CN117351584A - 基于可穿戴mr设备的中小型污水处理站巡检系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统及方法，包括设备监测模组、工艺监测模组、MR辅助巡检模组与远程管理模组；MR辅助巡检模组与设备检测模组、工艺监测模组电性连接；远程管理模组与MR辅助巡检模组电性连接；设备监测模组配置为，对不同设备的运行情况及监测数据进行实时传输、反馈；工艺监测模组用于检测设备不同工艺参数下的设备运行数据；MR辅助巡检模组配置为，将设备检测模组与工艺监测模组采集的监测数据实时传输并反馈至远程管理模组，若监测数据异常，通过远程管理模组进行报警，本发明通过可穿戴MR设备，在污水处理站的场景中被不断重复使用，节约了设备成本投入和维护周期。

Description

基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理站巡检领域，更具体的，涉及一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统及方法。
背景技术
当前污水处理厂尤其是乡村的中小型污水处理站的控制系统以及管理模式比较粗放，污水处理厂有较为集中的设备以及管理人员进行一定频次的设备检查、水质检查以及信息反馈，但是在实际的巡检及管理过程中，许多管理条例以及要求不能被科学化的执行和监督，当前的一些日常巡检记录主要依靠台账等记录的方式进行，这样的管理方式既无法监督巡检人员实际的工作内容，也无法对设备的问题进行实时的反应和维修。尤其是一些地区散布的小型污水处理站由于数量较多且在一个区域内分布不一，造成了实际的科学化管理困难；许多中小型的污水处理站虽然制定了相应的维护管理办法，包括明确站点的日常运行维护、落实人员的管理职责以及做好管理台账记录等等，但是由于各个片区污水处理站的情况不一，比如站点进出水的情况、设备的运行情况、设施的安全情况等，单一的依靠巡查人员手动的记录可能造成疏漏或者记录错误；其次没有信息化集成的设备，巡查人员无法对各个站点的实际情况(例如设备运行情况、水质监测情况等)进行实时的监测并及时对出现问题的对应设备或工艺进行维护，容易造成水处理站的水质异常检测延迟的问题，再者巡检人员的更换，也造成了巡检流程规范化的交接问题，交接过程中可能出现的疏漏以及新员工的培训不规范也可能造成在接下来的巡检过程中出现问题,现有的污水处理厂可视化AR实景巡查系统的应用范围为污水处理厂类型的设备较为集中的应用场景，其摄像机硬件在厂区内以及室内以高清全景摄像机、智能高速球摄像机和高清鱼眼摄像机作为硬件，并且在实际的应用中需要在每一个区域或工艺设备旁配置多个摄像机，此方法可以应用于一些设备较为集中的污水处理厂，然而在实际的其他场景中，比如乡村区域散布型污水处理站的使用场景中，该方法的成本过高，不能满足实际项目的需要。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统及方法。
本发明第一方面提供了一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，包括：设备监测模组、工艺监测模组、MR辅助巡检模组与远程管理模组；
所述MR辅助巡检模组与所述设备检测模组、工艺监测模组电性连接；
所述远程管理模组与所述MR辅助巡检模组电性连接；
所述设备监测模组配置为，对不同设备的运行情况及监测数据进行实时传输、反馈；
所述工艺监测模组用于检测设备不同工艺参数下的设备运行数据；
所述MR辅助巡检模组配置为，将设备检测模组与工艺监测模组采集的监测数据实时传输并反馈至远程管理模组，若监测数据异常，通过远程管理模组进行报警。
作为一种优选方案，所述设备监测模组包括水泵运行情况监测模块、进水流量计监测模块、出水流量计监测模块、设备能耗情况监测模块。
作为一种优选方案，所述工艺监测模组包括液位计监测模块、水质监测模块、好氧管理监测模块与厌氧管理监测模块。
作为一种优选方案，所述MR辅助巡检模组包括：MR设备模块、数据传输通讯模块、MR软件巡检模块与二维码显示模块，所述数据传输通讯模块与所述设备检测模组电性连接，所述MR软件巡检模块与所述MR设备模块电性连接。
作为一种优选方案，所述远程管理模块包括报警模块、数据监测模块、GIS地理信息模块与标签管理模块，所述GIS地理信息模块与MR辅助巡检模组的通讯模块相连传输数据，所述标签管理模块用于对不同管理内容进行归档和检查，所述数据监测模块与MR辅助巡检模组电性连接。
本发明第二方面提供了一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法，所述基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法应用于上述任一项权利要求所述的基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统；所述基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法包括如下步骤：
S 1，巡检人员通过佩戴MR可穿戴设备，通过MR可穿戴设备显示污水处理站三维模型；
S2，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过MR设备进行GIS定位，确定不同设备区域；
S3，根据不同设备的监测指标对设备进行巡检；
S4，记录不同设备的工作数据，并对工作数据进行记录。
作为一种优选方案，步骤S2中对设备的定位方法还包括通过二维码显示模块识别指定区域二维码触发定位功能，对设备进行定位。
作为一种优选方案，步骤S1中将污水处理站分成多个不同的区域，每个区域设置有不同的设备，巡检人员对多个不同的区域进行按照一定的顺序进行巡检。
作为一种优选方案，步骤S2中，根据污水处理站的三维模型建立多个巡检路径，巡检人员巡检过程中记录不同巡检路径的巡检时间，筛选最优巡检路径，并对路径进行实时优化。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明使用了移动可穿戴混合现实设备MR，可以在不同厂区或污水处理站的场景中被不断重复使用，本发明在区域型散布的中小型污水处理站场景使用过程中极大的节约了巡检管理信息化升级带来的设备成本投入和维护周期。
(2)本发明混合现实融合了虚拟现实以及增强现实的优势，通过现场定期巡检的方法，使用者可以通过显示屏全方面的了解设备的每一个角度的运行情况，即使在设备升级或迭代的需求中，仅需要升级设备需要的软件模组，节约硬件投入成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统框图。
图2是本发明实施例基于可穿戴MR设备关闭状态下的中小型污水处理站场景分布图。
图3是本发明实施例基于可穿戴MR设备开启状态下的中小型污水处理站场景分布图。
图4是本发明实施例基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法流程图。
图中，1、设备间，101、控制柜，102、仪表柜，103、鼓风机，104、药剂桶，2、工艺池，201、厌氧池，202、好氧池，203、沉淀池，3、污泥池，4、污水处理站大门，5、MR可穿戴设备，6、格栅池，7、污水处理站围栏，8、调节池，9、流量泵。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
参见图1示，本发明公开了一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，包括：设备监测模组、工艺监测模组、MR辅助巡检模组与远程管理模组；MR辅助巡检模组与设备检测模组、工艺监测模组电性连接；远程管理模组与MR辅助巡检模组电性连接；设备监测模组配置为，对不同设备的运行情况及监测数据进行实时传输、反馈；工艺监测模组用于检测设备不同工艺参数下的设备运行数据；MR辅助巡检模组配置为，将设备检测模组与工艺监测模组采集的监测数据实时传输并反馈至远程管理模组，若监测数据异常，通过远程管理模组进行报警。
如此，本发明使用了移动可穿戴混合现实设备MR，可以在不同厂区或污水处理站的场景中被不断重复使用，本发明在区域型散布的中小型污水处理站场景使用过程中极大的节约了巡检管理信息化升级带来的设备成本投入和维护周期。
根据本发明实施例，设备监测模组包括水泵运行情况监测模块、进水流量计监测模块、出水流量计监测模块、设备能耗情况监测模块，工艺监测模组包括液位计监测模块、水质监测模块、好氧管理监测模块与厌氧管理监测模块。
根据本发明实施例，MR辅助巡检模组包括：MR设备模块、数据传输通讯模块、MR软件巡检模块与二维码显示模块，数据传输通讯模块与设备检测模组电性连接。
根据本发明实施例，远程管理模块包括报警模块、数据监测模块、GIS地理信息模块与标签管理模块，GIS地理信息模块与MR辅助巡检模组的通讯模块相连传输数据，标签管理模块用于对不同管理内容进行归档和检查，数据监测模块与MR辅助巡检模组电性连接。
具体的，通过设备监测模组以及工艺监测模组对不同设备的运行情况以及不同工艺需求的管理模块的监测情况进行数据的实时传输、反馈；该两组模块分别与MR辅助巡检模组中的通讯模块以及远程管理模组中的数据监测模块相连，将监测数据实时的传输并反馈给工作人员，如果数据有剧烈波动或者不符合安全生产的数据出现，通过远程管理模组的报警模块迅速告知工作人员并进行检修，GIS地理信息模块的使用方便了远程管理人员调取不同位置的小型污水处理站的巡检情况，并监督巡检人员是否正确的到达了指定污水处理站位置，该GIS地理信息模块与MR辅助巡检模组的通讯模块相连传输数据，远程管理模块中的标签管理模块方便管理人员对不同管理内容进行归档和检查。
进一步的，MR设备模块的主要组成部分为可穿戴的MR显示设备以及其扩展设备，通过MR软件巡检模块的程序编辑，巡检人员可以通过MR设备模块的设备根据MR软件巡检模块预设的巡检办法对污水处理站进行科学的巡检。通讯模块和二维码显示模块的使用，使得巡检人员或其他参观人员可以通过GIS位置定位信息或二维码扫描的形式对污水处理站设备进行巡检管理和巡检学习。
实施例二
本实施例与实施例一相同的部分不再进行赘述，不同之处在于：
如图2-4所示，本发明第二方面提供了一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法，基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法应用于上述任一项权利要求的基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统；基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法包括如下步骤：
S 1，巡检人员通过佩戴MR可穿戴设备5，通过MR可穿戴设备5显示污水处理站三维模型；
S2，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过MR设备进行GIS定位，确定不同设备区域；
S3，根据不同设备的监测指标对设备进行巡检；
S4，记录不同设备的工作数据，并对工作数据进行记录。
具体的，污水处理站包括可穿戴设备、污水处理站大门4、格栅池6及截污井，截污井设置在格栅池6的一侧、污水处理站围栏6、污泥池3、工艺池2，工艺池2、流量泵9及设备间1，其中，工艺池2包括厌氧池201、好氧池202与沉淀池203。
进一步的，在未开启MR可穿戴设备5状态时，巡检人员只能从该处理站观察到可穿戴设备、污水处理站大门4、格栅池6及截污井、污水处理站围栏6、污泥池3、工艺池2、流量泵9及设备间1。流量泵9设置在调节池的一侧，在开启MR可穿戴设备5状态时，巡检人员可以从该处理站观察到除上述肉眼可见的围墙或格挡外，还可以观察到格栅池6和截污井的结构模型、污泥井的位置及结构模型、调节池8的位置及结构模型、工艺池2内部的三种工艺池2包含：厌氧池201、好氧池202以及沉淀池203内部的工艺设备。
具体的，本发明的巡检流程如下：在巡检过程中，巡检人员通过佩戴MR可穿戴设备5开始对中小型污水处理站进行巡检，从污水处理站大门4开始，通过GIS的定位功能MR可穿戴设备5自动识别巡检人员进入需要巡检的污水处理站围栏6范围内部，并在MR可穿戴设备5的显示屏幕上弹出开始工作提醒，在MR软件巡检模块的帮助指导下，巡检人员开始分别对不同的工艺和设备进行科学检查。
格栅池6、截污井检查流程如下：通过MR可穿戴设备5显示三维模型，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过二维码显示模块识别指定区域二维码或根据MR设备模块的GIS定位扩展设备触发定位功能，检查格栅池6是否存在杂物并对杂物进行清理并在MR软件巡检模块中进行工作确认。
调节池8巡检流程如下：通过MR可穿戴设备5显示三维模型，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过二维码显示模块识别指定区域二维码或根据MR设备模块的GIS定位扩展设备触发定位功能，检查调节池8，确认调节池8进水情况，并根据提示进行下一步操作。
设备间1巡检流程如下：设备间1包括药剂桶104、加药泵、鼓风机103、仪表柜102与控制柜101。药剂桶104与加压泵连接，控制柜101与仪表柜102连接，控制柜101用于控制加药泵与鼓风机103，仪表柜102用于显示加药泵与鼓风机103的运行状态，通过MR可穿戴设备5显示三维模型，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，检查设备间1，识别指定区域工作间内控制柜101和仪表柜102的二维码，巡检人员根据提示进行操作，确认安全故障指示灯是否亮起，并根据提示打开备用设备排查是否存在故障，根据MR可穿戴设备5提示和引导，巡检员寻找鼓风机103位置并进行二维码识别操作，根据提示巡检员检查确认工作间内器械完整度，传送带是否老化断裂，是否漏油、回流泵工况等；寻找药剂桶104、加药泵位置并进行二维码识别操作，识别完成后，根据提示进行确认，检查设备是否正常，若正常选择进行下一步进行加药操作，若不正常需要进行检修并在MR软件巡检模块中进行工作确认。
工艺池2巡检流程如下：通过MR可穿戴设备5显示三维模型，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过二维码显示模块识别指定区域二维码或根据MR设备模块的GIS定位扩展设备触发定位功能，检查工艺池2，根据提示，检查厌氧池201的设备运行情况、好氧池202的水质情况，冒泡是否正常、水质是否均匀；之后检查沉淀池203出水管的水质是否清澈，并在MR软件巡检模块中进行工作确认。
污泥池3巡检流程如下：通过MR可穿戴设备5显示三维模型，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过二维码显示模块识别指定区域二维码或根据MR设备模块的GIS定位扩展设备触发定位功能，检查污泥池3，根据MR可穿戴设备5提示，进行污泥总量观察，如果污泥量超出剂量范围，巡检员需开启污泥调节池8调节阀门排除淤泥，完成上述操作后在MR软件巡检模块中进行工作确认。
通过MR可穿戴设备5显示三维模型，显示工作数据分析面板，通过工作量统计、频次统计等进行数据总结。
根据本发明实施例，步骤S2中对设备的定位方法还包括通过二维码显示模块识别指定区域二维码触发定位功能，对设备进行定位。
根据本发明实施例，步骤S1中将污水处理站分成多个不同的区域，每个区域设置有不同的设备，巡检人员对多个不同的区域进行按照一定的顺序进行巡检。
根据本发明实施例，步骤S2中，根据污水处理站的三维模型建立多个巡检路径，巡检人员巡检过程中记录不同巡检路径的巡检时间，筛选最优巡检路径，并对路径进行优化。
综上，本发明混合现实融合了虚拟现实以及增强现实的优势，通过现场定期巡检的方法，使用者可以通过显示屏全方面的了解设备的每一个角度的运行情况，即使在设备升级或迭代的需求中，仅需要升级设备需要的软件模组，节约硬件投入成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，包括：设备监测模组、工艺监测模组、MR辅助巡检模组与远程管理模组；其特征在于，
所述MR辅助巡检模组与所述设备检测模组、工艺监测模组电性连接；
所述远程管理模组与所述MR辅助巡检模组电性连接；
所述设备监测模组配置为，对不同设备的运行情况及监测数据进行实时传输、反馈；
所述工艺监测模组用于检测设备不同工艺参数下的设备运行数据；
所述MR辅助巡检模组配置为，将设备检测模组与工艺监测模组采集的监测数据实时传输并反馈至远程管理模组，若监测数据异常，通过远程管理模组进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，其特征在于，所述设备监测模组包括水泵运行情况监测模块、进水流量计监测模块、出水流量计监测模块、设备能耗情况监测模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，其特征在于，所述工艺监测模组包括液位计监测模块、水质监测模块、好氧管理监测模块与厌氧管理监测模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，其特征在于，所述MR辅助巡检模组包括：MR设备模块、数据传输通讯模块、MR软件巡检模块与二维码显示模块，所述数据传输通讯模块与所述设备检测模组电性连接，所述MR软件巡检模块与所述MR设备模块电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统，其特征在于，所述远程管理模块包括报警模块、数据监测模块、GIS地理信息模块与标签管理模块，所述GIS地理信息模块与MR辅助巡检模组的通讯模块相连传输数据，所述标签管理模块用于对不同管理内容进行归档和检查，所述数据监测模块与MR辅助巡检模组电性连接。
6.一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法，其特征在于，所述基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法应用于权利要求1-5中任一项所述的基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检系统；所述基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法包括如下步骤：
S 1，巡检人员通过佩戴MR可穿戴设备，通过MR可穿戴设备显示污水处理站三维模型；
S2，根据提示和MR路径引导巡检员移步至指定区域，通过MR设备进行GIS定位，确定不同设备区域；
S3，根据不同设备的监测指标对设备进行巡检；
S4，记录不同设备的工作数据，并对工作数据进行记录。
7.根据权利要求6述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法，其特征在于，步骤S2中对设备的定位方法还包括通过二维码显示模块识别指定区域二维码触发定位功能，对设备进行定位。
8.根据权利要求6所述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法，其特征在于，步骤S1中将污水处理站分成多个不同的区域，每个区域设置有不同的设备，巡检人员对多个不同的区域进行按照一定的顺序进行巡检。
9.根据权利要求6所述的一种基于可穿戴MR设备的中小型污水处理站巡检方法，其特征在于，步骤S2中，根据污水处理站的三维模型建立多个巡检路径，巡检人员巡检过程中记录不同巡检路径的巡检时间，筛选最优巡检路径，并对路径进行实时优化。
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