CN106865903B - 基于无线远程控制的污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于无线远程控制的污水处理系统，包括：云终端设备、污水处理装置、数据采集装置和云计算平台，其中云计算平台与云终端设备通信连接；数据采集装置与云终端设备通信连接；云计算平台包括接收来自云终端设备传送的污水数据并对所接收的污水数据进行分析处理；云终端设备与云计算平台通信连接，以网页或者组态软件形式显示污水数据。该污水处理系统适用于小型污水处理站，直接网页登录即可实现对污水处理的监控，方便快捷。

Description

基于无线远程控制的污水处理系统

技术领域

本发明涉及一种基于无线远程控制的污水处理系统，具体涉及一种适用于小型污水处站的污水处理系统。

背景技术

现在全国各地水污染事件频发，人们对环境保护更加重视，各大城市建立各自的污水处理厂。然而，一些城市中的部分居民小区以及大型工厂，由于地理位置相对偏僻或者城市污水管网铺设相对滞后，生活污水未能纳入大型的城市污水处理厂处理。因此，建设小型污水处理站分散处理该部分生活污水成为了必须。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种适用于小型污水处理站的基于无线远程控制的污水处理系统。

一种基于无线远程控制的污水处理系统，包括：云终端设备，污水处理装置，用于对生产或生活污水进行净化处理以使污水达到排放要求；数据采集装置，用于采集与污水和污水处理装置相关的数据；云计算平台，与云终端设备通信连接；污水处理装置包括：格栅，用于截留来自污水中的颗粒污染物；沉淀池，用于沉淀经格栅截留的污水中的大颗粒固体物质；膜生物反应池，采用生物膜对经沉淀池沉淀的污水中微生物分解以净化污水；化学清洗池，用于对经膜生物反应池反应的污水进行化学消毒；控制器，用于控制沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池；数据采集装置包括：温度传感器，用于采集沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的温度；酸度计，用于采集沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的酸度；碱度计，用于采集沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的碱度；流量计，用于采集沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的流量；光谱分析仪，依据沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池的光谱分别分析沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的化学成分；数据通信装置，用于与云终端设备通信连接；云计算平台包括：云通信装置，用于接收来自云终端设备传送的污水数据；处理装置，用于对云通信装置接收的污水数据进行分析处理；存储装置，用于存储云通信装置接收的污水数据；控制包，依据云通信装置和/或处理装置的数据向控制器发送控制指令以使控制器控制沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池；云终端设备与云计算平台构成通信连接，云终端设备以网页形式显示污水数据。

进一步，云计算平台与控制器以无线互联网连接。

进一步，控制器包括移动通信模块，云计算平台与控制器以移动互联网连接。

进一步，云计算平台还包括：故障报警模块，在污水处理装置出现故障时向云终端设备发出报警信号。

进一步，控制器还包括：GPRS模块，用于定位控制器的位置；云计算平台还包括：故障报警模块，在污水处理装置出现故障时向云终端设备发送包括污水处理装置的位置信息的报警信号。

进一步，基于无线远程控制的污水处理系统还包括：移动终端，用于接收来自数据采集装置和/或云计算平台的数据；云计算平台还包括：故障报警模块，在污水处理装置出现故障时以短信或电话发送报警信息至移动终端。

进一步，云计算平台包括远程终端单元(RTU)。

进一步，控制器与远程终端单元(RTU)通过RS485通讯线通讯连接。

进一步，还包括：移动终端，通过互联网连接云计算平台。

进一步，云计算平台还包括：密码单元，在输入密码正确时用于解锁云计算平台以使用于登录云计算平台。

本发明的污水处理系统适用于小型污水处理站，云终端设备可为任意的电脑设备，无固定IP需求，无需额外开发组态APP，直接网页登录即可实现对污水处理系统的监控，使用户可以对污水处理系统的监控不受地理位置的限制，从而提高系统使用的便捷性，使用户不用值守在固定地点，从而减轻了用户负担。

附图说明

图1是本发明的污水处理系统的系统框图；

图2是图1中污水处理装置的结构示意图；

图3是图1中数据采集装置的结构示意图；

图4是图1中云计算平台的结构示意图。

具体实施方式

参考图1至图4所示的基于无线远程控制的污水处理系统100，包括污水处理装置110、数据采集装置120、云计算平台130和云终端设备140。

参考图1所述，污水处理装置110包括：格栅111、沉淀池112、膜生物反应池113、化学清洗池114和控制器115。其中，格栅111用于截留来自污水中的颗粒污染物，沉淀池112用于沉淀经格栅111截留的污水中的大颗粒固体物质，膜生物反应池113采用生物膜技术对经沉淀池112沉淀的污水中的微生物分解以净化污水，化学清洗池114用于对经膜生物反应池反应的污水进行化学消毒以使污水满足排放标准。在实际构造的污水处理装置中，格栅111、沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池114依次通过管道顺利连接。控制器115分别与格栅111、沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池114连接，用于控制格栅111、沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池114。需要说明的是，这里的连接包括直接或间接连接，比如，搅拌棒至于膜生物反应池113中，用于搅拌污水以使其充分进行膜生物反应，搅拌棒与控制器115连接，接收控制器115的控制信号以控制搅拌棒的方向和搅拌速度。

数据采集装置120用于采集与污水和污水处理装置相关的数据。参考图3所示，数据采集装置120包括多个温度传感器121，用于分别采集沉淀池112、膜生物反应池113、化学清洗池114及经污水处理装置处理的污水的温度。酸度计122分别采集沉淀池112、膜生物反应池113、化学清洗池114及经污水处理装置处理的污水的酸度。碱度计123分别采集沉淀池112、膜生物反应池113、化学清洗池114及经污水处理装置处理的污水的碱度。流量计124分别采集沉淀池112、膜生物反应池113、化学清洗池114及经污水处理装置处理的污水的流量。数据采集装置中温度传感器、碱度计、酸度计和流量计的个数和安装位置依据污水处理站的实际测量需求设定，本发明不做限制。

数据采集装置120还包括光谱分析仪126。光谱分析仪126依据沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池11的光谱信号分析沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池11中的各自的化学成分，将分析的化学成分信息传输至控制器115，使得控制器115依据经光谱分析仪126分析的化学成分输出控制信号以控制各个池中的反应条件。进一步的，控制器115依据光谱分析仪输入的各个池中化学成分与预存的其他条件(比如温度、酸度、碱度和流量)相同时各个池中的化学成分比较，输出控制信号动态调整各个池中的反应条件，这样可避免控制器115输出不当的控制信号而带来安全隐患。

作为一种扩展方案，可将光谱分析仪126替换为色彩分析装置，该色彩分析装置包括摄像头和具有运算能力的色彩分析计算机，摄像头周期性的对沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池11进行拍摄，色彩分析计算机对图片进行比较和分析，在污水处理装置进行运行时，沉淀池112、膜生物反应池113和化学清洗池11的颜色应当在一定的预设范围中，一旦色彩分析计算机发现摄像头所拍摄图片颜色出现异常则会向云终端设备140发送异常报警信息。另外，色彩分析装置可以仅设有摄像头而将图片数据上传到云终端设备进而由云终端设备再上传到云计算平台进行色彩分析。在实际设置中，可以仅在最终进行处理的化学清洗池11处设置一处摄像头，仅监控最终的污水处理结果即可。

作为进一步的扩展，色彩分析装置还包括一个感光装置，具体而言，该感光装置包括一个光敏电阻，该感光装置可以根据光照的不同产生不同的电信号，从而发送给负责处理数据的色彩分析计算机或云终端设备，以便它们根据实际光照情况修正图片的分析结果，为此色彩分析装置还包括一个信号转换装置，将感光装置的模拟信号转换成数字信号，从而将数字信号传输给分析计算机或云终端设备，这样一来在阴天或者不同时间引起光照变化时，也能根据摄像机所摄取的图像得到符合实际情况的分析结果。

如图3所示，数据采集装置120还包括数据通信装置125。数据通信装置125与云终端设备140通信连接，用于发送数据采集装置120采集的与污水和污水处理装置相关的数据。这些数据包括但不限于污水处理装置中各个处理阶段的污水的温度、酸度、碱度、流量以及时间等数据。具体的，数据通信装置125以无线通讯的方式与云终端设备140通信连接。

参考图4所示，云计算平台130包括云通信装置131、处理装置132、存储装置133、控制包134和故障报警模块135。云通信装置131用于接收或发送来自云终端设备140的污水数据，处理装置132对云通信装置131接收的污水数据进行分析处理，存储装置133存储云通信装置131接收的污水数据，存储装置133还存储有正常工作状态下的污水数据。控制包134依据云通信装置131和/或处理装置132中的数据向控制器115发送控制指令以使控制器控制沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池的温度、酸碱度、流量、工作时间等。故障报警模块135在污水处理装置110出现故障时向云终端设备发出报警信号。

例如，处理装置132对云通信装置131接收的污水数据进行分析计算，得到某一时刻的膜生物反应池的温度数据，与存储装置133中存储的膜生物反应池正常工作的最高温度值比较，若该温度数据大于最高温度值则故障报警模块135发出警报信号。用户可通过操作云终端设备以调用控制包134向控制器115发送控制指令以使控制器115控制膜生物反应池降温或停止反应。

作为可能的实施方式，存储装置133中存储已配置好的报警信息和管理人员电路，在需要报警的时候将报警信息已短信或电话的形式发送至管理人员手机上。

进一步的，控制器115包括GPRS模块，能够定位污水处理装置的位置，这样，在云终端设备130与多个污水处理装置通信时，GPRS模块能够准确定位为哪一个污水处理装置出现故障，并将该信息以短信或短话的形式发送至管理员手机，并在云终端设备上显示该故障所在的位置。

云计算平台130还包括密码单元，云终端设备40对应设有密码输入界面，用户在该界面输入正确的密码时，云计算平台130接收密码信息，密码单元在该输入密码正确时解锁云计算平台以使用户登录该平台以监控污水处理情况。

云计算平台130还包括远程终端单元(RTU)。远程终端单元(RTU)与控制器115通过RS485通讯线通讯连接，并通过西门子PPI协议传输数据。云计算平台130与控制器115以无线互联网的方式连接，云终端设备与云计算平台130以互联网的方式连接，这样可通过互联网技术建立污水处理的远程控制系统，并通过云计算平台，无需固定IP。无需编程，直接通过云终端设备的网页对污水处理系统进行监控。

如图1所示的污水处理系统110还包括移动终端。其中，控制器115中设有移动互联模块，以移动互联的方式与控制器115通讯以向控制器115发送控制信号，避免了在一些偏远地区无互联网的弊端。采用移动终端时，RTU通过西门子PPI协议获取数据后利用SIM卡将数据发往至云通信装置131，并存储在存储装置133中。

本发明的污水处理系统适用于小型污水处理站，云终端设备可为任意的电脑设备，无固定IP需求，从而简单快捷的实现移动控制的需求，并且本系统无需额外开发组态APP，直接网页登录即可实现对污水处理系统的监控，方便快捷。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于无线远程控制的污水处理系统，包括：

云终端设备，

污水处理装置，用于对生产或生活污水进行净化处理以使污水达到排放要求；

数据采集装置，用于采集与污水和污水处理装置相关的数据；

云计算平台，与所述云终端设备通信连接；

移动终端，用于接收来自所述数据采集装置和/或所述云计算平台的数据；

所述污水处理装置包括：

格栅，用于截留来自污水中的颗粒污染物；

沉淀池，用于沉淀经所述格栅截留的污水中的大颗粒固体物质；

膜生物反应池，采用生物膜对经所述沉淀池沉淀的污水中微生物分解以净化污水；

化学清洗池，用于对经所述膜生物反应池反应的污水进行化学消毒；

控制器，用于控制所述沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池；

所述数据采集装置包括：

温度传感器，用于采集所述沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的温度；

酸度计，用于采集所述沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的酸度；

碱度计，用于采集所述沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的碱度；

流量计，用于采集所述沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池中污水的流量；

数据通信装置，用于与所述云终端设备通信连接；

所述云计算平台包括：

云通信装置，用于接收来自所述云终端设备传送的污水数据；

处理装置，用于对所述云通信装置接收的污水数据进行分析处理；

存储装置，用于存储所述云通信装置接收的污水数据；

控制包，依据所述云通信装置和/或所述处理装置的数据向所述控制器发送控制指令以使所述控制器控制所述沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池；

所述云终端设备与所述云计算平台构成通信连接，所述云终端设备以网页形式显示所述污水数据；

所述云计算平台与所述控制器以无线互联网连接；

所述控制器包括移动通信模块，所述云计算平台与所述控制器通过移动互联网连接；

所述云计算平台还包括：

故障报警模块，在所述污水处理装置出现故障时向所述云终端设备发出报警信号；

所述控制器还包括：

GPRS模块，用于定位所述控制器的位置；

所述云计算平台还包括：

故障报警模块，在所述污水处理装置出现故障时向所述云终端设备发送包括所述污水处理装置的位置信息的报警信号；

所述云计算平台还包括：

故障报警模块，在所述污水处理装置出现故障时以短信或电话发送报警信息至所述移动终端；

所述云计算平台包括远程终端单元（RTU）；

所述控制器与所述远程终端单元（RTU）通过RS485通讯线通讯连接；

所述移动终端通过互联网连接所述云计算平台；

所述云计算平台还包括：

密码单元，在输入密码正确时用于解锁所述云计算平台以使用于登录所述云计算平台；

所述基于无线远程控制的污水处理系统还包括：色彩分析装置；

所述色彩分析装置摄像头和具有运算能力的色彩分析计算机，摄像头周期性的对沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池进行拍摄，色彩分析计算机对图片进行比较和分析，在污水处理装置进行运行时，沉淀池、膜生物反应池和化学清洗池的颜色应当在一定的预设范围中，一旦色彩分析计算机发现摄像头所拍摄图片颜色出现异常则会向云终端设备发送异常报警信息；

所述色彩分析装置还包括一个感光装置，所述感光装置包括一个光敏电阻，所述感光装置根据光照的不同产生不同的电信号，从而发送给负责处理数据的色彩分析计算机或云终端设备，以便它们根据实际光照情况修正图片的分析结果，所述色彩分析装置还包括一个信号转换装置，将感光装置的模拟信号转换成数字信号，从而将数字信号传输给分析计算机或云终端设备。

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