本发明涉及环保监测的技术领域,特别涉及基于物联网农村生活污水处理智能监控系统。
背景技术:
目前,由于农村地区缺乏相应的污水处理基础设备,大部分农村生活污水都是未经过任何污水处理就直接排放到河流或者土壤等外界环境中,这很容易导致生活污水中的无机物或者含磷有机物会渗透到自然水环境或者土壤环境中,从而导致自然水体发生营养化或者土壤结块的情况发生。虽然,现有技术已经针对农村地区的生活污水提供相应的污水处理设备,但是这类污水处理设备的污水处理过程过于简单,其并能根据生活污水的实际排放情况进行适应性的污水净化操作,这严重地降低了农村生活污水处理的效率和智能化程度。
技术实现要素:
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供基于物联网农村生活污水处理智能监控系统,其包括生活污水排放影像获取模块、生活污水排放参数确定模块、生活污水净化处理模块、净化水检测与排放模块和物联网中央控制模块;该生活污水排放影像获取模块用于获取生活污水排放口对应的实时生活污水排放影像;该生活污水排放参数确定模块用于对该实时生活污水排放影像进行分析,从而确定该生活污水排放口对应的生活污水排放总量、生活污水排放速度和生活污水排放时间段中的至少一者,以此作为生活污水排放参数;该物联网中央控制模块用于根据该生活污水排放参数,向该生活污水净化处理模块发送污水净化操作指示信号;该生活污水净化处理模块用于根据该污水净化操作指示信号,对该生活污水排放口排放的生活污水进行净化处理;该净化水检测与排放模块用于检测该净化处理后得到的净化水的水质,并根据检测的水质结果,对该净化水进行适应性的排放操作;可见,该基于物联网农村生活污水处理智能监控系统通过对农村地区的生活污水排放口进行影像拍摄,以此实现对生活污水排放口污水排放状态的实时监测,并且该根据拍摄到的污水排放影像获得相应的生活污水排放参数,从而根据该生活污水排放参数进行适应性的生活污水净化处理,最后根据净化处理的净化水自身的水质情况将该净化水进行不同模式的排放操作,从而保证该净化水都能够得到有效的循环利用以及避免生活污水任意排放而污染环境情况的发生,以此提高农村生活污水处理的效率和智能化程度。
本发明提供基于物联网农村生活污水处理智能监控系统,其特征在于,其包括生活污水排放影像获取模块、生活污水排放参数确定模块、生活污水净化处理模块、净化水检测与排放模块和物联网中央控制模块;其中,
所述生活污水排放影像获取模块用于获取生活污水排放口对应的实时生活污水排放影像;
所述生活污水排放参数确定模块用于对所述实时生活污水排放影像进行分析,从而确定所述生活污水排放口对应的生活污水排放总量、生活污水排放速度和生活污水排放时间段中的至少一者,以此作为生活污水排放参数;
所述物联网中央控制模块用于根据所述生活污水排放参数,向所述生活污水净化处理模块发送污水净化操作指示信号;
所述生活污水净化处理模块用于根据所述污水净化操作指示信号,对所述生活污水排放口排放的生活污水进行净化处理;
所述净化水检测与排放模块用于检测所述净化处理后得到的净化水的水质,并根据检测的水质结果,对所述净化水进行适应性的排放操作;
进一步,所述生活污水排放影像获取模块包括双目摄像子模块、影像预处理子模块和影像存储子模块;其中,
所述双目摄像子模块用于对所述生活污水排放口进行连续双目拍摄,从而获得所述生活污水排放口的实时双目生活污水排放影像;
所述影像预处理子模块用于对所述实时双目生活污水排放影像进行降噪预处理;
所述影像存储子模块用于按照拍摄时序将经过所述降噪预处理的所述实时双目生活污水排放影像划分为若干子影像以及存储所述若干子影像;
进一步,所述双目影像子模块包括双目摄像头和摄像调整云台;其中,
所述双目摄像头包括相对于所述生活污水排放口设置于不同位置处的两个可变焦摄像头;
所述摄像调整云台包括云台基座、第一云台支架和第二云台支架;
所述第一云台支架和所述第二云台支架均可转动地设置在所述云台基座上;
所述第一云台支架上安装有一个可变焦摄像头,所述第二云台支架上安装有另一个可变焦摄像头;
所述第一云台支架和所述第二云台支架均为六自由度调整云台支架,其能够调整对应的可变焦摄像头各自的六自由度姿态;
进一步,所述生活污水排放参数确定模块包括影像分析子模块、生活污水排放总量/排放速度确定子模块和生活污水排放时间段确定子模块;其中,
所述影像分析子模块用于计算所述实时生活污水排放影像对应的视差影像信息,并从所述视差影像信息中提取得到生活污水排放影像色调特征、生活污水排放影像纹理特征和生活污水排放影像轮廓特征;
所述生活污水排放总量/排放速度确定子模块用于根据所述生活污水排放影像色调特征和所述生活污水排放影像纹理特征,获得所述生活污水排放总量和所述生活污水排放速度;
所述生活污水排放时间段确定子模块用于根据所述生活污水排放影像轮廓特征,获得所述生活污水排放时间段;
进一步,所述影像分析子模块包括视差影像计算单元、色调特征提取单元、纹理特征提取单元和轮廓特征提取单元;其中,
所述视差影像计算单元用于对不同视角拍摄得到的实时生活污水排放影像进行图像比对,从而获得所述视差影像信息;
所述色调特征提取单元用于从所述视差影像信息中提取得到所述生活污水排放影像色调特征;
所述纹理特征提取单元用于从所述视差影像信息中提取得到所述生活污水排放影像纹理特征;
所述轮廓特征提取单元用于从所述视差影像信息中提取得到所述生活污水排放影像轮廓特征;
进一步,所述物联网中央控制模块包括历史排污数据库单元、生活污水排放趋势确定单元和污水净化操作指示信号生成单元;其中,
所述历史排污数据库单元用于构建关于农村地区的历史生活污水排放数据库;
所述生活污水排放趋势确定单元用于根据所述历史生活污水排放数据库,构建关于所述农村地区的生活污水排放趋势预测模型,并结合所述生活污水排放参数与所述生活污水排放趋势预测模型,确定所述生活污水排放口的实时生活污水排放进度;
所述污水净化操作指示信号生成单元用于根据所述实时生活污水排放进度,向所述生活污水净化处理模块发送污水净化操作指示信号;
进一步,所述生活污水净化处理模块包括固体杂质沉淀与过滤子模块、重金属离子沉淀子模块、酸碱度调整子模块和杀菌消毒子模块;其中,
所述固体杂质沉淀与过滤子模块用于沉淀并过滤所述生活污水中的固体杂质;
所述重金属离子沉淀子模块用于对所述生活污水中的重金属离子进行化学反应沉淀,并过滤去除对应的重金属沉淀物;
所述酸碱度调整子模块用于调整所述生活污水的ph值,从而使所述生活污水的ph值处于预设ph值范围内;
所述杀菌消毒子模块用于对所述生活污水进行含氯化合物消毒处理和紫外线杀菌处理;
进一步,所述净化水检测与排放模块包括水质检测与分类子模块和净化水排放子模块;其中,
所述水质检测与分类子模块用于检测所述净化处理后得到的净化水的水质,并根据检测的水质结果,将所述净化水区分为不同水质级别;
所述净化水排放子模块用于根据水质级别的区分结果,将所述净化水排放到不同环境场合中。
相比于现有技术,该基于物联网农村生活污水处理智能监控系统包括生活污水排放影像获取模块、生活污水排放参数确定模块、生活污水净化处理模块、净化水检测与排放模块和物联网中央控制模块;该生活污水排放影像获取模块用于获取生活污水排放口对应的实时生活污水排放影像;该生活污水排放参数确定模块用于对该实时生活污水排放影像进行分析,从而确定该生活污水排放口对应的生活污水排放总量、生活污水排放速度和生活污水排放时间段中的至少一者,以此作为生活污水排放参数;该物联网中央控制模块用于根据该生活污水排放参数,向该生活污水净化处理模块发送污水净化操作指示信号;该生活污水净化处理模块用于根据该污水净化操作指示信号,对该生活污水排放口排放的生活污水进行净化处理;该净化水检测与排放模块用于检测该净化处理后得到的净化水的水质,并根据检测的水质结果,对该净化水进行适应性的排放操作;可见,该基于物联网农村生活污水处理智能监控系统通过对农村地区的生活污水排放口进行影像拍摄,以此实现对生活污水排放口污水排放状态的实时监测,并且该根据拍摄到的污水排放影像获得相应的生活污水排放参数,从而根据该生活污水排放参数进行适应性的生活污水净化处理,最后根据净化处理的净化水自身的水质情况将该净化水进行不同模式的排放操作,从而保证该净化水都能够得到有效的循环利用以及避免生活污水任意排放而污染环境情况的发生,以此提高农村生活污水处理的效率和智能化程度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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为本发明提供的基于物联网农村生活污水处理智能监控系统的结构示意图。
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作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。
参阅图1,为本发明实施例提供的基于物联网农村生活污水处理智能监控系统的结构示意图。该基于物联网农村生活污水处理智能监控系统包括生活污水排放影像获取模块、生活污水排放参数确定模块、生活污水净化处理模块、净化水检测与排放模块和物联网中央控制模块;其中,
该生活污水排放影像获取模块用于获取生活污水排放口对应的实时生活污水排放影像;
该生活污水排放参数确定模块用于对该实时生活污水排放影像进行分析,从而确定该生活污水排放口对应的生活污水排放总量、生活污水排放速度和生活污水排放时间段中的至少一者,以此作为生活污水排放参数;
该物联网中央控制模块用于根据该生活污水排放参数,向该生活污水净化处理模块发送污水净化操作指示信号;
该生活污水净化处理模块用于根据该污水净化操作指示信号,对该生活污水排放口排放的生活污水进行净化处理;
该净化水检测与排放模块用于检测该净化处理后得到的净化水的水质,并根据检测的水质结果,对该净化水进行适应性的排放操作。
该基于物联网农村生活污水处理智能监控系统通过对生活污水排放口进行自动化摄像监测,能够及时地获得该生活污水排放口的污水排放状态,并根据该污水排放状态对生活污水进行适应性的净化处理,这样能够保证对不同污水排放类型进行有针对性的净化处理,以确保该净化处理能够最大限度地提高生活污水的净化效率,最后根据净化后的水质将净化水用于灌溉、消防或者非饮用生活水等不同场合,从而提高净化水的利用效率。
优选地,该生活污水排放影像获取模块包括双目摄像子模块、影像预处理子模块和影像存储子模块;其中,
该双目摄像子模块用于对该生活污水排放口进行连续双目拍摄,从而获得该生活污水排放口的实时双目生活污水排放影像;
该影像预处理子模块用于对该实时双目生活污水排放影像进行降噪预处理;
该影像存储子模块用于按照拍摄时序将经过该降噪预处理的该实时双目生活污水排放影像划分为若干子影像以及存储该若干子影像。
通过对生活污水排放口进行双目拍摄能够全面地获得生活污水排放口的污水排放情况,以便于后续精确地确定生活污水排放参数。
优选地,该双目影像子模块包括双目摄像头和摄像调整云台;其中,
该双目摄像头包括相对于该生活污水排放口设置于不同位置处的两个可变焦摄像头;
该摄像调整云台包括云台基座、第一云台支架和第二云台支架;
该第一云台支架和该第二云台支架均可转动地设置在该云台基座上;
该第一云台支架上安装有一个可变焦摄像头,该第二云台支架上安装有另一个可变焦摄像头;
该第一云台支架和该第二云台支架均为六自由度调整云台支架,其能够调整对应的可变焦摄像头各自的六自由度姿态。
通过将双目摄像头安装在摄像调整云台上能够便于根据生活污水排放口的实际污水排放情况调整双目摄像头的拍摄位姿,从而提高双目摄像头的拍摄精度和稳定性。
优选地,该生活污水排放参数确定模块包括影像分析子模块、生活污水排放总量/排放速度确定子模块和生活污水排放时间段确定子模块;其中,
该影像分析子模块用于计算该实时生活污水排放影像对应的视差影像信息,并从该视差影像信息中提取得到生活污水排放影像色调特征、生活污水排放影像纹理特征和生活污水排放影像轮廓特征;
该生活污水排放总量/排放速度确定子模块用于根据该生活污水排放影像色调特征和该生活污水排放影像纹理特征,获得该生活污水排放总量和该生活污水排放速度;
该生活污水排放时间段确定子模块用于根据该生活污水排放影像轮廓特征,获得该生活污水排放时间段。
由于生活污水排放口在不同生活污水排放总量和/或排放速度的情况下,对应拍摄得到的影像的色调信息或者纹理信息也会相应不同,这样通过从该视差影像信息中提取得到生活污水排放影像色调特征和生活污水排放影像纹理特征就能够快速地和准确地计算得到该生活污水排放总量和该生活污水排放速度;此外,由于生活污水排放口在不同时间段进行污水排放的情况下,对应拍摄得到的影像的轮廓信息也会相应不同,这样通过从该视差影像信息中提取得到生活污水排放影像轮廓特征就能够快速地和准确地计算得到该生活污水排放时间段。
优选地,该影像分析子模块包括视差影像计算单元、色调特征提取单元、纹理特征提取单元和轮廓特征提取单元;其中,
该视差影像计算单元用于对不同视角拍摄得到的实时生活污水排放影像进行图像比对,从而获得该视差影像信息;
该色调特征提取单元用于从该视差影像信息中提取得到该生活污水排放影像色调特征;
该纹理特征提取单元用于从该视差影像信息中提取得到该生活污水排放影像纹理特征;
该轮廓特征提取单元用于从该视差影像信息中提取得到该生活污水排放影像轮廓特征。
通过专门的色调特征提取单元、纹理特征提取单元和轮廓特征提取单元能够准确地提取得到该生活污水排放影像色调特征、该生活污水排放影像纹理特征和该生活污水排放影像轮廓特征
优选地,该物联网中央控制模块包括历史排污数据库单元、生活污水排放趋势确定单元和污水净化操作指示信号生成单元;其中,
该历史排污数据库单元用于构建关于农村地区的历史生活污水排放数据库;
该生活污水排放趋势确定单元用于根据该历史生活污水排放数据库,构建关于该农村地区的生活污水排放趋势预测模型,并结合该生活污水排放参数与该生活污水排放趋势预测模型,确定该生活污水排放口的实时生活污水排放进度;
该污水净化操作指示信号生成单元用于根据该实时生活污水排放进度,向该生活污水净化处理模块发送污水净化操作指示信号。
通过构建关于该农村地区的生活污水排放趋势预测模型能够对农村地区当前的生活污水排放情况进行科学地和准确的预测确定,从而确保该污水净化操作指示信号与当前的生活污水排放情况向一致和提高后续对生活污水的净化效率。
优选地,该生活污水净化处理模块包括固体杂质沉淀与过滤子模块、重金属离子沉淀子模块、酸碱度调整子模块和杀菌消毒子模块;其中,
该固体杂质沉淀与过滤子模块用于沉淀并过滤该生活污水中的固体杂质;
该重金属离子沉淀子模块用于对该生活污水中的重金属离子进行化学反应沉淀,并过滤去除对应的重金属沉淀物;
该酸碱度调整子模块用于调整该生活污水的ph值,从而使该生活污水的ph值处于预设ph值范围内;
该杀菌消毒子模块用于对该生活污水进行含氯化合物消毒处理和紫外线杀菌处理。
通过对生活污水进行固体杂质沉淀与过滤、重金属离子沉淀、酸碱度调整和杀菌消毒这四个处理工序能够最大限度地提高污水净化的效率和改善污水净化后的水质情况。
优选地,该净化水检测与排放模块包括水质检测与分类子模块和净化水排放子模块;其中,
该水质检测与分类子模块用于检测该净化处理后得到的净化水的水质,并根据检测的水质结果,将该净化水区分为不同水质级别;
该净化水排放子模块用于根据水质级别的区分结果,将该净化水排放到不同环境场合中。
通过对净化处理的净化水进行水质检测,以此对净化水进行水质级别的区分,由于不同水质级别的净化水具有不同的用途,这样根据该水质级别的区分结果就能够有针对性地将该净化水排放到不同场合中,从而满足灌溉、消防或者非饮用生活水等不同场合的需要。
从上述实施例的内容可知,该基于物联网农村生活污水处理智能监控系统通过对农村地区的生活污水排放口进行影像拍摄,以此实现对生活污水排放口污水排放状态的实时监测,并且该根据拍摄到的污水排放影像获得相应的生活污水排放参数,从而根据该生活污水排放参数进行适应性的生活污水净化处理,最后根据净化处理的净化水自身的水质情况将该净化水进行不同模式的排放操作,从而保证该净化水都能够得到有效的循环利用以及避免生活污水任意排放而污染环境情况的发生,以此提高农村生活污水处理的效率和智能化程度。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。