CN107463133A - 一种基于云端的污水处理设备以及云端服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云端的污水处理设备，包括：主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将上述数据上传到云端服务器，使用户能够监控现场的即时信息；分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网；云端服务器，通过网络实时接收来自主控制器的信息，并基于客户端的请求或设备工作运行状态，实时或定时发送信息至客户端；客户端，接收来自云端服务器的信息，以使用户通过客户端能够监控现场的即时信息，以及对异常情况发出警报。本发明还公开了一种对应的云端服务器。

Description

一种基于云端的污水处理设备以及云端服务器

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备，特别是涉及基于云端的污水处理设备，还涉及对应的云端服务器，属于环保设备领域。

背景技术

为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

目前，污水处理仍处在传统的人工操作和仪表调节，例如，在测量酸碱度时，工人必须定时对现场的pH值进行取样检测和阀门操作，此人工处理存在着控制误差大、不具备实时性的缺点。

作为改进，现有技术出现了一些具有一定自动控制机构的污水处理设备，但仍然存在数据监控手段单一，时间地点约束条件大，反应及处理不及时等缺陷。因此，十分需要一种监控手段灵活，没有时间地点约束，反应及处理及时的污水处理设备系统。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种监控手段灵活，没有时间地点约束，反应及处理及时的基于云端的污水处理设备以及对应的云端服务器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

根据本发明的第一方面，一种基于云端的污水处理设备，包括：

主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态上传到云端服务器，使用户能够监控现场的即时信息；

分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网。

作为技术方案的进一步改进，所述基于云端的污水处理设备还包括云端服务器，通过网络实时接收来自主控制器的信息，并向客户端反馈现场的即时信息；通过网络接收客户端发送的指令信息，并向主控制器反馈控制信息。

作为技术方案的进一步改进，所述主控制器配置为，统一接收多个传感器的感测数据，通过多个传感器分别收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态。

作为技术方案的进一步改进，所述设备工作运行状态包括污水处理设备的故障信息，所述主控制器配置为，通过网络实时将各路污水处理设备的运行状态上传到云端服务器，向云端服务器更新各个污水处理设备工作运行状态。

在本发明的一些实施例中，可以通过网线、wifi网络、GPRS网络、2G\3G\4G网络等常见的互联网连接技术将各路污水处理设备的运行状态上传到云端服务器。

作为技术方案的进一步改进，所述主控制器配置为包括，微控制单元、电源管理模块、通信模块、wifi云端模块、显示模块、传感器信号输入检测接口，其中所述微控制单元分别连接至电源管理模块、通信模块、wifi云端模块、显示模块和传感器信号输入检测接口。

作为技术方案的进一步改进，所述污水处理设备包括，但不限于：污泥潜水泵、设备自吸泵、设备混合泵、臭氧发生器。

作为技术方案的进一步改进，所述污水处理设备还包括，但不限于：臭氧机组控制器、设备泄压定时控制器。

作为技术方案的进一步改进，所述主控制器配置为：

S0000，检测网络状态，

S1000，判断网络连接是否已建立，若已建立则转至步骤S1001；若未建立则读取一存储器的数据，然后转至步骤S1003，

S1001，从云端服务器获取云端数据，

S1002，将云端数据写入一存储器，以留作脱机运行用，

S1003，控制污水处理设备开始运行并计时，其中根据预设时间打开各污水处理设备，

S1004，检测各传感器的输入数据，判断是否检测到出现故障，若检测到出现故障则转至步骤S1101，若检测到没有故障则转至步骤S1201：

S1101，停止各污水处理设备运行，

S1102，将对应特定故障类型的故障码上传至云端服务器，并推送相应信息到一客户端，

S1103，检测各传感器的输入数据，

S1111，若检测到出现故障，返回至步骤S1101，

S1112，若检测到没有故障，返回至步骤S1103，

S1201，检测污水处理设备是否已运行到预设的时间，并上传倒计时时间到云端服务器，若污水处理设备已运行到预设的时间则结束流程，若污水处理设备未运行到预设的时间则返回至步骤S1004。

作为技术方案的进一步改进，所述储存器包括，但不限于E2PROM。

作为技术方案的进一步改进，所述臭氧机组控制器设置有多路输出，分别输出至一空气压缩泵的控制端和一臭氧发生器的控制端。

作为技术方案的进一步改进，所述微控制单元包括，但不限于单片机芯片STC15W4K56S4。

根据本发明的第二方面，一种基于云端的污水处理设备，包括：

主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态上传到云端服务器，使用户能够监控现场的即时信息；

分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网；

客户端，接收来自云端服务器的信息，以使用户通过客户端能够监控现场的即时信息；发送用户指令至云端服务器；

云端服务器，通过网络实时接收来自主控制器的信息和客户端的指令；基于主控制器的信息，实时或定时发送信息至客户端；基于客户端的指令，实时发送控制指令至主控制器；

所述主控制器接收并执行来自云端服务器的控制指令。

作为技术方案的进一步改进，客户端包括手机终端上的app、电脑终端上的软件。

根据本发明的第三方面，一种用于上述基于云端的污水处理设备的云端服务器，包括：

策略设置模块，用于预设警告提醒策略，所述警告提醒策略根据来自主控制器的信息的不同对各客户端进行展示，或者报警；

信息获取模块，用于获取客户端的阀值设置信息和/或阀值处理信息、客户端的指令信息以及当前主控制器的即时信息，所述阀值设置信息包括现场设备工作环境信息、水样检测数据和设备工作运行状态的限值，所述阀值处理信息包括警报、关闭、开启，所述指令信息包括所述污水处理设备的启动和关闭；

指令生成模块，根据客户端的指令信息生成用于控制主控制的指令；

警告提醒信息生成模块，根据预设的警告提醒策略，用于生成与所述阀值设置信息和/或阀值处理信息对应的警告提醒信息；

信息发送模块，用于将所述警告提醒信息发送给客户端，以及将用于控制主控制的指令发送给主控制器。

本发明的有益效果为：

根据本发明的一种基于云端的污水处理设备，实现了监控手段灵活，没有时间地点约束，反应及处理及时的污水处理设备系统。根据本发明的用于污水处理设备的云端服务器，实现了在云端收发指令、设置策略、远程控制污水处理设备、为客户端提供污水处理设备的状态数据等，以及作为客户端与处理设备之间通信的中间桥梁，灵活根据客户端的指令，生成用于控制主控制的指令，大大方便了用户对污水处理设备的控制和监控。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1为根据本发明的基于云端的污水处理设备的模块示意图；

图2为根据本发明的主控制器的模块示意图；

图3为根据本发明的主控制器的流程示意图；

图4为根据本发明的云端服务器的模块示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

如图1所示，为根据本发明的基于云端的污水处理设备的一实施例的模块示意图，所述的基于云端的污水处理设备，包括：

主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态上传到云端服务器，使用户能够监控现场情况，其可包括现场的即时信息；

分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网；

云端服务器，可选地，通过网络实时接收来自主控制器的信息，并向客户端反馈现场的即时信息；通过网络接收客户端发送的指令信息，并向主控制器反馈控制信息；

在另一实施例中，基于云端的污水处理设备包括：

主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态上传到云端服务器，使用户能够监控现场情况，其可包括现场的即时信息；

分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网；

客户端，接收来自云端服务器的信息，以使用户通过客户端能够监控现场的情况，其可包括现场的即时信息；发送用户指令至云端服务器；

云端服务器，可选地，通过网络实时接收来自主控制器的信息和客户端的指令；基于主控制器的信息，实时或定时发送信息至客户端；基于客户端的指令，实时发送控制指令至主控制器。

在上述实施例中，一主控制器优选地配套分控制器使用，一个主控制器可以对接多个分控制器，以组成一套系统网。主控制器与分控制器之间的连接线，可优选使用优质超五类双绞屏蔽网线，拉线距离可以达到300米。在一个实施例中，主控制器与分控制器之间也可通过网络进行连接。

在上述实施例中，所述主控制器配置为，统一接收多个传感器的感测数据，通过多个传感器分别收集现场设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态。具体地，主控制器可以收集现场设备工作环境（如温度，湿度）、水样检测数据，设备工作异常情况。进一步，将数据上传到云端服务器，使用用户能及时监控现场情况。

在上述实施例中，现场设备工作环境参数可包括，但不限于现场设备工作环境的温度、湿度、臭氧浓度、水温、液位等；水样检测数据可包括，但不限于污泥浓度、pH值、温度、氧化还原电位、TDS值、溶氧、COD值、氨氮值、总磷值等；设备工作运行状态可包括，但不限于运行时间、运行电压、运行电流等。

在本发明的一些实施例中，水样检测数据还可包括重金属的含量信息，如铜、铁、铬、锌、铅、镍等金属的浓度。

作为技术方案的进一步改进，所述设备工作运行状态包括现场设备的故障信息，所述主控制器配置为，通过网络实时将各路现场设备的运行状态上传到云端服务器，向云端服务器更新各个现场设备的故障信息。

在本发明的一些实施例中，可以通过网线、wifi网络、GPRS网络、2G\3G\4G网络等常见的互联网连接技术将各路污水处理设备的运行状态上传到云端服务器。

在本发明的一些实施例中，客户端包括手机终端上的app、电脑终端上的软件。

作为技术方案的进一步改进，所述主控制器配置为包括，微控制单元、电源管理模块、通信模块、wifi云端模块、显示模块、传感器信号输入检测接口，其中所述微控制单元分别连接至电源管理模块、通信模块、wifi云端模块、显示模块和传感器信号输入检测接口。具体地，所述微控制单元包括但不限于单片机芯片STC15W4K56S4，即可使用宏晶单片机STC15W4K56S4作为主控制器制芯片。该芯片具有超强抗干扰的特性，能有效防止交流接触器线圈闭合时产生的电磁干扰。

具体地，包括至少一个485通信模块，在本实施例中为，通过两个485通信模块与分控制器相连。

本发明的一些实施例中，所述现场设备包括但不限于：污泥潜水泵、设备自吸泵、设备混合泵、臭氧发生器。在本发明的另一些实施例中，还包括但不限于：臭氧机组控制器、设备泄压定时控制器。所述臭氧机组控制器可以设置有多路输出，例如，可以设置分别输出至一空气压缩泵的控制端和一臭氧发生器的控制端。

作为技术方案的进一步改进，所述主控制器配置为：

S0000，检测网络状态，

S1000，判断网络连接是否已建立，若已建立则转至步骤S1001；若未建立则读取一存储器的数据，然后转至步骤S1003，

S1001，从云端服务器获取云端数据，

S1002，将云端数据写入一存储器，以留作脱机运行用，

S1003，控制现场设备开始运行并计时，其中根据预设时间打开各现场设备，

S1004，检测各传感器的输入数据，判断是否检测到出现故障，若检测到出现故障则转至步骤S1101，若检测到没有故障则转至步骤S1201：

S1101，停止各现场设备运行，

S1102，将对应特定故障类型的故障码上传至云端服务器，并推送相应信息到一客户端，

S1103，检测各传感器的输入数据，

S1111，若检测到出现故障，返回至步骤S1103，

S1112，若检测到没有故障，返回至步骤S1003，

S1201，检测现场设备是否已运行到预设的时间，并上传倒计时时间到云端服务器，若现场设备已运行到预设的时间则结束流程，若现场设备未运行到预设的时间则返回至步骤S1004。

在本发明的一些实施例中，所述储存器包括但不限于E2PROM。

参照图4，根据再一实施例，用于上述的基于云端的污水处理设备的云端服务器，可包括：

策略设置模块，用于预设警告提醒策略，所述警告提醒策略根据来自主控制器的信息的不同对各客户端进行展示，或者报警；

信息获取模块，用于获取客户端的阀值设置信息和/或阀值处理信息、客户端的指令信息以及当前主控制器的即时信息，所述阀值设置信息包括现场设备工作环境信息、水样检测数据和设备工作运行状态的限值，所述阀值处理信息包括警报、关闭、开启，所述指令信息包括所述污水处理设备的启动和关闭；

指令生成模块，根据客户端的指令信息生成用于控制主控制的指令；

警告提醒信息生成模块，根据预设的警告提醒策略，用于生成与所述阀值设置信息和/或阀值处理信息对应的警告提醒信息；

信息发送模块，用于将所述警告提醒信息发送给客户端，以及将用于控制主控制的指令发送给主控制器。

在本发明的一些实施例中，策略设置模块，用于预设警告提醒策略。用户可通过客户端设置污水处理设备的阀值信息，如污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态等数据。

信息获取模块，用于获取客户端的阀值设置信息和/或阀值处理信息、客户端的指令信息以及当前主控制器的即时信息。

具体地，例如，获取得到客户端设置的污水处理设备最大允许电流为5A，当当前主控制器的即时信息显示该电流超过5A时，则执行策略设置模块中相应的设置，通过警告提醒信息生成模块，生成警告信息，并通过信息发送模块向客户端发送信息。

根据本发明的再另一实施例，为基于云端的污水处理设备的主控制器的硬件实现方式。主控制器可包括命名为K1-K4的四个设置按键，可实现为本领域公知的各种形式的按键。

每次开启主控制器的电源后，均自动检测液位是否已经达到液位检测最高位，检测未到则开启多个污泥潜水泵，例如两个污泥潜水泵中的第一个获第二个，使液位到达指定处。然后按照设定的程序正常逐步启动各现场设备，例如各泵。

将每路现场设备的空气开关关闭，然后按住主控制器的K1键，以给其上电，通电后即显示例如：E1:XXXX，E2:XXXX，E3:XXXX，E4:XXXX........，其中E1-E4代表不同的污水处理设备。然后通过按K3增加数值，通过K4减少数值，即可以逐路改变每路污水处理设备的启动时间。更改完毕后，系统自动按照预设的程序启动，确认没问题即可以将每路空气开关合上。没用上的通路，可将时间设为0，每路的启动时间单位为秒。

将每路现场设备的空气开关关闭，然后按主控制器器的K2键，接着打开开关，给主控制器上电，即可以显示例如：H1:XXXX，其代表系统总工作时间，单位为分钟。然后通过按K3增加数值，通过K4减少数值，即可以改变系统的工作时间。

当高位和中位两个液位传感器，例如探头，同时检测到水位不足时，打开第一个泵P1或第二个泵P2。然后同时检测P1或P2是否正常工作。当检测到水位满足条件时，即检测液位到达高位液位传感器时，关闭P1或P2。

故障类检测：1.在每路现场设备启动后，系统均会自动检测该路设备是否正常运行，若出现故障，系统会发出报警。等到设备故障清除后，方可正常工作。或者直接将系统断电，然后再排查故障后再通电。2.当系统正常运行后，发现液位低于设定阀值，或低于最低位探头，立即停止启动其他设备，并关闭已启动的所有设备。3.系统为每路电机设备配有热继电器，防止电机出现无水空转产生大量的热量。4.过载监测，电流过大，立即关闭设备。

当其中某个环节的设备出现问题时，会引起一系列的连锁反应，如果不能及时排除该环节的故障时，最终会让整个系统停止运行，以确保设备不过载。

臭氧机组控制器：

在本发明的一些实施例中，臭氧机组控制器可分为多路输出。本发明的一个实施例中，臭氧控制器分为5路输出。例如，第1-4路为空气压缩泵的控制端，第5路固定为臭氧发生器控制端。

本发明的一个实施例中，臭氧机组控制器可以有三个输入检测端，例如命名为T1，T2，T3。T1为冷却水管液体检测探头，T2为冷却水泵工作异常检测装置，T3为冷却水温度探测。当液体探测探头检测到管没有冷却水时，或者温度高于预设温度，或者冷却水泵工作出现异常时，关闭臭氧发生器，并发出报警信号。

设备泄压定时控制器：

将每路设备的空气开关关闭，然后按住主控制器器的K1键，然后给设备上电，即显示E1:XXXX然后通过按K3，K4，改变数值，确定后等待E2出现，然后通过按K3，K4，改变数值即可，E1代表泄压阀关闭保持时间。E2表示泄压阀打开泄压时间，单位为秒。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (14)

1.一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，包括：

主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态上传到云端服务器，使用户能够监控现场的即时信息；

分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网。

2.根据权利要求1所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述云端服务器通过网络实时接收来自主控制器的信息，并向客户端反馈现场的即时信息；通过网络接收客户端发送的指令信息，并向主控制器反馈控制信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述主控制器配置为，统一接收多个传感器的感测数据，通过多个传感器分别收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态。

4.根据权利要求1所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述设备工作运行状态包括污水处理设备的故障信息，所述主控制器配置为，通过网络实时将各路污水处理设备的运行状态上传到云端服务器，向云端服务器更新各个污水处理设备工作运行状态。

5.根据权利要求1所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述主控制器配置为包括，微控制单元、电源管理模块、通信模块、wifi云端模块、显示模块、传感器信号输入检测接口，其中所述微控制单元分别连接至电源管理模块、通信模块、wifi云端模块、显示模块和传感器信号输入检测接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述污水处理设备包括：污泥潜水泵、设备自吸泵、设备混合泵、臭氧发生器。

7.根据权利要求1所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，还包括：臭氧机组控制器、设备泄压定时控制器。

8.根据权利要求2所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述主控制器配置为：

S0000，检测网络状态，

S1000，判断网络连接是否已建立，若已建立则转至步骤S1001；若未建立则读取一存储器的数据，然后转至步骤S1003，

S1001，从云端服务器获取云端数据，

S1002，将云端数据写入一存储器，以留作脱机运行用，

S1003，控制污水处理设备开始运行并计时，其中根据预设时间打开各污水处理设备，

S1004，检测各传感器的输入数据，判断是否检测到出现故障，若检测到出现故障则转至步骤S1101，若检测到没有故障则转至步骤S1201：

S1101，停止各污水处理设备运行，

S1102，将对应特定故障类型的故障码上传至云端服务器，并推送相应信息到一客户端，

S1103，检测各传感器的输入数据，

S1111，若检测到出现故障，返回至步骤S1101，

S1112，若检测到没有故障，返回至步骤S1103，

S1201，检测污水处理设备是否已运行到预设的时间，并上传倒计时时间到云端服务器，若污水处理设备已运行到预设的时间则结束流程，若污水处理设备未运行到预设的时间则返回至步骤S1004。

9.根据权利要求8所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述储存器包括E2PROM。

10.根据权利要求7所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述臭氧机组控制器设置有多路输出，分别输出至一空气压缩泵的控制端和一臭氧发生器的控制端。

11.根据权利要求5所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，所述微控制单元包括单片机芯片STC15W4K56S4。

12.一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，包括：

主控制器，用于收集污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态，在检测到异常时进行自动报警，并将污水处理设备工作环境参数、水样检测数据、设备工作运行状态上传到云端服务器，使用户能够监控现场的即时信息；

分控制器，与主控制器对接，其中分控制器配置为，接收来自主控制器的控制指令，控制各路污水处理设备的开与关，以组成系统网；

客户端，接收来自云端服务器的信息，以使用户通过客户端能够监控现场的即时信息；发送用户指令至云端服务器；

云端服务器，通过网络实时接收来自主控制器的信息和客户端的指令；基于主控制器的信息，实时或定时发送信息至客户端；基于客户端的指令，实时发送控制指令至主控制器；

所述主控制器接收并执行来自云端服务器的控制指令。

13.根据权利要求12所述的一种基于云端的污水处理设备，其特征在于，客户端包括手机终端上的app、电脑终端上的软件。

14.一种用于权利要求1所述的基于云端的污水处理设备的云端服务器，其特征在于，包括：

策略设置模块，用于预设警告提醒策略，所述警告提醒策略根据来自主控制器的信息的不同对各客户端进行展示，或者报警；

信息获取模块，用于获取客户端的阀值设置信息和/或阀值处理信息、客户端的指令信息以及当前主控制器的即时信息，所述阀值设置信息包括现场设备工作环境信息、水样检测数据和设备工作运行状态的限值，所述阀值处理信息包括警报、关闭、开启，所述指令信息包括所述污水处理设备的启动和关闭；

指令生成模块，根据客户端的指令信息生成用于控制主控制的指令；

警告提醒信息生成模块，根据预设的警告提醒策略，用于生成与所述阀值设置信息和/或阀值处理信息对应的警告提醒信息；

信息发送模块，用于将所述警告提醒信息发送给客户端，以及将用于控制主控制的指令发送给主控制器。