CN108322510A - 污水处理设施远程监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了污水处理设施远程监控方法，具体包括如下步骤：101）获取污水处理信息步骤；102）传输污水处理信息步骤；103）上传数据至服务器步骤；104）数据管理步骤；本发明提供了污水处理设施远程监控方法，从而使得对污水处理设施能实时监测，及时处理发生的问题，提供快速便捷的监控服务。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，更具体的说，它涉及污水处理设施远程监控方法。
背景技术
随着科技的进步，城乡规划的推进，污水处理设施已经深入农村地区，但农村毕竟较偏远，交通不便。及时了解污水处理设施的实际运行情况，通过简单的远程操控就能解决运行中存在的问题，成为当务之急。而农村基础设施的现状和地理位置的分散，决定了不可能架设专门的网络进行数据传输，PLC技术恰好可以利用农村现有的输电网，进行数据传输，基于PLC技术的污水设施监控系统具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了污水处理设施远程监控方法，从而使得对污水处理设施能实时监测，及时处理发生的问题，提供快速便捷的监控服务。
本发明的技术方案中使用的术语：
DTU – 集中器；LTU – 采集器；PLC – 电力线通信；
OFDM - 正交频分复用技术；GPRS – 通用分组无线业务
污水处理设施远程监控方法，具体包括如下步骤：
101）获取污水处理信息步骤：在农村设置污水净化装置，通过设置LTU采集每个农村家庭的污水处理信息，以便调整农村污水净化装置；所述农村污水净化装置设置有报警机制，通过报警机制采集的报警数据，来区分处理的紧急程度；
102）传输污水处理信息步骤：将步骤101）采集的污水处理信息，由在农村的供电低压变压器下设置的DTU，与分布在各污水处理点的LTU进行数据交互，完成数据的局部汇总，所述数据交互传输是双向的，该过程中采用基于OFDM的PLC进行数据传输；
103）上传数据至服务器步骤：将步骤102）DTU汇聚的数据传输到服务器或云平台上，采用GPRS即2G/3G/4G网络来进行数据传输；所述数据传输都是双向的，DTU将数据传输到服务器或云平台上，服务器或云平台也可以将数据传输到DTU；
104）数据管理步骤：通过客户端访问实时上传的步骤103）的数据，达到实时了解农村污水净化装置的运行状况，进而发出精准控制信息，来控制农村污水净化装置运作，保证农村污水净化装置的稳定运行。
进一步的，所述步骤101）中的农村污水净化装置上设置有LTU，用以传输数据和接受控制信息。
进一步的，所述步骤102）中的基于OFDM的PLC可在 500kHz 范围内自定义起始和终止频率；所述数据传输速率可达 5至20kbps；所述PLC中的子载波采用相干调制方式。
进一步的，所述步骤103）中服务器或云平台将实时记录传输的数据信息，并与已经存储的设备正常运作的数据信息相比较，实时显示设备运行状况。
进一步的，所述步骤104）的客户端访问包括如下步骤：
501）登陆客户端步骤：用户通过相应的账户名密码进行认证，登陆客户端；所述客户端为Web客户端；
502）访问相关数据信息步骤：通过网络访问在其登录权限范围内可调用的服务器中的相关数据信息。
进一步的，所述步骤104）的控制信息的具体传输包括如下步骤：
601）转化数据步骤：将服务器或云平台发出的控制信息传输到DTU，由DTU将数据格式进行转化；
602）传输控制信息步骤：将步骤601）的数据由DTU通过PLC传输给LTU；
603）控制净水装置步骤：由步骤602）传输的数据，通过LTU将控制信息传输到农村污水净化装置，控制相应的设备中的功能。
进一步的，所述步骤603）中的功能包括对空气泵，水泵的控制，液位报警和水质检测。
进一步的，所述数据传输的网络层采用混合路由方式，所述混合路由方式包括源路由和盲路由，所述源路由通过主节点来学习建立静态通信路径，所述盲路由通过从节点采用 CSMA/CA即载波冲突/避让的机制进行自行选择转发。
进一步的，所述混合路由方式在电力线或无线单一信道上建立通信路径，所述混合路由的两种路由方式互为中继，提高网络通信效率。
本发明相比现有技术优点在于：
1，本发明对农村污水净化装置进行了实时的监测。
2，本发明在农村现有网络落后的基础上，不进行大改动，基本保持其原来基础设施上进行高速数据传输。
3，本发明采用Web客户端，兼容性好，在移动端也能实时了解设备运行情况。
4，本发明优先采用基于OFDM的PLC作为农村数据传输方式，方便快捷。
5，本发明优采用混合路由，大大提升了网络通信效率。
附图说明
图1为本发明污水处理设施远程监控方法的结构框图；
图2为本发明污水处理设施远程监控方法的农村结构框图；
图3为本发明污水处理设施远程监控方法的数据流图；
图4为本发明污水处理设施远程监控方法的混合路由。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图3所示，污水处理设施远程监控方法，具体包括如下步骤：
101）获取污水处理信息步骤：在农村设置污水净化装置，再通过设置LTU采集每个农村家庭的污水处理信息，同时接受控制信息，以便调整农村污水净化装置。所述农村污水净化装置还设置有报警机制，通过报警机制采集的报警数据，来区分处理的紧急程度。则该装置主要进行三方面的数据业务：第一是农村污水净化装置的数据，采用循环采集方式，按照可配置的周期，定时上传服务器，第二是农村污水净化装置的报警数据，将实时上传服务器，第三是服务器针对农村污水净化装置的配置数据以及控制信息，下送到 DTU，然后下送到LTU，控制农村污水净化装置，实现最优运行和控制。
102）传输污水处理信息步骤：将步骤101）采集的污水处理信息，由在农村的供电低压变压器下设置的DTU，进行数据交互传输、数据的局部汇总，所述数据交互传输是双向的，该过程中采用基于OFDM的PLC进行传输。之所以采用基于OFDM的PLC，是由于单载波仅单一工作频点无法自适应低压电力线特有的噪声和阻抗频率选择性信道以及通信速率太低（一般仅几百 bps），因此大大降低了方案的整体性能。而采用OFDM 调制可以几十个乃至上百个频点同时工作、进行信号传输，不仅频谱利用效率高、通信速度快（一般为单载波10倍以上的通信速率），而且对低压电力线特有的频率和阻抗频率，选择性信道具有较高的自适应能力，能很好的适应农村电网设施，减少工程成本。
103）上传数据至服务器步骤：将步骤102）集中器汇聚的数据传输到服务器或云平台上，采用GPRS即2G/3G/4G网络来进行数据传输；所述数据传输都是双向的，DTU将数据传输到服务器或云平台上，服务器或云平台也可以将数据传输到DTU。所述服务器或云平台将实时记录传输的数据信息，并与已经存储的设备正常运作的数据信息相比较，实时显示设备运行状况。对于出现数据差异，会提示管理员，进行设备排查，避免设备的快速劳损，延长使用寿命。
104）数据管理步骤：通过客户端访问步骤103）实时上传的数据，具体处理包括如下步骤：
501）登陆客户端步骤：用户通过相应的账户名密码进行认证，登陆客户端；所述客户端为Web客户端。
502）访问相关数据信息步骤：通过网络访问在其登录权限范围内可调用的服务器中的相关数据信息。
通过上述步骤达到实时了解农村污水净化装置的运行状况，进而发出精准控制信息，来控制农村污水净化装置，具体控制的信息传输包括如下步骤：
601）转化数据步骤：服务器或云平台发出的控制信息传输到DTU，由DTU将数据格式进行转化。
602）传输控制信息步骤：步骤601）的数据由DTU通过PLC传输给LTU。
603）控制净水装置步骤：由步骤602）传输的数据，通过LTU将控制信息传输到农村污水净化装置，控制相应的设备中的功能。所述功能包括对空气泵、水泵的控制，液位报警和水质检测。所述空气泵的控制，主要通过火线控制，使1路继电器输出来进行控制。所述液位报警是对4路放置于不同液位的开关量的输入检测，从而监测其位置报警信息。所述水质检测为对2路 4至20mA的模拟量的输入检测，从而保证农村污水净化装置的稳定运行，净化污水。
所述PLC通信的网络层采用混合路由方式，在电力线或无线单一信道上建立通信路径，如图4所示。所述混合路由方式包括源路由和盲路由，两种路由方式互为中继，提高网络通信效率。所述源路由通过主节点来学习建立静态通信路径，其特点是信道稳定时，通信效率高，但需要组网时间，信道适应性差。所述盲路由通过从节点采用 CSMA/CA即载波冲突/避让的机制自行选择转发，其特点是动态路由适应能力强，但由于冲突避让，导致系统通信效率低。混合路由机制将两者相融合，使得源路由即免去了组网时间，又保留了自身的高效，两者取长补短，不仅提高了系统通信可靠性，也使路由级数大大减少，提高了网络通信效率。
在条件较好的农村，可直接设置RTU即远程终端单元，独立进行农村污水净化装置的数据采集和控制，并通过GPRS进行数据上传。其中省去了DTU对数据的转换，由RTU直接处理信息，进行控制。此方式适合用于农村污水净化装置较少，相互之间距离较远的环境中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
Claims (9)
1.污水处理设施远程监控方法，其特征主要体现在如下步骤：
101）获取污水处理信息步骤：在农村设置农村污水净化装置，再通过设置LTU采集每个农村家庭的污水处理信息，以便调节农村污水净化装置；所述农村污水净化装置设置有报警机制，通过报警机制采集的报警数据，来区分处理的紧急程度；
102）传输污水处理信息步骤：将步骤101）采集的污水处理信息，由在农村的供电低压变压器下设置的DTU，与分布在各污水处理点的LTU进行数据交互、完成数据的局部汇总，所述数据交互传输是双向的，该过程中采用基于OFDM的PLC进行传输；所述OFDM为正交频分复用技术；所述PLC为电力载波；
103）上传数据至服务器步骤：将步骤102）DTU汇聚的数据传输到服务器或云平台上，所述数据传输采用GPRS即2G/3G/4G网络来进行；所述数据传输都是双向的，DTU可以将数据传输到服务器或云平台上，服务器或云平台也可以将数据传输到DTU；
104）数据管理步骤：客户端访问实时上传的步骤103）的数据，实时了解农村污水净化装置的运行状况，进而发出精准控制信息，来控制农村污水净化装置运作，保证农村污水净化装置的稳定运行。
2.根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述步骤101）中的农村污水净化装置上装备有LTU，用以数据采集和传输以及接受控制信息。
3. 根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述步骤102）中的基于OFDM的PLC可在 500kHz 范围内自定义起始和终止频率；所述数据传输速率可达 5至20kbps；所述PLC中的子载波采用相干调制方式。
4.根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述步骤103）中服务器或云平台实时记录传输的数据信息，并与已经存储的设备正常运作的数据信息相比较，实时显示设备运行状况。
5.根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述步骤104）的客户端访问具体处理包括如下步骤：
501）登陆客户端步骤：用户通过相应的账户名密码进行认证进而登陆客户端；所述客户端为Web客户端；
502）访问相关数据信息步骤：通过网络访问在其登录权限范围内可调用的服务器中的相关数据信息。
6.根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述步骤104）的控制信息的具体传输包括如下步骤：
601）转化数据步骤：服务器或云平台发出的控制信息传输到DTU，由DTU将数据格式进行转化；
602）传输控制信息步骤：步骤601）的数据由DTU通过PLC传输给LTU；
603）控制净水装置步骤：步骤602）传输的数据，通过LTU控制农村污水净化装置，实现相应功能。
7.根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述步骤603）中的功能包括对空气泵、水泵的控制，液位报警和水质检测。
8.根据权利要求1所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述数据传输的网络层采用混合路由方式，所述混合路由方式包括源路由和盲路由，所述源路由通过主节点来学习建立静态通信路径，所述盲路由通过从节点采用 CSMA/CA即载波冲突/避让的机制进行自行选择转发。
9.根据权利要求7所述的污水处理设施远程监控方法，其特征在于，所述混合路由方式在电力线或无线单一信道上建立通信路径，所述混合路由的两种路由方式互为中继，提高网络通信效率。
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