CN111355813A - 智能远程监测及数据分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能远程监测及数据分析系统，包括装有水质监测终端和设备运行监测终端的污水处理系统、云端服务器和运行管理终端；水质监测终端用于采集污水处理系统的各个池的水质信息并将水质信息上传至云端服务器；设备运行监测终端用于采集污水处理系统的运行设备的运行信息并将运行信息上传至云端服务器以及接收云端服务器的控制指令；所述云端服务器用于根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况；所述运行管理终端用于将水质信息和运行信息进行展示，通过本发明的系统可对水质信息和设备运行信息进行智能管理，实现远程智能检测以及数据分析功能，降低人工劳动力，精确分析每个设备运行情况。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理系统管理领域，具体涉及一种可对污水处理系统的水质和设备运行进行远程监测和数据分析的智能远程监测及数据分析系统。
背景技术
因工业发展导致污染越来越严重，在国家倡导环保后越来越多的企业开始在厂房内建立污水处理系统，经过污水处理系统排出水达到了环保要求，不会对环境造成污染。污水处理系统一般是专门的生产厂商进行生产与安装，使用的企业在安装后进行使用。目前，污水处理系统包括依次通过管道连接的调节池、厌氧池、好氧池、MBR池和排水池，相应的池内安装有传感器模块，以及相应的设备，传感器模块用于采集各个池内的水质信息，将调节合格的水流入下一个池内，设备用于控制水流方向或者给池内增加氧等有添加物。现在污水处理系统的设备运行全是自动化工作，人为监管，人为管理难免出现疏漏，并且无法对一个设备做到精细管理。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可对污水处理系统的水质和设备运行进行远程监测和数据分析的智能远程监测及数据分析系统。
本发明采用如下技术方案实现：
智能远程监测及数据分析系统，包括装有水质监测终端和设备运行监测终端的污水处理系统、云端服务器、报警系统和运行管理终端；
其中，所述水质监测终端用于采集污水处理系统的各个池的水质信息并将检测的水质信息上传至云端服务器；所述设备运行监测终端用于采集污水处理系统的运行设备的运行信息并将采集的运行信息上传至云端服务器以及接收云端服务器的控制指令；
所述云端服务器用于接收水质监测终端上传的水质信息、与设备运行监测终端上传的运行信息，并根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况，然后根据分析的水质情况生成设备控制指令并发送给设备运行监测终端，以及根据设备运行情况生成报警指令发送给报警系统；
所述报警系统用于接收报警指令并报警；
所述运行管理终端包括安装在电脑或手机上的运行管理系统，运行管理系统通过手机或电脑的通信功能与云端服务器连接，用于获取云端服务器的水质信息和运行信息、以及发送控制指令至设备运行监测终端；所述运行管理系统包括权限设置模块、数据调用模块、设备指令生成模块和运行参数修改模块，所述权限设置模块用于设置用户权限，不同权限具有不用的功能；所述数据调用模块用于调用云端服务器内的水质信息和设备运行信息生成不同的图表；所述设备指令生成模块用于生成设备控制指令；所述运行参数修改模块用于修改设备运行参数；所述显示模块用于显示采集的数据以及数据调用模块生成的图表。
进一步地，所述水质监测终端包括处理器、以及与处理器连接的数据采集模块、存储模块和通信模块；
所述数据采集模块为传感器模块，用于采集水质信息；
所述存储模块用于存储采集的水质信息；
所述通信模块与云端服务器连接，用于将采集的水质信息上报至云端服务器。
进一步地，所述设备运行监测终端包括微处理器、以及与微处理器连接的设备运行监测模块、时钟模块、存储单元、通讯模块和连接模块；
所述设备运行监测模块用于监测设备的开启或关闭信息；
所述时钟模块用于记录设备开启的运行时间信息；
所述存储单元用于存储设备开启或关闭信息以及运行时间信息；
所述连接模块用于设备的控制器连接，将接收的设备控制指令发送给设备的控制器，实现设备的控制；
所述通讯模块用于云端服务器之间实现通信，实现数据的上传或指令的下达。
进一步地，所述污水处理系统中还安装用液位传感器、温度传感器和产气量计量器。
进一步地，所述云端服务器包括数据收发模块、数据存储模块和数据分析模块；
所述数据收发模块用于接收水质监测终端和设备运行监测终端发送的数据以及发送控制指令至设备运行监测终端；
所述数据存储模块用于分类存储水质信息和设备运行信息以及历史数据；
所述数据分析模块用于根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况，然后根据分析的水质情况生成设备控制指令。
进一步地，所述报警系统包括污水处理系统的报警器以及安装在运行管理终端处的报警器。
本发明通过水质监测终端对污水处理系统中的水质进行检测，通过设置设备运行监测终端对设备运行进行监测，并将监测的数据上传至云服务器，通过云服务器对水质和设备运行进行分析，实现远程检测和数据分析，通过与云端服务器连接的运行管理终端，可实现远程数据获取及展示，以及控制指令下达；本发明具有远程智能检测以及数据分析功能，降低人工脑动力，精确分析每个设备运行情况。
附图说明
图1为污水处理系统的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的水质监测终端结构示意图。
图4为本发明的设备运行监测终端的结构示意图。
图中标记：1、提升泵；2、进水阀；3、曝气风机；4、回流泵；5、出水泵；6、出水阀。
具体实施方式
本实施例以四川某厂污水处理系统为例，如图1所示，污水处理系统包括调节池、厌氧池、好氧池、MBR池和排水池，调节池与原水连接，用于调节原水水量和水质等，主要是对污水pH值、水温、絮凝沉淀等，调节池后连接提升泵1，提升泵1通过管道与厌氧池连接，管道上安装有进水阀2，厌氧池对原水中未分解的含碳有机物进行分解，分解后的原水进入好氧池内，好氧池内安装有曝气管，曝气管延伸至池外连接有曝气风机3，通过曝气风机3往好氧池内输入氧气，对原水进行生物代谢以降解有机物；经过好氧池内的MBR池，MBR池内的生物膜对原水进行过滤后排水至排水池，MBR池与排水池之间安装有出水泵5和出水阀6，MBR池还与厌氧池通过管道连通，位于MBR池端的管道上连接回流泵4。上述中所述的提升泵1、曝气风机3、回流泵4和出水泵5均采用带有MCU的电子设备，进水阀2和出水阀6均采用电磁阀。
本实施例以上述污水处理系统为例解释本实施例的提供的智能远程监测及数据分析系统，如图2所示，它包括装有水质监测终端和设备运行监测终端的污水处理系统、云端服务器、报警系统和运行管理终端。
所述水质监测终端用于采集污水处理系统的各个池的水质信息并将检测的水质信息上传至云端服务器；水质监测终端采用现有技术的具有联网功能的水质监测终端实现，也可采用本实施例所述的水质监测终端，如图3所示，所述水质监测终端包括数据采集模块、存储模块、处理器和通信模块。
所述数据采集模块为传感器模块，用于采集水质信息；根据调节池、厌氧池、好氧池、MBR池和排水池每个池的特性安装不同的传感器模块，所述调节池内安装有pH传感器、浓度传感器等；所述厌氧池内安装有氧含量传感器、二氧化碳含量传感器等；所述好氧池内安装有溶解氧传感器等，所述MBR池内安装有电导率传感器等，所述排水池内安装有检测设备，用于检测水质是否符合排出标准。上述所述的传感器模块均采用现在市面上有的传感器模块，需要说明的是本实施例不制造任何传感器，只是将现有的传感器结合起来使用，以实现水质信息的采集。
所述污水处理系统各个池还安装有液位传感器，用于检测池内的液位信息，以及温度传感器，用于检测污水温度；所述厌氧池内安装有产气量计量器和温度检测器，用于通过温度和计量器计量厌氧池内产生沼气的含量，对于产生沼气量的厌氧池，可增设沼气收集装置，对沼气加以利用，减少排放。
所述存储模块用于存储采集的水质信息，采用现在可读写的存储器实现，如RAM、缓冲存储器、EEPROM等。
所述通信模块与云端服务器连接，用于将采集的水质信息上报至云端服务器，通信模块包括USB模块、WIFI模块、GPRS模块或4G\3G\2G，USB接口与其他联网设备连接，实现水质信息上报至云端服务器；WIFI模块、GPRS模块和4G\3G\2G用于直接与云端服务器建立数据通信。
所述处理器为中枢控制中心，用于数据处理以及控制各模块工作，处理器接收数据采集模块采集的各种水质信息通过通信模块发送至云端服务器。
所述设备运行监测终端用于采集污水处理系统的运行设备的运行信息并将采集的运行信息上传至云端服务器以及接收云端服务器的控制指令；所述设备运行监测终端可采用现有的设备上的ECU自带的运行监测数据，也可采用本实施例提供的设备运行监测终端，如图4所示，本实施例所述的设备运行监测终端包括设备运行监测模块、时钟模块、存储单元、微处理器、通讯模块和连接模块。
所述设备运行监测模块用于监测设备的开启或关闭信息；采用电流或电压传感器实现，如常用的霍尔传感器，采集设备上是否有工作电流或电压实现监测到设备是否运行；此处的设备是指提升泵1、曝气风机3、回流泵4和出水泵5。
所述时钟模块用于记录设备开启的运行时间信息，在检测到设备运行时，时钟模块开始记录时间信息，从而获取到设备运行开始时间、运行时长信息。
所述存储单元用于存储设备开启或关闭信息以及运行时间信息；采用现在可读写的存储器实现，如RAM、缓冲存储器、EEPROM等。
所述连接模块用于设备的控制器连接，将接收的设备控制指令发送给设备的控制器，实现设备的控制，所述连接模块主要是将云端服务器下达的控制指令发送给设备的电子控制器，控制设备运行还是停止运行，实现远程开闭设备。所述连接模块可为有线连接，或无线连接，有线连接是指可通过数据线将两个微处理器与电子控制器的CPU连接，实现数据传输；也可通过蓝牙等无线方式实现数据传输，显然通过无线传输需要增加设备的成本，且数据传输稳定性不如有线传输，因此本实施例有线选择有线连接模块。
所述通讯模块用于云端服务器之间实现通信，实现数据的上传或指令的下达，数据上传是指设备运行信息(运行时间、运行时长和停止运行时间)，数据下达是指云端服务器生成的设备控制指令(停止运行指令或开始运行指令)。通讯模块包括WIFI模块、GPRS模块或4G\3G\2G，WIFI模块、GPRS模块和4G\3G\2G用于直接与云端服务器建立数据通信。
所述微处理器为中枢控制中心，用于数据处理以及控制各模块工作，处理器接收设备运行监测模块和时钟模块采集的各种设备运行信息想通过通讯模块发送至云端服务器，并通过通讯模块接收的控制指令发送给设备的电子控制器。
所述云端服务器用于接收水质监测终端上传的水质信息、与设备运行监测终端上传的运行信息，并根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况，然后根据分析的水质情况生成设备控制指令并发送给设备运行监测终端，以及根据设备运行情况生成报警指令发送给报警系统。它包括数据收发模块、数据存储模块和数据分析模块。
所述数据收发模块用于接收水质监测终端和设备运行监测终端发送的数据以及发送控制指令至设备运行监测终端。
所述数据存储模块用于分类存储水质信息和设备运行信息以及历史数据；所述历史数据是指在本次接收数据之前时间段内是接收的对应污水处系统的水质信息和设备运行信息。
所述数据分析模块用于根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况，然后根据分析的水质情况生成设备控制指令；具体地，可通过接收的水质信息与历史水质信息比较，通过数据走势来判定各个池是否需要添加物或者原水是否需要重新经过前序步骤，进而使排出的水达到排出标准。通过设备的运行信息来判断是否达到设备运行的极限时间，还可以通过突然的停止运行，设备是否出现故障等，极限运行、出现故障或突然停止运行生成报警指令。还可通过污水处理过程中的时间信息等来控制哪个设备开启或关闭，进而生成控制指令控制设备。
所述报警系统用于接收报警指令并报警；报警系统包括污水处理系统的报警器以及安装在运行管理终端处的报警器。污水处理系统的报警器具体安装在人员值班处，第一时间通知值班人员前去查看；运行管理终端处的报警器用于提醒运行管理人员与值班人员沟通。
所述运行管理终端与云端服务器连接通信，获取云端服务器存储的水质信息和运行信息，并将水质信息和运行信息展示；还可通过运行管理终端发送控制指令给设备运行监测终端。所述运行管理终端包括安装有运行管理系统的PC机或手机，通过PC机或手机的联网功能、输入输出功能实现对运行管理，所述运行管理系统对水质信息和运行信息进行整理，通过图表方式进行展示，便于操作人员观看。所述运行管理系统内还设置有报警模块，报警模块采用声光报警器实现。
所述运行管理系统包括权限设置模块、数据调用模块、设备指令生成模块和运行参数修改模块。
所述权限设置模块用于设置用户权限，不同权限具有不用的功能；如三级权限可查看运行状态，二级权限可查看运行状态及数据调取，一级权限可查看运行状态，数据调取，操作设备启停，修改运行参数等。
所述数据调用模块用于调用云端服务器内的水质信息和设备运行信息生成不同的图表；图表包括实时水质信息展示表、水质信息走势图、设备运行信息展示表、设备运行累积运行时长、今日运行时长展示图、沼气排放量图、污水处理系统中的水流方向展示图等等；根据生成图表分析现场的运行趋势，及时调整运行情况。所述数据调用模块还可获取云端服务器的报警指令生成报警浏览表，便于用户查看报警记录。
所述设备指令生成模块用于生成设备控制指令，即可实现远程控制设备的打开或关闭的设备。
所述运行参数修改模块用于修改设备运行参数，可根据修改设备运行参数实现自动控制设备运行，便于用户使用，并且也便于用户统计设备使用的具体情况以及污水处理的情况。
所述显示模块用于显示采集的数据以及数据调用模块生成的图表，所有的数据以及操作都需要被显示，手机和电脑都具有显示屏，所述显示模块只是将显示内容发送给显示屏被用户查看，通过查看可分析污水处理现场的运行趋势，及时调整运行情况。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.智能远程监测及数据分析系统，其特征在于：包括装有水质监测终端和设备运行监测终端的污水处理系统、云端服务器、报警系统和运行管理终端；
其中，所述水质监测终端用于采集污水处理系统的各个池的水质信息并将检测的水质信息上传至云端服务器；所述设备运行监测终端用于采集污水处理系统的运行设备的运行信息并将采集的运行信息上传至云端服务器以及接收云端服务器的控制指令；
所述云端服务器用于接收水质监测终端上传的水质信息、与设备运行监测终端上传的运行信息，并根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况，然后根据分析的水质情况生成设备控制指令并发送给设备运行监测终端，以及根据设备运行情况生成报警指令发送给报警系统；
所述报警系统用于接收报警指令并报警；
所述运行管理终端包括安装在电脑或手机上的运行管理系统，运行管理系统通过手机或电脑的通信功能与云端服务器连接，用于获取云端服务器的水质信息和运行信息、以及发送控制指令至设备运行监测终端；所述运行管理系统包括权限设置模块、数据调用模块、设备指令生成模块和运行参数修改模块，所述权限设置模块用于设置用户权限，不同权限具有不用的功能；所述数据调用模块用于调用云端服务器内的水质信息和设备运行信息生成不同的图表；所述设备指令生成模块用于生成设备控制指令；所述运行参数修改模块用于修改设备运行参数；所述显示模块用于显示采集的数据以及数据调用模块生成的图表。
2.根据权利要求1所述的智能远程监测及数据分析系统，其特征在于：所述水质监测终端包括处理器、以及与处理器连接的数据采集模块、存储模块和通信模块；
所述数据采集模块为传感器模块，用于采集水质信息；
所述存储模块用于存储采集的水质信息；
所述通信模块与云端服务器连接，用于将采集的水质信息上报至云端服务器。
3.根据权利要求1所述的智能远程监测及数据分析系统，其特征在于：所述设备运行监测终端包括微处理器、以及与微处理器连接的设备运行监测模块、时钟模块、存储单元、通讯模块和连接模块；
所述设备运行监测模块用于监测设备的开启或关闭信息；
所述时钟模块用于记录设备开启的运行时间信息；
所述存储单元用于存储设备开启或关闭信息以及运行时间信息；
所述连接模块用于设备的控制器连接，将接收的设备控制指令发送给设备的控制器，实现设备的控制；
所述通讯模块用于云端服务器之间实现通信，实现数据的上传或指令的下达。
4.根据权利要求1所述的智能远程监测及数据分析系统，其特征在于：所述污水处理系统中还安装用液位传感器、温度传感器和产气量计量器。
5.根据权利要求1所述的智能远程监测及数据分析系统，其特征在于：所述云端服务器包括数据收发模块、数据存储模块和数据分析模块；
所述数据收发模块用于接收水质监测终端和设备运行监测终端发送的数据以及发送控制指令至设备运行监测终端；
所述数据存储模块用于分类存储水质信息和设备运行信息以及历史数据；
所述数据分析模块用于根据接收的水质信息、运行信息和历史存储的水质信息、运行信息分析水质情况和设备运行情况，然后根据分析的水质情况生成设备控制指令。
6.根据权利要求1所述的智能远程监测及数据分析系统，其特征在于：所述报警系统包括污水处理系统的报警器以及安装在运行管理终端处的报警器。
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