CN113271348A - 一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，包括集群控制器以及终端控制器，其中集群控制器由通讯单元、边缘存储单元、集群控制单元、电源管理控制单元、设备控制单元、无线收发单元组成，终端控制器由无线收发单元及设备控制单元组成，通过本发明，可利用由移动通讯单元、边缘存储控制单元、无线收发单元、终端集群控制单元和设备控制单元构成的分散污水设备集群控制器和由无线收发单元、设备控制单元构成的分散污水设备终端控制器形成无线通路，用以实现对集群设备的无线控制、数据监控，并可与物联网平台对接通讯，监测相关数据使所述分散污水控制设备更加适用于分散污水处理场景中。

Description

一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备。
背景技术
在农村分散污水处理设施建设中，大量选择分散污水处理设备，而关于广大农村地区分散污水处理设备的远程监控，运营管控问题也是各区域项目落地中必须解决的问题。
目前大部分设备没有进行远程控制或者选择市场销售的物联网开关类产品，此类产品只能提供简单的开关或定时开关功能，无法对现场设备的运行情况进行数据收集分析，无法实现较好的管控效果，其次通讯的硬件设备不能通过污水处理过程进行节能散热，因此，提供一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备来解决问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明旨在于在解决大部分设备没有进行远程控制，无法对现场设备的运行情况进行数据收集分析，无法实现较好的管控效果，其次通讯的硬件设备无法高效的通过污水处理过程进行节能散热的问题。
(二)技术方案
本发明一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备的目的与功效，由以下具体技术手段达成：一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，包括集群控制器以及终端控制器，其中集群控制器由通讯单元、边缘存储单元、集群控制单元、电源管理控制单元、设备控制单元、无线收发单元组成，终端控制器由无线收发单元及设备控制单元组成,其中集群控制器采用内部包含ARM系列CPU进行底层控制、储存与运算，通讯单元将数据发送至指定平台进行数据采集与远程控制并进行数据显示工作，设备控制单元采集及控制分散污水处理设备的运转状态及数据信息，并显示相关运行状态。
优选的，通讯单元包括2.4g通讯模块、用于控制终端与平台的数据交互，边缘存储单元包含300M存储芯片用于设备数据存储及离线运行，无线收发单元利用433MHZ无线通讯频率将终端控制器与集群控制器链接，电源管理控制单元对系统电压进行控制，保证稳定电源为控制设备供电。
优选的，通讯的硬件设备包括有壳体，壳体顶部固定安装有倒“V”状的太阳能板，壳体左右两侧均固定安装有过水箱，壳体前侧设有可开合的门板。
优选的，过水箱内下端固定连接有底板，底板顶部中心位置左右两侧均固定连接有竖直的Z型板，Z型板之间形成缝隙，且Z型板上端缝隙宽度小于下端缝隙的宽度，底板底部位于Z型板之间的外侧设有落水口，Z型板顶部靠近过水箱内壁一侧固定连接有倾斜的过滤机构，过滤机构底部活动安装有清洁机构，过水箱内部位于Z型板之间缝隙的前后侧之间固定连接有支撑板，支撑板顶部固定连接有弹簧一，弹簧一顶部固定连接有顶珠，过水箱内部靠近壳体一侧固定连接有隔板，隔板底部与底板固定连接，隔板与相邻的Z型板之间活动安装有过水盒。
优选的，过滤机构包括有过滤网，Z型板远离顶珠一侧的上端均倾斜固定连接有过滤网，过滤网另一端与过水箱的内壁固定连接，Z型板远离顶珠一侧且位于过滤网下端的中心位置倾斜固定连接有固定杆，过滤网底部前后侧固定连接有侧板，侧板中心设有移动槽，清洁机构包括有清洁辊，清洁辊滑动连接在移动槽之间，且清洁辊前后端位于移动槽外侧固定连接有限位板，固定杆上端套接有竖杆，竖杆顶部固定连接有U型杆，清洁辊底部中心与U型杆内部相接，固定杆设有上下贯穿的贯穿槽，贯穿槽内位于竖杆远离顶珠一侧滑动连接有“工”状的推杆，推杆靠近竖杆一侧固定连接有拉绳，拉绳上端套接有弹簧二，拉绳另一端与顶珠固定连接。
优选的，过水盒靠近壳体一侧顶部的前后侧均固定连接有竖直的齿条，齿条竖直贯穿至隔板内，隔板与过水箱内壁形成腔室，腔室内转动连接有风轮，风轮中心轴前后侧均固定连接有齿轮，齿条与齿轮啮合卡接，过水盒远离壳体一侧顶部与Z型板之间固定连接有弹簧四，腔室与壳体之间设有进风孔，壳体顶部设有散热孔。
优选的，过水盒底部中心设有出水口，出水口上端左右两侧均竖直固定连接有T状的滑杆，滑杆之间套接有活塞，活塞与出水口契合，滑杆上端套接有弹簧五，过水箱内底部处于活塞正下端固定连接有竖直的顶杆。
优选的，移动槽靠近Z型板一端之间滑动连接有推板，推板靠近Z型板一侧固定连接有闭合板，闭合板远离推板一端贯穿Z型板至Z型板之间间隙内，推板与移动槽内底部之间固定连接有弹簧三。
优选的，过水箱右侧下端固定连接有出水孔，Z型板之间缝隙内位于支撑板与底板之间卡合有垃圾收集箱，过水箱前侧对应垃圾收集箱处设有大小一致的缺口。
有益效果：
1、其包括物联网服务器，操作人员可通过手机APP或电脑网页端发送控制指令，集群控制器对接收到的控制指令解析，并对相关设备进行控制或反馈指令需求信息，另一方面，集群控制器实时终端控制器中的状态数据通过无线网络传输至数据中心，从而实现对污水处理设施的远程控制和数据监控，集群控制器的控制部件由原来的单片机提升为中央处理器，提高了集群控制器的控制功能和可编程性，综上，本发明的分散式污水处理设备的集群控制方法及控制终端实现了接入简洁，可编程能力强，分布式控制的功能。
2、污水可接入过水箱，污水通过过滤网进行初步过滤，杂质积存在顶珠上端，污水一部分直接落入过水箱底部排出，一部分进入过水盒，过水盒收集污水后受重力影响下移，从而使得齿条往下移动进而驱动风轮转动，通过进风孔将气流导入壳体内，热量从散热孔排出，实现通讯的硬件设备散热，杂质积存一定量后重力挤压顶珠，顶珠下移，Z型板下端缝隙宽度大于上端缝隙宽度，顶珠上端的杂质容易落入垃圾收集箱。
3、顶珠下移的过程中拉动拉绳，从而拉动推杆，推杆推动竖杆，竖杆利用U型杆拨动清洁辊进行移动，清洁辊对过滤网进行清刷，同时清洁辊移动至下端后推动闭合板，使得闭合板进入Z型板之间，从而堵住Z型板上端的间隙，防止污水进入垃圾收集箱。
附图说明：
图1为本发明的通讯的硬件设备整体示意图。
图2为本发明的过水箱主视剖面示意图。
图3为本发明的图2中A处放大示意图。
图4为本发明的图2中B处放大示意图。
图5为本发明的图2中C处放大示意图。
图6为本发明的清洁机构示意图。
图7为本发明的固定杆俯视示意图。
图8为本发明的图2中D处放大示意图。
图9为本发明的集群控制方法及控制器体系图。
图1-9中：壳体1、散热孔101、过水箱2、出水孔201、进风孔202、太阳能板3、底板4、Z型板5、支撑板6、顶珠7、清洁机构8、固定杆81、贯穿槽811、竖杆82、U型杆821、推杆83、拉绳831、清洁辊84、限位板85、过滤机构9、过滤网91、侧板92、移动槽93、过水盒10、风轮11、隔板12、顶杆13、闭合板14、推板141、齿条15、出水口16、滑杆17、活塞18。
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、完整的描述，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。
如附图1至附图9所示：本发明提供一种技术方案，一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，包括集群控制器以及终端控制器，其中集群控制器由通讯单元、边缘存储单元、集群控制单元、电源管理控制单元、设备控制单元、无线收发单元组成，终端控制器由无线收发单元及设备控制单元组成,其中集群控制器采用内部包含ARM系列CPU进行底层控制、储存与运算，通讯单元将数据发送至指定平台进行数据采集与远程控制并进行数据显示工作，设备控制单元采集及控制分散污水处理设备的运转状态及数据信息，并显示相关运行状态。
其中：通讯单元包括2.4g通讯模块、用于控制终端与平台的数据交互，边缘存储单元包含300M存储芯片用于设备数据存储及离线运行，无线收发单元利用433MHZ无线通讯频率将终端控制器与集群控制器链接，电源管理控制单元对系统电压进行控制，保证稳定电源为控制设备供电。
其中：智能通讯设备的接口包括RS485接口、RS232接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入接口。
其中：无线网络为4G/2G无线网络。
其中：通讯的硬件设备包括有壳体1，壳体1顶部固定安装有倒“V”状的太阳能板3，壳体1左右两侧均固定安装有过水箱2，壳体1前侧设有可开合的门板，太阳能板3进行光电转换，通讯的硬件设备内设置蓄电设备，通过蓄电设备进行蓄电、供电。
其中：过水箱2内下端固定连接有底板4，底板4顶部中心位置左右两侧均固定连接有竖直的Z型板5，Z型板5之间形成缝隙，且Z型板5上端缝隙宽度小于下端缝隙的宽度，底板4底部位于Z型板5之间的外侧设有落水口，Z型板5顶部靠近过水箱2内壁一侧固定连接有倾斜的过滤机构9，过滤机构9底部活动安装有清洁机构8，过水箱2内部位于Z型板5之间缝隙的前后侧之间固定连接有支撑板6，支撑板6顶部固定连接有弹簧一，弹簧一顶部固定连接有顶珠7，过水箱2内部靠近壳体1一侧固定连接有隔板12，隔板12底部与底板4固定连接，隔板12与相邻的Z型板5之间活动安装有过水盒10，污水进入过水箱2时，通过过滤机构9进行过滤，杂质积存在顶珠7上端。
其中：过滤机构9包括有过滤网91，Z型板5远离顶珠7一侧的上端均倾斜固定连接有过滤网91，过滤网91另一端与过水箱2的内壁固定连接，Z型板5远离顶珠7一侧且位于过滤网91下端的中心位置倾斜固定连接有固定杆81，过滤网91底部前后侧固定连接有侧板92，侧板92中心设有移动槽93，清洁机构8包括有清洁辊84，清洁辊84滑动连接在移动槽93之间，且清洁辊84前后端位于移动槽93外侧固定连接有限位板85，固定杆81上端套接有竖杆82，竖杆82顶部固定连接有U型杆821，清洁辊84底部中心与U型杆821内部相接，固定杆81设有上下贯穿的贯穿槽811，贯穿槽811内位于竖杆82远离顶珠7一侧滑动连接有“工”状的推杆83，推杆83靠近竖杆82一侧固定连接有拉绳831，拉绳831上端套接有弹簧二，拉绳831另一端与顶珠7固定连接，通讯的硬件设备热量过高时，污水接入过水箱2，污水通过过滤网91进行初步过滤，杂质积存在顶珠7上端，污水一部分直接落入过水箱2底部排出，一部分进入过水盒10，过水盒10收集污水后受重力影响下移，从而使得齿条15往下移动进而驱动风轮11转动，通过进风孔202将气流导入壳体1内，热量从散热孔101排出，实现通讯的硬件设备散热，杂质积存一定量后重力挤压顶珠7，顶珠7下移，Z型板5下端缝隙宽度大于上端缝隙宽度，顶珠7上端的杂质容易落入垃圾收集箱，顶珠7下移的过程中拉动拉绳831，从而拉动推杆83，推杆83推动竖杆82，竖杆82利用U型杆821拨动清洁辊84进行移动，清洁辊84对过滤网91进行清刷，同时清洁辊84移动至下端后推动闭合板14，使得闭合板14进入Z型板5之间，从而堵住Z型板5上端的间隙，防止污水进入垃圾收集箱。
其中：过水盒10靠近壳体1一侧顶部的前后侧均固定连接有竖直的齿条15，齿条15竖直贯穿至隔板12内，隔板12与过水箱12内壁形成腔室，腔室内转动连接有风轮11，风轮11中心轴前后侧均固定连接有齿轮，齿条与齿轮啮合卡接，过水盒10远离壳体1一侧顶部与Z型板5之间固定连接有弹簧四，腔室与壳体1之间设有进风孔202，壳体1顶部设有散热孔101。
其中：过水盒10底部中心设有出水口16，出水口16上端左右两侧均竖直固定连接有T状的滑杆17，滑杆17之间套接有活塞18，活塞18与出水口16契合，滑杆17上端套接有弹簧五，过水箱2内底部处于活塞18正下端固定连接有竖直的顶杆13，过水盒10下降的过程中，顶杆13顶动活塞18，活塞18顺着滑杆17往上移动，过水盒10内的污水则流入过水箱2底部，最后通过出水孔201流出。
其中：移动槽93靠近Z型板5一端之间滑动连接有推板141，推板141靠近Z型板5一侧固定连接有闭合板14，闭合板14远离推板141一端贯穿Z型板5至Z型板5之间间隙内，推板141与移动槽93内底部之间固定连接有弹簧三。
其中：过水箱2右侧下端固定连接有出水孔201，Z型板5之间缝隙内位于支撑板6与底板4之间卡合有垃圾收集箱，过水箱2前侧对应垃圾收集箱处设有大小一致的缺口，便于将垃圾收集箱拉出清理。
工作原理：
通讯的硬件设备热量过高时，污水接入过水箱2，污水通过过滤网91进行初步过滤，杂质积存在顶珠7上端，污水一部分直接落入过水箱2底部排出，一部分进入过水盒10，过水盒10收集污水后受重力影响下移，从而使得齿条15往下移动进而驱动风轮11转动，通过进风孔202将气流导入壳体1内，热量从散热孔101排出，实现通讯的硬件设备散热，过水盒10下降的过程中，顶杆13顶动活塞18，活塞18顺着滑杆17往上移动，过水盒10内的污水则流入过水箱2底部，最后通过出水孔201流出，杂质积存一定量后重力挤压顶珠7，顶珠7下移，Z型板5下端缝隙宽度大于上端缝隙宽度，顶珠7上端的杂质容易落入垃圾收集箱，顶珠7下移的过程中拉动拉绳831，从而拉动推杆83，推杆83推动竖杆82，竖杆82利用U型杆821拨动清洁辊84进行移动，清洁辊84对过滤网91进行清刷，同时清洁辊84移动至下端后推动闭合板14，使得闭合板14进入Z型板5之间，从而堵住Z型板5上端的间隙，防止污水进入垃圾收集箱，垃圾收集箱满后拉出清理。

Claims (9)

1.一种分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：包括集群控制器以及终端控制器，其中集群控制器由通讯单元、边缘存储单元、集群控制单元、电源管理控制单元、设备控制单元、无线收发单元组成，终端控制器由无线收发单元及设备控制单元组成,其中集群控制器采用内部包含ARM系列CPU进行底层控制、储存与运算，通讯单元将数据发送至指定平台进行数据采集与远程控制并进行数据显示工作，设备控制单元采集及控制分散污水处理设备的运转状态及数据信息，并显示相关运行状态。
2.根据权利要求1所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述通讯单元包括2.4g通讯模块、用于控制终端与平台的数据交互，边缘存储单元包含300M存储芯片用于设备数据存储及离线运行，无线收发单元利用(433MHZ无线通讯频率)将终端控制器与集群控制器链接，所述电源管理控制单元对系统电压进行控制，保证稳定电源为控制设备供电。
3.根据权利要求1所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述通讯的硬件设备包括有壳体(1)，所述壳体(1)顶部固定安装有倒“V”状的太阳能板(3)，所述壳体(1)左右两侧均固定安装有过水箱(2)，所述壳体(1)前侧设有可开合的门板。
4.根据权利要求3所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述过水箱(2)内下端固定连接有底板(4)，所述底板(4)顶部中心位置左右两侧均固定连接有竖直的Z型板(5)，Z型板(5)之间形成缝隙，且Z型板(5)上端缝隙宽度小于下端缝隙的宽度，所述底板(4)底部位于Z型板(5)之间的外侧设有落水口，所述Z型板(5)顶部靠近过水箱(2)内壁一侧固定连接有倾斜的过滤机构(9)，所述过滤机构(9)底部活动安装有清洁机构(8)，所述过水箱(2)内部位于Z型板(5)之间缝隙的前后侧之间固定连接有支撑板(6)，所述支撑板(6)顶部固定连接有弹簧一，弹簧一顶部固定连接有顶珠(7)，所述过水箱(2)内部靠近壳体(1)一侧固定连接有隔板(12)，所述隔板(12)底部与底板(4)固定连接，所述隔板(12)与相邻的Z型板(5)之间活动安装有过水盒(10)。
5.根据权利要求4所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述过滤机构(9)包括有过滤网(91)，所述Z型板(5)远离顶珠(7)一侧的上端均倾斜固定连接有过滤网(91)，所述过滤网(91)另一端与过水箱(2)的内壁固定连接，所述Z型板(5)远离顶珠(7)一侧且位于过滤网(91)下端的中心位置倾斜固定连接有固定杆(81)，所述过滤网(91)底部前后侧固定连接有侧板(92)，所述侧板(92)中心设有移动槽(93)，所述清洁机构(8)包括有清洁辊(84)，所述清洁辊(84)滑动连接在移动槽(93)之间，且清洁辊(84)前后端位于移动槽(93)外侧固定连接有限位板(85)，所述固定杆(81)上端套接有竖杆(82)，所述竖杆(82)顶部固定连接有U型杆(821)，所述清洁辊(84)底部中心与U型杆(821)内部相接，所述固定杆(81)设有上下贯穿的贯穿槽(811)，所述贯穿槽(811)内位于竖杆(82)远离顶珠(7)一侧滑动连接有“工”状的推杆(83)，所述推杆(83)靠近竖杆(82)一侧固定连接有拉绳(831)，所述拉绳(831)上端套接有弹簧二，所述拉绳(831)另一端与顶珠(7)固定连接。
6.根据权利要求4所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述过水盒(10)靠近壳体(1)一侧顶部的前后侧均固定连接有竖直的齿条(15)，所述齿条(15)竖直贯穿至隔板(12)内，所述隔板(12)与过水箱(12)内壁形成腔室，所述腔室内转动连接有风轮(11)，所述风轮(11)中心轴前后侧均固定连接有齿轮，齿条与齿轮啮合卡接，所述过水盒(10)远离壳体(1)一侧顶部与Z型板(5)之间固定连接有弹簧四，所述腔室与壳体(1)之间设有进风孔(202)，所述壳体(1)顶部设有散热孔(101)。
7.根据权利要求4所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述过水盒(10)底部中心设有出水口(16)，所述出水口(16)上端左右两侧均竖直固定连接有T状的滑杆(17)，所述滑杆(17)之间套接有活塞(18)，所述活塞(18)与出水口(16)契合，所述滑杆(17)上端套接有弹簧五，所述过水箱(2)内底部处于活塞(18)正下端固定连接有竖直的顶杆(13)。
8.根据权利要求5所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述移动槽(93)靠近Z型板(5)一端之间滑动连接有推板(141)，所述推板(141)靠近Z型板(5)一侧固定连接有闭合板(14)，所述闭合板(14)远离推板(141)一端贯穿Z型板(5)至Z型板(5)之间间隙内，所述推板(141)与移动槽(93)内底部之间固定连接有弹簧三。
9.根据权利要求4所述的分散污水处理设备的集群控制方法及其通讯的硬件设备，其特征在于：所述过水箱(2)右侧下端固定连接有出水孔(201)，所述Z型板(5)之间缝隙内位于支撑板(6)与底板(4)之间卡合有垃圾收集箱，所述过水箱(2)前侧对应垃圾收集箱处设有大小一致的缺口。
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