動力汙水處理站點的長效運營管理、降低運營成本、保證出水水質達標排放，需有專門的監測設備對出水水質和設備運行狀態進行遠程監測，專門的設備控制器對設備進行遠程控制。
[0003]現有水質監測和設備控制方案多採用在微動力汙水處理站點安裝PLC和相應的水質監測儀器實現汙水處理設備的自動控制和出水水質的自動監測，通過安裝相應的數據處理和通信裝置實現監測數據的遠程傳輸。具有設備安裝複雜、成本高、集成度低的特點，不適宜於大範圍應用。
【發明內容】
[0004]鑑於上述原因，本發明提供一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器，以解決現有水質監測和設備控制方案存在的設備安裝複雜、成本高、集成度低的問題。
[0005]為實現上述目的，提出的解決方案如下:
[0006]一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器，包括:
[0007]數據處理中心；
[0008]與數據處理中心相連的數據採集終端，用於採集出水水質和設備運行數據；
[0009]與數據處理中心相連的設備控制終端，用於執行控制指令對設備進行控制；
[0010]數據處理中心，用於對採集數據進行處理和傳輸，生成設備控制指令。
[0011]所述數據處理中心包括用於對採集數據進行預處理的數據預處理單元、用於設備控制指令生成的設備控制指令生成器、用於中央數據處理的嵌入式數據處理器、用於存儲設備控制算法及數據緩存的數據存儲器、用於遠程無線數據通信的通信單元、用於數據顯示和系統設置的液晶觸控螢幕；上述通信單元優選3G模式。
[0012]所述數據採集終端與數據處理中心通過RS485/RS232接口相連，用於採集出水水質和設備運行數據；包括用於採集水質數據的PH感知探頭、DO感知探頭、ORP感知探頭、溫度感知探頭；用於採集設備運行狀態的汙水泵監測器、曝氣機監測器、回流泵監測器；用於測量水位高低的浮球液位感應器。
[0013]所述設備控制終端與數據處理中心通過RS485/RS232接口相連，用於執行控制指令對設備
[0014]進行控制，包括汙水泵控制響應器、曝氣機控制響應器、回流泵控制響應器。
[0015]由上述方案可知，本發明公開的農村微動力遠程水質監測與設備控制器將水質、設備運行監測以及設備控制功能集成在同一儀器中。水質和設備運行監測以及設備控制時，只需在出水口放置水質監測探頭、浮球液位感應器，並在設備上安裝監測器和控制響應器，接線到農村微動力遠程水質監測與設備控制器，即可實現水質、設備運行狀態的遠程監測以及設備的遠程控制，解決了現有方案存在的設備安裝複雜、成本高、集成度低的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例公開的一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器的結構框圖。
[0017]1:數據採集終端；11:PH感知探頭；12:D0感知探頭；13:0RP感知探頭；14:溫度傳感器；15:浮球液位感應器；16:汙水泵監測器；17:曝氣機監測器；18:回流泵監測器。2:設備控制終端；21:汙水泵控制響應器；22:曝氣機控制響應器；23:回流泵控制響應器。3:數據處理中心；31:RS485/RS232接口 ；32:數據預處理單元；33:嵌入式數據處理器；34:設備控制指令生成器；35:數據存儲器；36:通信單元；37:液晶觸控螢幕。
[0018]圖2為本發明實施例公開的一種農村微動力遠程監控系統的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明實施例公開了一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器，以解決現有水質監測和設備控制存在的設備安裝複雜、成本高、集成度低的問題。
[0020]如圖1所示，本實施例公開的農村微動力遠程水質監測與設備控制器，包括:
[0021]數據處理中心3;
[0022]包括與數據採集終端I和設備控制終端2連接的RS485/RS232接口 31、對採集數據預處理的數據預處理單元32、對預處理後的採集數據做進一步綜合運算的嵌入式數據處理器33、用於生成設備控制指令的設備控制指令生成器34、用於存儲設備控制算法及數據緩存的數據存儲器35、用於數據傳輸和通信的通信單元36、用於設備狀態顯示及系統設置的液晶觸控螢幕37。
[0023]與數據處理中心3通過RS485/RS232接口 31連接的、用於控制汙水處理設備運行的設備控制終端2 ；
[0024]包括執行汙水泵控制指令的汙水泵響應器21、執行曝氣機控制指令的曝氣機響應器22、執行回流泵控制指令的回流泵響應器23。
[0025]與數據處理中心3通過RS485/RS232接口 31連接的、用於獲取水質和設備運行狀態數據的數據採集終端I ;
[0026]包括探測出水PH值得PH感知探頭11、探測出水溶氧量的DO感知探頭12、探測出水ORP含量的ORP感知探頭13、檢測出水溫度的溫度傳感器14、探測原水池水位高低的浮球液位感應器15、監測汙水泵運行狀態的汙水泵監測器16、監測曝氣機運行狀態的曝氣機監測器17、監測回流泵運行狀態的回流泵監測器18。
[0027]具體的，採用本實施例公開的農村微動力遠程水質監測與設備控制器進行微動力出水水質監測及汙水處理設備控制時，在原水池中部署浮球液位感應器15，在出水口部署PH感知探頭11、D0感知探頭12、0RP感知探頭13及溫度傳感器；分別在汙水泵、曝氣機、回流泵電源線接入處接入汙水泵監測器16、曝氣機監測器17、回流泵監測器18以及汙水泵控制響應器21、曝氣機控制響應器22、回流泵控制響應器23 ;並將數據採集終端和設備控制終端通過RS485/RS232接口 31連線到數據處理中心3。
[0028]數據採集終端I通過部署的各類水質感知探頭獲取相應的水質感知信號、通過設備監測器獲取通過的監測器的電流信號，並將獲取的微弱監測信號傳遞給數據處理中心3的數據預處理單元32 ;數據預處理單元32對監測信號進行放大、去噪等預處理，並將處理後的數據傳遞給嵌入式數據處理器33進行進一步的計算；嵌入式數據處理器33計算、處理後的監測數據壓縮經數據存儲器35緩存後，通過3G網絡將監測數據傳送到後臺伺服器，供服務調用；同時，數據壓縮前。嵌入式數據處理器33在收到預處理過的設備監測數據和液位監測數據後，從數據存儲器35中讀取設備控制算法及控制邏輯，根據讀取的控制算法及控制邏輯計算控制程序；並將控制程序傳遞給設備控制指令生成器34 ;設備控制指令生成器34根據控制程序生成相應的控制指令，並分別下發至各設備的控制響應器調整設備運行狀態。
[0029]如圖2所示，本實施例公開的農村微動力遠程水質監測與設備控制器的監測信號轉換和設備控制程序流程如下所述:
[0030]數據採集終端獲取的各路模擬監測信號，經數據預處理單元的去噪和放大處理後，經過信號拼接可獲取一條完整的水質與設備監測信息。嵌入式數據處理器通過對監測信號的A/D轉換，將監測信號轉換成顯示數據在顯示屏上進行顯示。顯示的同時，嵌入式數據處理器對拼裝後的監測信號進行封裝、打包成一個可以通過通信單元發送的port文件，經通信單元無線發送到後臺伺服器。
[0031]嵌入式數據處理器在對監測信號進行處理和轉換的同時，從數據存儲器中讀取預置的設備控制算法，並根據此算法對監測信號中有關設備狀態的監測數據進行計算，生成各設備的控制指令，並將指令下發到設備控制響應器。設備控制響應器收到指令後對指令進行解析，並根據指令控制各設備的啟停。
[0032]信號轉換程序中，溫度T、PH、0RP、溶氧DO的計算方法如下所述:
[0033]I)溫度 T 的計算(NTC30K)
[0034]溫度和阻值的對應關係:
[0035]
【權利要求】
1.一種農村微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於，包括: 數據處理中心； 與數據處理中心相連的數據採集終端，用於採集出水水質和設備運行數據； 與數據處理中心相連的設備控制終端，用於執行控制指令對設備進行控制； 所述所述數據處理中心用於對採集數據進行處理和傳輸，生成設備控制指令，包括數據預處理單元、嵌入式數據處理器、設備控制指令生成器、數據存儲器及通信單元； 所述數據預處理單元，用於對採集到的感知數據進行放大、去噪等預處理； 所述嵌入式數據處理器，用於監測數據的進一步處理、壓縮及控制邏輯和控制算法的運算，生成控制程序； 所述設備控制指令生成器，用於根據設備控制程序生成相應的設備控制指令，並將控制指令下發到設備控制響應器； 所述數據存儲器，用於待傳輸監測數據的緩存以及設備控制邏輯和控制算法的存儲。 所述通信單元，用於監測數據的遠程無線傳輸。
2.權利要求書I所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於所述通信單元採用3G通信模式。
3.根據權利要求1或2所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於還包括一個顯示裝置，用於監測數據顯示及系統設置。
4.根據權利要求3所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於，所述數據採集終端包括用於監測水質的PH感知探頭、DO感知探頭、ORP感知探頭、溫度感知探頭，用於採集設備運行狀態的汙水泵監測器、曝氣機監測器、回流泵監測器，以及用於探測原水池中水位高低的浮球液位感應器。
5.根據權利要求1所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於，所述設備控制終端還包括用於控制指令響應和執行的汙水泵控制響應器、曝氣機控制響應器以及回流泵控制響應器。
6.根據權利要求1所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於所述數據採集終端與數據處理中心通過RS485/RS232接口相連。
7.根據權利要求1所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於所述設備控制終端與數據處理中心通過RS485/RS232接口相連。
8.根據權利要求3所述的微動力遠程水質監測與設備控制器，其特徵在於集成了水質和設備運行狀態監測、設備自動控制，以及遠程無線通信功能。
【文檔編號】G05B19/418GK103529812SQ201310518057
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】徐衛東, 顧楊, 申萍萍, 劉加傑 申請人:江蘇商達水務有限公司