CN109917768A - 一种基于大数据的污水管网监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了污水管网监测技术领域的一种基于大数据的污水管网监测系统，包括测量水压的水压量计模块、测量水流量的水流量计模块和采集样本的采样单元，所述采样单元电性输入连接控制采样单元的采样控制块，所述采样单元双向电性连接检测水质的检测模块，所述网管端数据收发模块双向电性连接用于覆盖无线电的基站，所述基站双向电性连接储存有大数据的大数据平台，所述基站双向电性连接用于无线收发的无线收发模块，所述无线收发模块双向电性连接检测中心，本发明可自动对网管内进行检测，检测范围广检测效果好，耗时短，省时省力，可随时抽样频率，便于使检测人员及时了解到特殊情况。

Description

一种基于大数据的污水管网监测系统

技术领域

本发明涉及污水管网监测技术领域，具体为一种基于大数据的污水管网监测系统。

背景技术

污水管网系统是城市建设、环境保护、防洪排涝等市政项目中的重要基础设备，建立城市污水管网的监测系统，为城市排水管理者提供实时观察污水管网的环境信息、分析污水管网动态运行状况的监测管理功能，已经成为了现代城市排水管理的迫切需求，污水的成分与后期处理与城市居民的生活环境息息相关，CN105373035公开了一种智慧水务综合管理系统，包括管网节点、污水处理设备、控制中心、检测设备，所述管网节点处设置有污水处理设备，所述污水处理设备与控制中心之间通讯连接，所述污水处理设备连接有出水口，所述出水口处设置有检测设备；所述检测设备包括MCU、取样模块、传感器，所述MCU与电导率传感器电连接，所述取样模块通过多路管道与管网节点连接，所述取样模块通过管道与传感器连接，所述MCU还电连接有通讯模块，所述检测设备与控制中心之间通讯连接。本发明的有益效果，本系统通过收集各种基础地理数据、管网数据设施数据、文档多媒体数据，具有完整、高效的数据存储管理功能，保证排水系统数据统一完整。CN205193508公开了一种监控系统，具体为洪水监控调度系统信息采集转化装置与多个洪水监测点的水位监测传感器连接；处理器分别与信息采集转化装置、信息存储模块、人机互交装置、现场可编程门阵列连接；现场可编程门阵列与泄洪闸控制电路连接，泄洪闸控制电路与多个变频器连接，变频器分别与对应的闸门电机连接，每个闸门电机上安装有编码器，编码器分别与现场可编程门阵列连接。本实用新型提供的洪水监控调度系统，将一个区域的所有洪水监测点的信息汇总到处理器上，处理器根据分析或者人机互交装置输入的指令发出调控信号启动闸门进行洪水调度作业，该系统将蓄洪水库、泄洪通道等集成管理，统一调度，响应快，实现科学防洪管理。CN107944759提出了一种流域污水模拟调度系统，包括基础数据管理模块、专题数据管理模块、水质监测管理模块、水质模拟模块、调控方案管理模块和联动调度管理模块，所述基础数据管理模块、专题数据管理模块、水质监测管理模块、水质模拟模块、调控方案管理模块和联动调度管理模块和中心控制系统相连。本发明通过污水厂群协同合作的方式调控污染物，从整个流域的角度减少污水处理资金投入，提升污染物削减能力，进一步改善流域水质，对水污染治理与厂群管理等方面具有重要的意义。CN107248265A，一种基于大数据技术的污水管网监测系统，包括酸碱测试仪，水质监测仪和图像采集装置，所述图像采集装置电性输出连接图像处理装置，所述图像处理装置电性输出连接视频编码模块，所述视频编码模块、酸碱测试仪，水质监测仪均电性输出连接中央处理器，所述中央处理器双向连接存储模块，所述中央处理器分别电性输出连接报警器一和无线收发模块一，所述无线收发模块一信号连接无线收发模块二，所述无线收发模块二电性输出连接信号处理模块，所述信号处理模块电性输出连接终端，所述终端双向连接大数据处理器，所述终端电性输出连接报警器二。所述大数据处理器包括大数据处理单元和分别与大数据处理单元连接的大数据接收单元、大数据存储单元、图表数据显示单元。CN107631173A，一种以大数据技术为核心的污水管网监测系统，包括大数据处理中心、监测采集子系统、数据收发子系统、报警子系统、大数据存储单元和图表数据显示单元，所述大数据处理中心分别电性输入连接监测采集子系统和数据收发子系统，所述大数据处理中心分别电性输出连接报警子系统、大数据存储单元和图表数据显示单元。所述监测采集子系统包括PH计传感器、流量传感器、污水监测传感器和液位传感器，所述PH计传感器、流量传感器、污水监测传感器和液位传感器均匀电性输出连接数据采集单元，所述数据采集单元电性输出连接数据处理单元，所述数据处理单元电性输出连接监测采集中心系统，所述监测采集中心系统分别电性输出连接数据存储单元和数据统计单元。所述数据收发子系统包括数据接收单元，所述数据接收单元电性输出连接数据整理单元，所述数据整理单元电性输出连接数据收发中心系统，所述数据收发中心系统分别电性输出连接数据收发存储单元和无线收发单元，无线收发单元电性输出连接污水监测中心。所述报警子系统包括新型采集单元，所述信息采集单元电性输出连接信息整理单元，所述信息整理单元电性输出连接报警中心系统，所述报警中心系统电性输入连接标准数值参考单元，所述报警中心系统分别电性输出连接信息存储单元、信息统计单元和驱动单元，所述信息统计单元电性输出连接信息对比，所述驱动单元电性输出连接声光报警器。所述图表数据显示单元设置在LED显示屏的电路上。

另一方面，采用设置监测点进行监测的方式，不同季节的降雨量不同，采样的频率也应该不禁相同，地下污水管网监测点众多且分布极广，采集的数据量大、难处理，监测效果差，另外传统的人为采样检测，效率低下，耗时耗力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据的污水管网监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的污水管网监测系统，包括测量水压的水压量计模块、测量水流量的水流量计模块和采集样本的采样单元，所述水压量计模块和水流量计模块电性输出连接用于数据收发的网管端数据收发模块，所述采样单元电性输入连接控制采样单元的采样控制块，所述采样单元双向电性连接检测水质的检测模块，检测模块电性输入连接网管端数据收发模块，所述网管端数据收发模块电性输处连接采样控制块，所述网管端数据收发模块双向电性连接用于覆盖无线电的基站，所述基站双向电性连接储存有大数据的大数据平台，所述基站双向电性连接用于无线收发的无线收发模块，所述无线收发模块双向电性连接检测中心，所述检测中心包括储存历史数据的历史数据储存模块、和用于生成控制指令的控制模块，所述历史数据储存模块双向电性输出连接用于对比数据的数据对比模块，所述数据对比模块电性输出连接能够生成图谱的图谱生成模块，图谱生成模块电性输出连接显示图谱的显示端，所述图谱生成模块电性输出连接生成警报的报警模块。

优选的，所述无线收发模块电性输出连接数据对比模块和历史数据储存模块，所述控制模块电性输出连接无线收发模块。

优选的，所述检测模块包括用于分析cod的COD分析模块、检测氨氦的氨氦分析模块、检测磷的磷分析模块和检测酸碱度的酸碱度分析模块。

优选的，所述报警模块包括判断警报情况的判断模块，所述判断模块电性输出连接生成警报的警报发生模块，所述警报发生模块电性输出连接播放警报的功放音箱和发出警示信号的控制模块。

优选的，所述图谱生成模块电性输出连接警报发生模块。

优选的，所述水压量计模块和水流量计模块为多个，均安装在网管的不同位置，且水压量计模块和水流量计模块的数量相同，且水压量计模块与水流量计模块安装在一起。

优选的，所述采样单元、采样控制块和检测模块为多个，且采样单元、检测模块和采样控制块均安装在网管的不同位置。

优选的，所述无线收发模块与检测中心为实时数据连接。

优选的，所述控制模块包括输入命令的输入模块和显示命令的显示端，所述显示端双向电性连接输入模块。

优选的，本发明可通过采样控制单元对采样单元发出采样控制指令，采样单元对网管内的水进行采样，所述采样单元和检测模块均设置在污水网管管体内壁，监测模块对采样单元中的样品进行检测，监测包括cod分析、氨氮检测、磷检测、酸碱度分析，并通过基站将分析数据上传与大数据自动比对，再将比对结果通过无线收发模块上传至检测中心，检测中心检测数据与历史数据储存模块内的历史数据进行比对，并将比对结果自动生成图谱，显示端将图谱显示出来，便于检测人员观察，报警模块对图谱进行分析，若图谱数据在合理范围内，则报警模块不工作，若图谱数据不在合理范围内，则报警模块根据图谱数据生成不同数据的警报，通知监测人员，控制模块通过无线收发模块向基站发送控制指令，基站再将控制指令传送至网管数据收发模块，网管数据收发模块再将控制指令传送至采样控制单元，从而来控制采样单元的采样频率，可调节不同时期的抽样频率，再不同的季节，不同的水量保持合理的检测频率，保证检测效果，便于使监测人员及时准确了解到网管内的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过水压量计模块和水流量计模块来实时监测水流和水压，通过基站向采样单元发送采样指令，网管端数据收发模块双向电性连接基站，与大数据平台的数据进行对比，将监测结果与大数据平台数据进行对比，基站通过无线收发模块将数据传送至连接检测中心，可自动对网管内进行检测，并与大数据自动比对生成结果，检测范围广检测效果好，耗时短，省时省力；

2、本发明通过控制模块向无线收发模块发送控制信号，无线收发模块通过基站向网管端数据收发模块发送控制信号，随后网管端数据收发模块将数据发送至采样控制单元，采样控制单元控制采样模块进行采样，监测模块对采样单元中的样品进行检测，可根据网管内的水量，天气，季节，污染度等因素来随时抽样检测，便于使监测人员及时准确了解到网管内的情况。；

3、报警模块包括判断警报情况的判断模块，判断模判断警报数据的情况，从而生成不同等级的警报，再将警报通过功放音箱和报警灯反应出来，便于人们及时了解到网管内的特殊情况以及特殊情况的种类，通过警报提示音和警报灯光提示人们警报，防止人为疏忽而未及时了解网管内的特殊情况，图谱生成模块将生成的图谱数据在显示端显示处理啊，便于检测人员及时读懂数据，与以往数据进行对比，便于检测人员迅速做出判断；

4、本发明可通过对网管中的水质的cod数据、氨氮数据、磷成分、酸碱度、污染指标进行检测，并通过基站和网络传送至检测中心，便于检测人员及时了解到网管中的污染物的种类以及密度，数据全面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理图；

图2为本发明检测模块原理框图；

图3为本发明报警模块原理框图；

图4为本发明控制模块原理框图。

图中：1水压量计模块、2水流量计模块、3采样单元、4检测模块、41COD分析模块、42氨氦分析模块、43磷分析模块、44酸碱度分析模块、5采样控制块、6网管端数据收发模块、7基站、8大数据平台、9无线收发模块、10检测中心、101历史数据储存模块、102数据对比模块、103图谱生成模块、104显示端、105报警模块、1051判断模块、1052警报发生模块、1053功放音箱、1054报警灯、106控制模块、1061显示端、1062输入模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于大数据的污水管网监测系统，包括测量水压的水压量计模块1、测量水流量的水流量计模块2和采集样本的采样单元3，水压量计模块1和水流量计模块2电性输出连接用于数据收发的网管端数据收发模块6，水压量计模块1和水流量计模块2分别检测水压和水流量，并将数据传送至网管端数据收发模块6，采样单元3电性输入连接控制采样单元的采样控制块5，采样控制块5将从网管端数据收发模块6接收的信号传输至采样单元3，控制采样单元3进行采样工作，采样单元3双向电性连接检测水质的检测模块4，检测模块4对采样单元3种采集的样本进行分析，检测模块4电性输入连接网管端数据收发模块6，检测模块4将数据传输至网管端数据收发模块4，网管端数据收发模块6电性输处连接采样控制块5，网管端数据收发模块6双向电性连接用于覆盖无线电的基站7，基站7便于接收和发送各个地方的数据，基站7双向电性连接储存有大数据的大数据平台8，通过大数据平台8来分析数据，大数据平台8将数据与检测结果通过基站7一同发送至检测中心10，基站7双向电性连接用于无线收发的无线收发模块9，无线收发模块9双向电性连接检测中心10，检测中心10包括储存历史数据的历史数据储存模块101、和用于生成控制指令的控制模块106，由10网管端数据收发模块6输入控制指令，通过基站7和网管端数据收发模块6传输纸采样控制块5中，再由采样控制块5控制采样单元3对网管内的水进行采样，历史数据储存模块101双向电性输出连接用于对比数据的数据对比模块102，10水压量计模块1结合大数据平台8中的大数据和以往的历史记录对检测结果进行分析数据对比模块102电性输出连接能够生成图谱的图谱生成模块103，10采样单元3将对比结果直接生成图谱，由10检测模块4显示出来，图谱生成模块103电性输出连接显示图谱的显示端104，图谱生成模块103电性输出连接生成警报的报警模块105，10采样控制块5自动检测图谱，超出一定范围将生成不同等级的警报。

其中，无线收发模块9电性输出连接数据对比模块102和历史数据储存模块101，将历史数据与当前数据进行对比，便于判断当前数据的情况，控制模块106电性输出连接无线收发模块9，便于向采样控制模块5输入指令，从而控制采样单元3进行控制采样；

检测模块4包括用于分析cod的COD分析模块41、检测氨氦的氨氦分析模块42、检测磷的磷分析模块43和检测酸碱度的酸碱度分析模块44，便于检测网管内污水额各种污染指标，防止污染超标，便于监测人员及时判断；

报警模块105包括判断警报情况的判断模块1051，判断发生警报的数据以及情况，断模块1051电性输出连接生成警报的警报发生模块1052，使警报发生模块1502，通知人们并发出警报，警报发生模块1052电性输出连接播放警报的功放音箱1053和发出警示信号的控制模块1054，便于提示检测人员有特殊情况，以及特殊情况的种类，使工作人员能过迅速处置；

图谱生成模块103电性输出连接警报发生模块1052，警报发生模块1502直接读取图谱信息，便于警报生成模块1502读取，判断生成的警报等级，便于警报生成模块1502判断；

水压量计模块1和水流量计模块2为多个，均安装在网管的不同位置，使检测范围更加全面，测量效果更好，且水压量计模块1和水流量计模块2的数量相同，相互配合，便于判断网管是否畅通，且水压量计模块1与水流量计模块2安装在一起，覆盖区域广，使采集的信息更加全面；

采样单元3、采样控制块5和检测模块4为多个，且采样单元3、检测模块4和采样控制块5均安装在网管的不同位置，使采样的范围更加广泛，对网管的不同位置进行采样，增加监控范围，保证网管的平稳运行；

无线收发模块9与检测中心10为实时数据连接，保证数据的及时性，当出现特殊情况时，能第一时间进行有效处理；

控制模块106包括输入命令的输入模块1062和显示命令的显示端1061，便于显示输入的命令，显示端1061双向电性连接输入模块1062，使工作人员能够检查自己所输入的命令是否有错误，便于更正命令。

本发明可通过采样控制单元5对采样单元3发出采样控制指令，采样单元3对网管内的水进行采样，采样单元3和检测模块4均设置在污水网管管体内壁，监测模块4对采样单元3中的样品进行检测，监测包括cod分析、氨氮检测、磷检测、酸碱度分析，并通过基站7将分析数据上传与大数据自动比对，再将比对结果通过无线收发模块9上传至检测中心10，检测中心10检测数据与历史数据储存模块101内的历史数据进行比对，并将比对结果自动生成图谱，显示端104将图谱显示出来，便于检测人员观察，报警模块105对图谱进行分析，若图谱数据在合理范围内，则报警模块105不工作，若图谱数据不在合理范围内，则报警模块105根据图谱数据生成不同数据的警报，通知监测人员，控制模块106通过无线收发模块9向基站7发送控制指令，基站7再将控制指令传送至网管数据收发模块8，网管数据收发模块8再将控制指令传送至采样控制单元，从而来控制采样单元3的采样频率，可调节不同时期的抽样频率，再不同的季节，不同的水量保持合理的检测频率，保证检测效果，便于使监测人员及时准确了解到网管内的情况。

本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过水压量计模块和水流量计模块来实时监测水流和水压，通过基站向采样单元发送采样指令，网管端数据收发模块双向电性连接基站，与大数据平台的数据进行对比，将监测结果与大数据平台数据进行对比，基站通过无线收发模块将数据传送至连接检测中心，可自动对网管内进行检测，并与大数据自动比对生成结果，检测范围广检测效果好，耗时短，省时省力；本发明通过控制模块向无线收发模块发送控制信号，无线收发模块通过基站向网管端数据收发模块发送控制信号，随后网管端数据收发模块将数据发送至采样控制单元，采样控制单元控制采样模块进行采样，监测模块对采样单元中的样品进行检测，可根据网管内的水量，天气，季节，污染度等因素来随时抽样检测，便于使监测人员及时准确了解到网管内的情况。报警模块包括判断警报情况的判断模块，判断模判断警报数据的情况，从而生成不同等级的警报，再将警报通过功放音箱和报警灯反应出来，便于人们及时了解到网管内的特殊情况以及特殊情况的种类，通过警报提示音和警报灯光提示人们警报，防止人为疏忽而未及时了解网管内的特殊情况，图谱生成模块将生成的图谱数据在显示端显示处理啊，便于检测人员及时读懂数据，与以往数据进行对比，便于检测人员迅速做出判断；本发明可通过对网管中的水质的cod数据、氨氮数据、磷成分、酸碱度、污染指标进行检测，并通过基站和网络传送至检测中心，便于检测人员及时了解到网管中的污染物的种类以及密度，数据全面。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于大数据的污水管网监测系统，包括测量水压的水压量计模块(1)、测量水流量的水流量计模块(2)和采集样本的采样单元(3)，其特征在于：所述水压量计模块(1)和水流量计模块(2)电性输出连接用于数据收发的网管端数据收发模块(6)，所述采样单元(3)电性输入连接控制采样单元的采样控制块(5)，所述采样单元(3)双向电性连接检测水质的检测模块(4)，检测模块(4)电性输入连接网管端数据收发模块(6)，所述网管端数据收发模块(6)电性输处连接采样控制块(5)，所述网管端数据收发模块(6)双向电性连接用于覆盖无线电的基站(7)，所述基站(7)双向电性连接储存有大数据的大数据平台(8)，所述基站(7)双向电性连接用于无线收发的无线收发模块(9)，所述无线收发模块(9)双向电性连接检测中心(10)，所述检测中心(10)包括储存历史数据的历史数据储存模块(101)、和用于生成控制指令的控制模块(106)，所述历史数据储存模块(101)双向电性输出连接用于对比数据的数据对比模块(102)，所述数据对比模块(102)电性输出连接能够生成图谱的图谱生成模块(103)，图谱生成模块(103)电性输出连接显示图谱的显示端(104)，所述图谱生成模块(103)电性输出连接生成警报的报警模块(105)。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述无线收发模块(9)电性输出连接数据对比模块(102)和历史数据储存模块(101)，所述控制模块(106)电性输出连接无线收发模块(9)。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述检测模块(4)包括用于分析cod的COD分析模块(41)、检测氨氦的氨氦分析模块(42)、检测磷的磷分析模块(43)和检测酸碱度的酸碱度分析模块(44)。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述报警模块(105)包括判断警报情况的判断模块(1051)，所述判断模块(1051)电性输出连接生成警报的警报发生模块(1052)，所述警报发生模块(1052)电性输出连接播放警报的功放音箱(1053)和发出警示信号的控制模块(1054)。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述图谱生成模块(103)电性输出连接警报发生模块(1052)。

6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述水压量计模块(1)和水流量计模块(2)为多个，均安装在网管的不同位置，且水压量计模块(1)和水流量计模块(2)的数量相同，且水压量计模块(1)与水流量计模块(2)安装在一起。

7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述采样单元(3)、采样控制块(5)和检测模块(4)为多个，且采样单元(3)、检测模块(4)和采样控制块(5)均安装在网管的不同位置。

8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述无线收发模块(9)与检测中心(10)为实时数据连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网监测系统，其特征在于：所述控制模块(106)包括输入命令的输入模块(1062)和显示命令的显示端(1061)，所述显示端(1061)双向电性连接输入模块(1062)。

10.一种基于大数据的污水管网监测系统的监测方法，其特征在于：本发明可通过采样控制单元(5)对采样单元(3)发出采样控制指令，所述采样单元(3)和检测模块(4)均设置在污水网管管体内壁，采样单元(3)对网管内的水进行采样，监测模块(4)对采样单元(3)中的样品进行检测，监测包括cod分析、氨氮检测、磷检测、酸碱度分析，并通过基站(7)将分析数据上传与大数据自动比对，再将比对结果通过无线收发模块(9)上传至检测中心(10)，检测中心(10)检测数据与历史数据储存模块(101)内的历史数据进行比对，并将比对结果自动生成图谱，显示端(104)将图谱显示出来，便于检测人员观察，报警模块(105)对图谱进行分析，若图谱数据在合理范围内，则报警模块(105)不工作，若图谱数据不在合理范围内，则报警模块(105)根据图谱数据生成不同数据的警报，通知监测人员，控制模块(106)通过无线收发模块(9)向基站(7)发送控制指令，基站(7)再将控制指令传送至网管数据收发模块(8)，网管数据收发模块(8)再将控制指令传送至采样控制单元，从而来控制采样单元(3)的采样频率，可调节不同时期的抽样频率，再不同的季节，不同的水量保持合理的检测频率，保证检测效果，便于使监测人员及时准确了解到网管内的情况。