一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及污水监测技术领域，尤其是一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统。它包括控制终端、现场流量计、比例取样控制器、取样泵、储水罐、现场数据采集仪和若干个测试仪；现场流量计装设于排污管道上并通过RS?485总线与比例取样控制器通信连接，取样泵通过管道连接于排污管道与储水罐之间，储水罐内设置有搅拌机，储水罐的出水管上设置有电磁阀，若干个测试仪通过管道分别与储水罐的出水管相连通；取样泵、电磁阀和搅拌机分别与比例取样控制器电性连接并受控于比例取样控制器，比例取样控制器、测试仪和现场数据采集仪相互间通过RS?485总线通信连接，现场数据采集仪与控制终端无线通信连接或有线通信连接；本实用新型测量数据科学精确、采样周期随机性强。
【专利说明】
一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及污水监测技术领域，尤其是一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统。
【背景技术】
[0002]目前，我国环保行业对企业污水污染物浓度监测转变为污染物排污总量监测，现有的监测系统普遍以固定时间间隔(通常每天24个样本，间隔Ih)来采集排污口污水瞬时样本，由专业检测仪器如COD测试仪、氨氮测试仪等对各污染物的含量进行检测，将这些测量值乘以这段间隔时间内的污水排放累积流量计算得到该时间段的污染物排放总量。
[0003]然而，现有监测系统采样时间固定，致使排污企业容易掌握监测系统的采样规律，从而，不诚信企业经常偷排、突排高浓度废水的问题，且难以被环保部门发现;另外，现有的监测系统中所涉及的设备均为独立的个体，其还存在系统运用成本高、监测结果不准确等问题。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于一种系统结构简单、采样周期随机性强、监测结果准确、成本低廉的基于物联网的智能化污水污染物监测系统。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，它包括控制终端、现场流量计、比例取样控制器、取样栗、储水罐、若干个测试仪以及现场数据采集仪；
[0007]所述现场流量计装设于排污管道上并通过RS-485总线与比例取样控制器通信连接，所述取样栗通过管道连接于排污管道与储水罐之间，所述储水罐内设置有搅拌机，所述储水罐的出水管上设置有电磁阀，若干个所述测试仪通过管道分别与储水罐的出水管相连通；
[0008]所述取样栗、电磁阀和搅拌机分别与比例取样控制器电性连接并受控于比例取样控制器，所述比例取样控制器、测试仪和现场数据采集仪相互间通过RS-485总线通信连接，所述现场数据采集仪内设置有无线模块，所述现场数据采集仪通过无线模块与控制终端无线通信连接或通过RS-485总线与控制终端通信连接。
[0009]优选地，所述测试仪为COD测试仪、氨氮测试仪、TOC测试仪、总磷测试仪、总氮测试仪和/或PH测试仪。
[0010]优选地，所述比例取样控制器包括微处理器、驱动电路、电源模块和若干个RS-485接口，所述微处理器通过RS-485接口与现场流量计、测试仪及现场数据采集仪对应连接，所述微处理器通过驱动电路控制取样栗、搅拌机和电磁阀的启闭，所述电源模块分别为微处理器、驱动电路和RS-485接口供电。
[0011]优选地，所述比例取样控制器还包括磁耦隔离模块和光耦隔离模块，所述磁耦隔离模块连接于RS-485接口与微处理器之间，所述光耦隔离模块连接于驱动电路与微处理器之间。
[0012]优选地，所述驱动电路包括用于控制取样栗和搅拌机启闭的继电器驱动单元以及用于控制电磁阀启闭的晶体管驱动单元。
[0013]优选地，所述微处理器包括-STM32F103型芯片。
[0014]优选地，所述电源模块包括-LMl 117型线性稳压芯片。
[0015]由于采用了上述方案，本实用新型的测量数据科学精确、采样周期随机性强，其有利于改善不诚信企业通过掌握采样规律偷排、突排高浓度废水而无法监测和惩处的现状，对工业点源水污染物总量监测提供了科学依据，能够节约现场分析仪器的运行成本，具有很强的应用价值。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例的系统结构图；
[0017]图2为本实用新型实施例的比例取样控制器的系统原理框图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0019]如图1和图2所示，本实用新型提供的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，它包括控制终端1(其可为PC机、平板电脑、智能手机等)、用于实时测量排污管道a内的污水的瞬时流量及累积流量的现场流量计2、用于接收由现场流量计2输送的流量数据的比例取样控制器3、用于从排污管道a内抽取污水样本的取样栗4、用于存储污水水样的储水罐
5、用于对污水水样进行检测的若干个测试仪6以及用于接收由各个测试仪6输送的检测数据的现场数据采集仪7;其中，现场流量计2装设于排污管道a上并通过RS-485总线与比例取样控制器3通信连接，取样栗4通过管道连接于排污管道a与储水罐5之间，在储水罐5内设置有搅拌机8，储水罐5的出水管上设置有电磁阀9，若干个测试仪6通过管道分别与储水罐5的出水管相连通；同时，取样栗4、电磁阀9和搅拌机8分别与比例取样控制器3电性连接并受控于比例取样控制器3，比例取样控制器3、测试仪6和现场数据采集仪7相互间通过RS-485总线通信连接，在现场数据采集仪7内设置有无线模块(图中未示出)，现场数据采集仪7可通过无线模块与控制终端I进行无线通信连接或者通过RS-485总线与控制终端I进行有线通信连接。
[0020]如此，本实施例的系统可具有以下工作原理:现场流量计2可实时测量排放废水的瞬时流量和累积流量，通过RS-485总线将流量数据发送至比例取样控制器3;比例取样控制器3每隔5?15min(时间间隔为随机值，用户可根据需要自行设置)开启取样栗4，根据瞬时流量计算比例采样量，将污水采集至储水罐5;经过一个测量周期(24h或48h)，比例取样控制器3开启搅拌机8对储水罐5内进行搅拌，之后开启电磁阀9将污水水样送至各测试仪6内进行检测，检测结束后现场数据采集仪7获取各测试仪6的检测数据并以有线或无线的通信方式发送至控制终端I，以供环保部门或相关环保组织进行处理；由于整个系统的监测周期随机性强，使得排污企业很难掌握监测的具体规律，从而能够为污水治理提供有效的保障。
[0021]为丰富整个系统对污水采样的多样性，本实施例的测试仪6可根据具体情况采用COD测试仪、氨氮测试仪、TOC测试仪、总磷测试仪、总氮测试仪和PH测试仪中的全部或者其中几个类别。
[0022]为确保真格系统能够在环境相对恶劣的污水排污口进行现场、长期稳定的运行，本实施例的比例取样控制器3包括微处理器31、驱动电路32、电源模块33和若干个RS-485接口 34;其中，微处理器31通过RS-485接口 34与现场流量计2、测试仪6及现场数据采集仪7对应连接，同时，微处理器31通过驱动电路32来控制取样栗4、搅拌机8和电磁阀9的启闭，而电源模块33则分别为微处理器31、驱动电路32和RS-485接口 34供电。
[0023]为提高整个比例取样控制器3的抗干扰性，本实施例的比例取样控制器3还包括磁耦隔离模块35和光耦隔离模块36;其中，磁耦隔离模块35连接于RS-485接口 34与微处理器31之间，光耦隔离模块36连接于驱动电路32与微处理器31之间。
[0024]为优化比例取样控制器2的控制效果，本实施例的驱动电路32包括用于控制取样栗4和搅拌机8启闭的继电器驱动单元321以及用于控制电磁阀9启闭的晶体管驱动单元322。
[0025]进一步地，本实施例的微处理器31包括一STM32F103型芯片;本实施例的电源模块33包括一LMl 117型线性稳压芯片。
[0026]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:它包括控制终端、现场流量计、比例取样控制器、取样栗、储水罐、若干个测试仪以及现场数据采集仪； 所述现场流量计装设于排污管道上并通过RS-485总线与比例取样控制器通信连接，所述取样栗通过管道连接于排污管道与储水罐之间，所述储水罐内设置有搅拌机，所述储水罐的出水管上设置有电磁阀，若干个所述测试仪通过管道分别与储水罐的出水管相连通； 所述取样栗、电磁阀和搅拌机分别与比例取样控制器电性连接并受控于比例取样控制器，所述比例取样控制器、测试仪和现场数据采集仪相互间通过RS-485总线通信连接，所述现场数据采集仪内设置有无线模块，所述现场数据采集仪通过无线模块与控制终端无线通信连接或通过RS-485总线与控制终端通信连接。2.如权利要求1所述的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:所述测试仪为COD测试仪、氨氮测试仪、TOC测试仪、总磷测试仪、总氮测试仪和/或PH测试仪。3.如权利要求1或2所述的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:所述比例取样控制器包括微处理器、驱动电路、电源模块和若干个RS-485接口，所述微处理器通过RS-485接口与现场流量计、测试仪及现场数据采集仪对应连接，所述微处理器通过驱动电路控制取样栗、搅拌机和电磁阀的启闭，所述电源模块分别为微处理器、驱动电路和RS-485接口供电。4.如权利要求3所述的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:所述比例取样控制器还包括磁耦隔离模块和光耦隔离模块，所述磁耦隔离模块连接于RS-485接口与微处理器之间，所述光耦隔离模块连接于驱动电路与微处理器之间。5.如权利要求4所述的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:所述驱动电路包括用于控制取样栗和搅拌机启闭的继电器驱动单元以及用于控制电磁阀启闭的晶体管驱动单元。6.如权利要求5所述的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:所述微处理器包括一 STM32F103型芯片。7.如权利要求6所述的一种基于物联网的智能化污水污染物监测系统，其特征在于:所述电源模块包括一 LMl 117型线性稳压芯片。
【文档编号】G08C17/02GK205581090SQ201620167888
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】许爱红
【申请人】许爱红