基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器、上位機(jī)、工控機(jī)、控制器、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器和移動(dòng)終端；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器包括傳感器單元、與傳感器單元相接的信號(hào)調(diào)理電路、與信號(hào)調(diào)理電路相接的數(shù)據(jù)采集電路、與數(shù)據(jù)采集電路相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器和工控機(jī)相接的接口電路。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進(jìn)行集成化、智能化、遠(yuǎn)程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性低的問題。
【專利說明】 基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國每年約有1/3的工業(yè)廢水和90%以上的生活污水未經(jīng)處理就排入水域。水環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢，其中一個(gè)重要的原因是監(jiān)督力度不足和監(jiān)控手段落后。對(duì)于污水處理工藝，有許多重要的現(xiàn)場參數(shù)和信息(如污水的流量、液位、PH值、溫度、溶解氧濃度等)需要實(shí)時(shí)監(jiān)視和共享，這就需要同時(shí)用到較多數(shù)量且不同類型的傳感器進(jìn)行信息采集和監(jiān)測?；谶@些采集和監(jiān)測到的信息，通過多種相應(yīng)的終端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)終端控制。
[0003]現(xiàn)有的污水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題是大量不同種類和反饋模式的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中不能準(zhǔn)確、高效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和資源配置；同時(shí)由于現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)和信息的時(shí)變性很強(qiáng)，現(xiàn)有系統(tǒng)難以滿足污水處理工藝對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性的高要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進(jìn)行集成化、智能化、遠(yuǎn)程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性低的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器、布設(shè)于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的上位機(jī)、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機(jī)、接收工控機(jī)的控制指令且對(duì)污水處理過程進(jìn)行控制的控制器、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場且進(jìn)行全程視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器和通過3G網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)連接的移動(dòng)終端；所述工控機(jī)和上位機(jī)均連接有ZigBee模塊，所述工控機(jī)和上位機(jī)分別通過ZigBee模塊連接至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器包括傳感器單元、與傳感器單元相接的信號(hào)調(diào)理電路、與信號(hào)調(diào)理電路相接的數(shù)據(jù)采集電路、與數(shù)據(jù)采集電路相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器和工控機(jī)相接的接口電路；所述遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器和工控機(jī)通過3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所述控制器的一端與工控機(jī)相接且其另一端與布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機(jī)、泵和閥進(jìn)行連接；所述傳感器單元包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
[0006]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述控制器為PLC。
[0007]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路，所述DSP通過其內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合軟件對(duì)所屬傳感器單元采集到的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理。
[0008]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述接口電路為 RS485 接口。
[0009]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器為3G攝像機(jī)。
[0010]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述3G攝像機(jī)的數(shù)量為多個(gè)，且多個(gè)所述3G攝像機(jī)均安裝有太陽能電池。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn): [0012]1、能實(shí)時(shí)獲取污水處理工藝中的相關(guān)參數(shù)，并能通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)及時(shí)地發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，方便監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測與控制。
[0013]2、采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化、高效化的數(shù)據(jù)采集與參數(shù)提取。
[0014]3、系統(tǒng)運(yùn)彳丁效率聞，能耗低，費(fèi)用低。
[0015]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進(jìn)行集成化、智能化、遠(yuǎn)程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性低的問題。
[0016]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:
[0019]I 一現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器； 1-1 一傳感器單元； 1-2—信號(hào)調(diào)理電路；
[0020]1-3—數(shù)據(jù)采集電路； 1-4一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器；
[0021]1-5—接口電路；2—工控機(jī)；3—控制器；
[0022]4一遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器； 5—上位機(jī)；6—3G網(wǎng)絡(luò)；
[0023]7一移動(dòng)終端；8 —ZigBee豐旲塊；9一ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)；
[0024]10—電機(jī)；11—栗；12—閥。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器1、布設(shè)于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的上位機(jī)5、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機(jī)2、接收工控機(jī)2的控制指令且對(duì)污水處理過程進(jìn)行控制的控制器3、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場且進(jìn)行全程視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器4和通過3G網(wǎng)絡(luò)6與上位機(jī)5連接的移動(dòng)終端7 ;所述工控機(jī)2和上位機(jī)5均連接有ZigBee模塊8，所述工控機(jī)2和上位機(jī)5分別通過ZigBee模塊8連接至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)9進(jìn)行通訊；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器I包括傳感器單元1-1、與傳感器單元1-1相接的信號(hào)調(diào)理電路1-2、與信號(hào)調(diào)理電路1-2相接的數(shù)據(jù)采集電路1-3、與數(shù)據(jù)采集電路1-3相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4和工控機(jī)2相接的接口電路1-5。所述遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器4和工控機(jī)2通過3G網(wǎng)絡(luò)6進(jìn)行連接，所述控制器3的一端與工控機(jī)2相接且其另一端與布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機(jī)10、泵11和閥12進(jìn)行連接。所述傳感器單元1-1包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。其中，COD傳感器為對(duì)化學(xué)需氧量進(jìn)行檢測的傳感器。
[0026]本實(shí)施例中，所述控制器3為PLC。
[0027]本實(shí)施例中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路。所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4采用目前成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0028]本實(shí)施例中，所述接口電路1-5為RS485接口。
[0029]本實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器4為3G攝像機(jī)。
[0030]本實(shí)施例中，所述3G攝像機(jī)的數(shù)量為多個(gè)，且多個(gè)所述3G攝像機(jī)均安裝有太陽能電池。
[0031]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器(I)、布設(shè)于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的上位機(jī)(5)、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機(jī)(2)、接收工控機(jī)(2)的控制指令且對(duì)污水處理過程進(jìn)行控制的控制器(3)、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場且進(jìn)行全程視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器(4)和通過3G網(wǎng)絡(luò)(6)與上位機(jī)(5)連接的移動(dòng)終端(7)；所述工控機(jī)(2 )和上位機(jī)(5 )均連接有ZigBee模塊(8 )，所述工控機(jī)(2 )和上位機(jī)(5 )分別通過ZigBee模塊(8)連接至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(9)進(jìn)行通訊；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器(I)包括傳感器單元(1-1)、與傳感器單元(1-1)相接的信號(hào)調(diào)理電路(1-2)、與信號(hào)調(diào)理電路(1-2)相接的數(shù)據(jù)采集電路(1-3)、與數(shù)據(jù)采集電路(1-3)相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)和工控機(jī)(2)相接的接口電路(1-5);所述遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器(4)和工控機(jī)(2)通過3G網(wǎng)絡(luò)(6)進(jìn)行連接，所述控制器(3)的一端與工控機(jī)(2)相接且其另一端與布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機(jī)(10)、泵(11)和閥(12)進(jìn)行連接；所述傳感器單元(1-1)包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(3)為PLC。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述接口電路(1-5)為RS485接口。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控器(4)為3G攝像機(jī)。
6.按照權(quán)利要求5所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述3G攝像機(jī)的數(shù)量為多個(gè)，且多個(gè)所述3G攝像機(jī)均安裝有太陽能電池。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203535444SQ201320608691
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】汪春華 申請人:西安航空學(xué)院