CN116719294B - 用于污水处理厂的智慧监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于污水处理厂的智慧监控系统及方法，属于电数字数据处理技术领域，针对“自动化设备的水位检测仪长时间浸泡在污水中，容易积聚一定量的污物在其外壁上，可能导致水位检测仪的检测精度受到影响”的问题，通过设计检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置之间的配合方案，可周期性对水位检测仪进行自动检测和自动调节，有效排除上述异常情况对检测精度的干扰。
Description
技术领域
本发明属于电数字数据处理技术领域，具体涉及用于污水处理厂的智慧监控系统及方法。
背景技术
污水池处理厂在对污水处理过程中需要安排操作人员长时间值守，较为麻烦；因此，现阶段使用的无人值守的自动化设备。该设备一般包括终端箱体，终端箱体的正面上方内嵌有显示屏，且显示屏的下方安装有箱门，终端箱体的内部上方固定安装有电动推杆，且电动推杆的顶端连接有铰链，电动推杆通过铰链活动连接有监控摄像头。箱体侧面还设置有导轨、滑块、弹性触片以及导电片，向内侧按压弹性触片，将弹性触片插入凹槽中，撤去左右在弹性触片上的外力后，弹性触片在自身弹力作用下能够与导电片抵接在一起，通过磁柱能够始终将滑块吸附在导轨的右侧，此举在终端与设备连接好后，依然能够通过滑块在导轨外侧移动，实现第一导线位置的调整，较为方便。
但是，有部分自动化设备的水位检测仪长时间浸泡在污水中，容易积聚一定量的污物（污泥、杂质等）在其外壁上，导致水位检测仪的检测精度受到影响。
因此，现阶段需设计用于污水处理厂的智慧监控系统及方法，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供用于污水处理厂的智慧监控系统及方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，有部分自动化设备的水位检测仪长时间浸泡在污水中，容易积聚一定量的污物（污泥、杂质等）在其外壁上，导致水位检测仪的检测精度受到影响。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
用于污水处理厂的智慧监控系统，包括终端箱体、导轨，导轨安装在终端箱体的右面，且导轨的内部开设有凹槽，凹槽的内部两侧粘接有导电片，且导电片的外部接触有弹性触片，弹性触片从左到右贯穿有滑块，且弹性触片的外侧安装有磁柱，弹性触片的末端连接有第一导线，且第一导线的末端连接有水位检测仪；还包括检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置和主控装置，所述主控装置分别与所述检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置连接；
所述检测仪抓取装置用于自动抓取水位检测仪；所述检测仪烘干装置用于对水位检测仪进行烘干；所述检测仪称重装置用于检测水位检测仪的实时称重数据，并判断所述实时称重数据是否异常；所述摄像识别装置用于采集水位检测仪的实时图像数据，并判断所述实时图像数据是否异常；所述检测仪冲洗装置用于对水位检测仪进行清洗；所述计时复核装置用于当清洗时间达到预设时间时，对水位检测仪再次进行烘干和称重，并判断水位检测仪是否清洗成功；所述异常报警装置用于进行异常报警，呼叫人为干预。
进一步的，所述主控装置控制所述检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置处于常闭状态；
当水位检测处于检测周期时，所述主控装置控制所述检测仪抓取装置开启；
当所述检测仪抓取装置完成自动抓取水位检测仪动作后，所述主控装置控制所述检测仪烘干装置开启；
当所述检测仪烘干装置对水位检测仪进行烘干完成后，所述主控装置控制所述检测仪称重装置开启；
当所述检测仪称重装置判断出所述实时称重数据异常时，所述主控装置控制所述摄像识别装置开启；
当所述摄像识别装置判断出所述实时图像数据异常时，所述主控装置控制所述检测仪冲洗装置开启；
当所述检测仪冲洗装置的清洗时间达到预设时间时，所述主控装置控制所述计时复核装置开启；
当所述计时复核装置判断出水位检测仪未清洗成功时，所述主控装置控制所述异常报警装置开启。
进一步的，还包括红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元，所述主控装置分别与所述红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元连接；
所述红外检测装置用于检测滑块是否处于移动状态；
所述声音检测装置用于检测滑块在移动过程中的实时声音数据，并判断所述实时声音数据是否异常；
所述间隙检测装置用于检测滑块与导轨之间的间隙是否异常；
所述摄像识别单元用于检测滑块与导轨区域的实时图像信息，并根据所述实时图像信息判断滑块与导轨之间的间隙是否异常。
进一步的，所述主控装置控制所述红外检测装置处于常开状态，控制所述声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元处于常闭状态；
当所述红外检测装置检测到滑块处于移动状态时，所述主控装置控制所述声音检测装置开启；
当所述声音检测装置判断出所述实时声音数据异常时，所述主控装置控制所述间隙检测装置开启；
当所述间隙检测装置检测到滑块与导轨之间的间隙异常时，所述主控装置控制所述摄像识别装置开启；
当所述摄像识别单元判断到滑块与导轨之间的间隙异常时，所述主控装置控制所述异常报警装置开启。
进一步的，还包括振动检测装置，所述振动检测装置与所述主控装置连接；
所述振动检测装置用于检测滑块是否产生异常振动；
其中，所述主控装置控制所述振动检测装置处于常闭状态；
当自动化设备所在环境存在噪音时，所述振动检测装置替代所述声音检测装置动作，即：
当所述红外检测装置检测到滑块处于移动状态时，所述主控装置控制所述振动检测装置开启；
当所述振动检测装置检测到滑块产生异常振动时，所述主控装置控制所述间隙检测装置开启。
进一步的，还包括无线通信装置和移动终端，所述主控装置通过所述无线通信装置与所述移动终端网络连接。
进一步的，所述检测仪抓取装置采用机械臂和机械臂驱动器，主控装置控制机械臂驱动器动作，机械臂驱动器用于驱动机械臂抓取水位检测仪；
所述检测仪烘干装置采用风机和加热器，风机用于对水位检测仪进行吹风，加热器用于对水位检测仪进行适当加热；
所述检测仪称重装置包括重量传感器、第一数据处理器、第一数据存储器，重量传感器用于获取水位检测仪的实时重量，第一数据存储器用于存储水位检测仪的标准重量，第一数据处理器用于将实时重量和标准重量对比，二者不匹配时，则第一数据处理器判断水位检测仪称重异常；
所述摄像识别装置包括第一摄像头、第二数据处理器、第二数据存储器，第一摄像头用于采集水位检测仪的实时图像数据，第二数据存储器用于存储水位检测仪的标准图像数据，第二数据处理器用于将实时图像数据与标准图像数据进行对比，二者不匹配时，判断实时图像数据异常；
所述检测仪冲洗装置包括第三数据处理器、冲洗喷头、冲洗喷头驱动器，第三数据处理器接收主控装置的控制指令向冲洗喷头驱动器发送驱动指令，冲洗喷头驱动器驱动冲洗喷头对水位检测仪进行冲水清洗；
所述计时复核装置包括计时器、第四数据存储器、第四数据处理器，计时器在水位检测仪进行清洗时开始计时，第四数据存储器内存储预设时间，当计时器的计时达到预设时间，第四数据处理器向主控装置反馈驱动信号，主控装置再次启动检测仪烘干装置和检测仪称重装置；
所述异常报警装置包括第五数据处理器、语音报警器、报警器驱动电路，第五数据处理器接收主控装置的控制指令向报警器驱动电路发送驱动指令，报警器驱动电路驱动语音报警器发出语音的异常报警；
所述主控装置包括可编辑控制器、第六数据存储器、人机交互单元；可编辑控制器与第六数据存储器配合，执行对检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置的控制动作；可编辑控制器与人机交互单元的配合，实现工作人员进行日常运维管理、应急时采取人为干预控制；
所述红外检测装置采用红外检测仪；
所述声音检测装置采用声音传感器；
所述间隙检测装置为间距传感器；
所述摄像识别单元包括第二摄像头、第七数据处理器、第七数据存储器；第二摄像头用于采集滑块与导轨区域的实时图像信息，第七数据存储器用于存储滑块与导轨区域的标准图像数据，第七数据处理器用于将实时图像信息与标准图像数据进行对比分析，从而判断滑块与导轨之间的间隙是否异常；
所述振动检测装置采用振动传感器；
所述无线通信装置采用5G通信收发器；
所述移动终端采用智能手机。
用于污水处理厂的智慧监控方法，采用如上述的用于污水处理厂的智慧监控系统进行智慧监控。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的用于污水处理厂的智慧监控方法。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，针对“自动化设备的水位检测仪长时间浸泡在污水中，容易积聚一定量的污物在其外壁上，可能导致水位检测仪的检测精度受到影响”的问题，通过设计检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置之间的配合方案，可周期性对水位检测仪进行自动检测和自动调节，有效排除上述异常情况对检测精度的干扰。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统运行原理示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图，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。
如图1所示，提出用于污水处理厂的智慧监控系统，包括终端箱体、导轨，导轨安装在终端箱体的右面，且导轨的内部开设有凹槽，凹槽的内部两侧粘接有导电片，且导电片的外部接触有弹性触片，弹性触片从左到右贯穿有滑块，且弹性触片的外侧安装有磁柱，弹性触片的末端连接有第一导线，且第一导线的末端连接有水位检测仪；还包括检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置和主控装置，所述主控装置分别与所述检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置连接；
所述检测仪抓取装置用于自动抓取水位检测仪；检测仪抓取装置可采用机械臂及其驱动器，主控装置控制驱动器，驱动器用于驱动机械臂抓取水位检测仪。
所述检测仪烘干装置用于对水位检测仪进行烘干；检测仪烘干装置可采用风机和加热器，风机用于对水位检测仪进行吹风，加热器用于对水位检测仪进行适当加热。
所述检测仪称重装置用于检测水位检测仪的实时称重数据，并判断所述实时称重数据是否异常；检测仪称重装置包括重量传感器、第一数据处理器、第一数据存储器，重量传感器用于获取水位检测仪的实时重量，第一数据存储器用于存储水位检测仪的标准重量，第一数据处理器用于将实时重量和标准重量对比，二者不匹配时，则第一数据处理器判断水位检测仪称重异常。
所述摄像识别装置用于采集水位检测仪的实时图像数据，并判断所述实时图像数据是否异常；摄像识别装置包括第一摄像头、第二数据处理器、第二数据存储器，第一摄像头用于采集水位检测仪的实时图像数据，第二数据存储器用于存储水位检测仪的标准图像数据，第二数据处理器用于将实时图像数据与标准图像数据进行对比，二者不匹配时，判断实时图像数据异常。
所述检测仪冲洗装置用于对水位检测仪进行清洗；检测仪冲洗装置包括第三数据处理器、冲洗喷头及其驱动器，第三数据处理器接收主控装置的控制指令向驱动器发送驱动指令，驱动器驱动冲洗喷头对水位检测仪进行冲水清洗。
所述计时复核装置用于当清洗时间达到预设时间时，对水位检测仪再次进行烘干和称重，并判断水位检测仪是否清洗成功；计时复核装置可采用计时器、第四数据存储器、第四数据处理器的组合方案，计时器在水位检测仪进行清洗时开始计时，第四数据存储器内存储预设时间，当计时器的计时达到预设时间，第四数据处理器向主控装置反馈驱动信号，主控装置再次驱动检测仪烘干装置和检测仪称重装置。
所述异常报警装置用于进行异常报警，呼叫人为干预；异常报警装置包括第五数据处理器、语音报警器及其驱动电路，第五数据处理器接收主控装置的控制指令向驱动电路发送驱动指令，驱动电路驱动语音报警器发出语音的异常报警。
主控装置包括可编辑控制器、第六数据存储器、人机交互单元等；可编辑控制器与第六数据存储器配合，可执行对检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置的控制动作；可编辑控制器与人机交互单元的配合，方便相关工作人员进行日常运维管理以及应急时采取人为干预控制等。
上述方案中，针对“自动化设备的水位检测仪长时间浸泡在污水中，容易积聚一定量的污物在其外壁上，可能导致水位检测仪的检测精度受到影响”的问题，通过设计检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置之间的配合方案，可周期性对水位检测仪进行自动检测和自动调节，有效排除上述异常情况对检测精度的干扰。
进一步的，如图2所示，所述主控装置控制所述检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置处于常闭状态；
当水位检测处于检测周期时，所述主控装置控制所述检测仪抓取装置开启；
当所述检测仪抓取装置完成自动抓取水位检测仪动作后，所述主控装置控制所述检测仪烘干装置开启；
当所述检测仪烘干装置对水位检测仪进行烘干完成后，所述主控装置控制所述检测仪称重装置开启；
当所述检测仪称重装置判断出所述实时称重数据异常时，所述主控装置控制所述摄像识别装置开启；
当所述摄像识别装置判断出所述实时图像数据异常时，所述主控装置控制所述检测仪冲洗装置开启；
当所述检测仪冲洗装置的清洗时间达到预设时间时，所述主控装置控制所述计时复核装置开启；
当所述计时复核装置判断出水位检测仪未清洗成功时，所述主控装置控制所述异常报警装置开启。
上述方案中，通过检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置之间的有序配合启动，可避免大部分装置长时间处于无效检测状态，避免造成多余能耗；设计摄像识别装置的检测作为检测仪称重装置检测结果的检验环节，可保障水位检测仪附着污物的检测精度，同时，摄像识别相较于称重检测的硬件成本更高、能耗更高，靠后动作可进一步降低能耗和延长其使用寿命，降低硬件损坏概率；并且，还设计了计时复核装置对清洗环节进行检验，保障自动清洗环节的可靠性等。
进一步的，还包括红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元，所述主控装置分别与所述红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元连接；
所述红外检测装置用于检测滑块是否处于移动状态；红外检测装置可采用红外检测仪。
所述声音检测装置用于检测滑块在移动过程中的实时声音数据，并判断所述实时声音数据是否异常；声音检测装置采用声音传感器。
所述间隙检测装置用于检测滑块与导轨之间的间隙是否异常；间隙检测装置为间距传感器。
所述摄像识别单元用于检测滑块与导轨区域的实时图像信息，并根据所述实时图像信息判断滑块与导轨之间的间隙是否异常。摄像识别单元包括第二摄像头、第七数据处理器、第七数据存储器；第二摄像头用于采集滑块与导轨区域的实时图像信息，第七数据存储器用于存储滑块与导轨区域的标准图像数据，第七数据处理器用于将实时图像信息与标准图像数据进行对比分析，从而判断滑块与导轨之间的间隙是否异常。
上述方案中，考虑到水位检测仪会带动滑块移动，滑块长期移动可能造成滑块与导轨之间的适配结构出现异常情况；因此，设计红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别装置对上述异常情况进行实时监测，便于相关工作人员能快速知晓并及时采取应急措施等。
进一步的，所述主控装置控制所述红外检测装置处于常开状态，控制所述声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元处于常闭状态；
当所述红外检测装置检测到滑块处于移动状态时，所述主控装置控制所述声音检测装置开启；
当所述声音检测装置判断出所述实时声音数据异常时，所述主控装置控制所述间隙检测装置开启；
当所述间隙检测装置检测到滑块与导轨之间的间隙异常时，所述主控装置控制所述摄像识别装置开启；
当所述摄像识别单元判断到滑块与导轨之间的间隙异常时，所述主控装置控制所述异常报警装置开启。
上述方案中，通过红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元之间的有序配合启动，可避免过多检测装置长时间无效动作，降低系统整体能耗。
进一步的，还包括振动检测装置，所述振动检测装置与所述主控装置连接；
所述振动检测装置用于检测滑块是否产生异常振动；振动检测装置可采用振动传感器。
其中，所述主控装置控制所述振动检测装置处于常闭状态；
当自动化设备所在环境存在噪音时，所述振动检测装置替代所述声音检测装置动作，即：
当所述红外检测装置检测到滑块处于移动状态时，所述主控装置控制所述振动检测装置开启；
当所述振动检测装置检测到滑块产生异常振动时，所述主控装置控制所述间隙检测装置开启。
上述方案中，考虑到部分自动化设备所在环境可能存在噪音，而噪音会影响声音检测装置的正常工作；因此，设计振动检测装置作为声音检测装置的替代方案，可克服上述缺陷。
进一步的，还包括无线通信装置（可采用5G通信收发器）和移动终端（可采用智能手机等），所述主控装置通过所述无线通信装置与所述移动终端网络连接，实现远程数据交互。
用于污水处理厂的智慧监控方法，采用如上述的用于污水处理厂的智慧监控系统进行智慧监控。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的用于污水处理厂的智慧监控方法。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.用于污水处理厂的智慧监控系统，包括终端箱体、导轨，导轨安装在终端箱体的右面，且导轨的内部开设有凹槽，凹槽的内部两侧粘接有导电片，且导电片的外部接触有弹性触片，弹性触片从左到右贯穿有滑块，且弹性触片的外侧安装有磁柱，弹性触片的末端连接有第一导线，且第一导线的末端连接有水位检测仪；其特征在于，还包括检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置和主控装置，所述主控装置分别与所述检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置连接；
所述检测仪抓取装置用于自动抓取水位检测仪；所述检测仪烘干装置用于对水位检测仪进行烘干；所述检测仪称重装置用于检测水位检测仪的实时称重数据，并判断所述实时称重数据是否异常；所述摄像识别装置用于采集水位检测仪的实时图像数据，并判断所述实时图像数据是否异常；所述检测仪冲洗装置用于对水位检测仪进行清洗；所述计时复核装置用于当清洗时间达到预设时间时，对水位检测仪再次进行烘干和称重，并判断水位检测仪是否清洗成功；所述异常报警装置用于进行异常报警，呼叫人为干预；
所述主控装置控制所述检测仪抓取装置、检测仪烘干装置、检测仪称重装置、摄像识别装置、检测仪冲洗装置、计时复核装置、异常报警装置处于常闭状态；
当水位检测处于检测周期时，所述主控装置控制所述检测仪抓取装置开启；
当所述检测仪抓取装置完成自动抓取水位检测仪动作后，所述主控装置控制所述检测仪烘干装置开启；
当所述检测仪烘干装置对水位检测仪进行烘干完成后，所述主控装置控制所述检测仪称重装置开启；
当所述检测仪称重装置判断出所述实时称重数据异常时，所述主控装置控制所述摄像识别装置开启；
当所述摄像识别装置判断出所述实时图像数据异常时，所述主控装置控制所述检测仪冲洗装置开启；
当所述检测仪冲洗装置的清洗时间达到预设时间时，所述主控装置控制所述计时复核装置开启；
当所述计时复核装置判断出水位检测仪未清洗成功时，所述主控装置控制所述异常报警装置开启。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的智慧监控系统，其特征在于，还包括红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元，所述主控装置分别与所述红外检测装置、声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元连接；
所述红外检测装置用于检测滑块是否处于移动状态；
所述声音检测装置用于检测滑块在移动过程中的实时声音数据，并判断所述实时声音数据是否异常；
所述间隙检测装置用于检测滑块与导轨之间的间隙是否异常；
所述摄像识别单元用于检测滑块与导轨区域的实时图像信息，并根据所述实时图像信息判断滑块与导轨之间的间隙是否异常。
3.根据权利要求2所述的用于污水处理厂的智慧监控系统，其特征在于，所述主控装置控制所述红外检测装置处于常开状态，控制所述声音检测装置、间隙检测装置、摄像识别单元处于常闭状态；
当所述红外检测装置检测到滑块处于移动状态时，所述主控装置控制所述声音检测装置开启；
当所述声音检测装置判断出所述实时声音数据异常时，所述主控装置控制所述间隙检测装置开启；
当所述间隙检测装置检测到滑块与导轨之间的间隙异常时，所述主控装置控制所述摄像识别装置开启；
当所述摄像识别单元判断到滑块与导轨之间的间隙异常时，所述主控装置控制所述异常报警装置开启。
4.根据权利要求3所述的用于污水处理厂的智慧监控系统，其特征在于，还包括振动检测装置，所述振动检测装置与所述主控装置连接；
所述振动检测装置用于检测滑块是否产生异常振动；
其中，所述主控装置控制所述振动检测装置处于常闭状态；
当自动化设备所在环境存在噪音时，所述振动检测装置替代所述声音检测装置动作，即：
当所述红外检测装置检测到滑块处于移动状态时，所述主控装置控制所述振动检测装置开启；
当所述振动检测装置检测到滑块产生异常振动时，所述主控装置控制所述间隙检测装置开启。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于污水处理厂的智慧监控系统，其特征在于，还包括无线通信装置和移动终端，所述主控装置通过所述无线通信装置与所述移动终端网络连接。
6.用于污水处理厂的智慧监控方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的用于污水处理厂的智慧监控系统进行智慧监控。
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