基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，包括现场数据采集器、上位机、工控机、控制器、远程视频监控器和移动终端；所述现场数据采集器包括传感器单元、与传感器单元相接的信号调理电路、与信号调理电路相接的数据采集电路、与数据采集电路相接的神经网络数据融合处理器以及分别与神经网络数据融合处理器和工控机相接的接口电路。本发明结构简单、投入成本低，工作能够对污水处理过程进行集成化、智能化、远程化的控制，有效解决了现有监控系统存在的不能满足种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中大量使用与资源配置问题以及系统实时性和可靠性低的问题。
【专利说明】基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种监控系统，尤其是涉及一种基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统。
【背景技术】
[0002]我国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域。水环境质量呈现不断恶化的趋势，其中一个重要的原因是监督力度不足和监控手段落后。对于污水处理工艺，有许多重要的现场参数和信息(如污水的流量、液位、PH值、温度、溶解氧浓度等)需要实时监视和共享，这就需要同时用到较多数量且不同类型的传感器进行信息采集和监测。基于这些采集和监测到的信息，通过多种相应的终端执行器实现终端控制。
[0003]现有的污水远程监控系统存在的主要问题是大量不同种类和反馈模式的传感器和执行器在同一系统中不能准确、高效的实现数据融合和资源配置；同时由于现场监测的数据和信息的时变性很强，现有系统难以满足污水处理工艺对实时性和可靠性的高要求。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其结构简单、投入成本低，工作能够对污水处理过程进行集成化、智能化、远程化的控制，有效解决了现有监控系统存在的不能满足种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中大量使用与资源配置问题以及系统实时性和可靠性低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:包括现场数据采集器、布设于远程监控中心的上位机、布设于待监控现场的工控机、接收工控机的控制指令且对污水处理过程进行控制的控制器、布设于待监控现场且进行全程视频监控的远程视频监控器和通过3G网络与上位机连接的移动终端；所述工控机和上位机均连接有ZigBee模块，所述工控机和上位机分别通过ZigBee模块连接至ZigBee无线网络进行通讯；所述现场数据采集器包括传感器单元、与传感器单元相接的信号调理电路、与信号调理电路相接的数据采集电路、与数据采集电路相接的神经网络数据融合处理器以及分别与神经网络数据融合处理器和工控机相接的接口电路；所述远程视频监控器和工控机通过3G网络进行连接，所述控制器的一端与工控机相接且其另一端与布设于待监控现场的污水处理系统中电机、泵和阀进行连接；所述传感器单元包括COD传感器、pH值传感器、超声波流量传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、液位传感器和压力传感器。
[0006]上述基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征是:所述控制器为PLC。
[0007]上述基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征是:所述神经网络数据融合处理器包括DSP以及与所述DSP相接的外围电路，所述DSP通过其内置神经网络数据融合软件对所属传感器单元采集到的信息进行数据融合处理。
[0008]上述基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征是:所述接口电路为 RS485 接口。
[0009]上述基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征是:所述远程视频监控器为3G摄像机。
[0010]上述基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征是:所述3G摄像机的数量为多个，且多个所述3G摄像机均安装有太阳能电池。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、能实时获取污水处理工艺中的相关参数，并能通过ZigBee网络将这些数据及时地发送给远程监控中心，方便监控中心进行远距离监测与控制。
[0013]2、采用多传感器数据融合技术，实现了自动化、智能化、高效化的数据采集与参数提取。
[0014]3、系统运彳丁效率闻，能耗低，费用低。
[0015]综上所述，本发明结构简单、投入成本低，工作能够对污水处理过程进行集成化、智能化、远程化的控制，有效解决了现有监控系统存在的不能满足种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中大量使用与资源配置问题以及系统实时性和可靠性低的问题。
[0016]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的电路原理框图。
[0018]附图标记说明:
[0019]I 一现场数据采集器；1-1 一传感器单元； 1-2—信号调理电路；
[0020]1-3—数据采集电路；1-4一神经网络数据融合处理器；
[0021]1-5—接口电路；2—工控机；3—控制器；
[0022]4一远程视频监控器；5—上位机；6—3G网络；
[0023]7一移动终端；8 —ZigBee丰旲块；9一ZigBee无线网络；
[0024]10—电机；11—栗；12—阀。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，本发明包括现场数据采集器1、布设于远程监控中心的上位机5、布设于待监控现场的工控机2、接收工控机2的控制指令且对污水处理过程进行控制的控制器3、布设于待监控现场且进行全程视频监控的远程视频监控器4和通过3G网络6与上位机5连接的移动终端7 ;所述工控机2和上位机5均连接有ZigBee模块8，所述工控机2和上位机5分别通过ZigBee模块8连接至ZigBee无线网络9进行通讯；所述现场数据采集器I包括传感器单元1-1、与传感器单元1-1相接的信号调理电路1-2、与信号调理电路1-2相接的数据采集电路1-3、与数据采集电路1-3相接的神经网络数据融合处理器1-4以及分别与神经网络数据融合处理器1-4和工控机2相接的接口电路1-5。所述远程视频监控器4和工控机2通过3G网络6进行连接，所述控制器3的一端与工控机2相接且其另一端与布设于待监控现场的污水处理系统中电机10、泵11和阀12进行连接。所述传感器单元1-1包括COD传感器、pH值传感器、超声波流量传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、液位传感器和压力传感器。其中，COD传感器为对化学需氧量进行检测的传感器。
[0026]本实施例中，所述控制器3为PLC。
[0027]本实施例中，所述神经网络数据融合处理器1-4包括DSP以及与所述DSP相接的外围电路。所述神经网络数据融合处理器1-4采用目前成熟的神经网络数据融合算法进行数据处理。
[0028]本实施例中，所述接口电路1-5为RS485接口。
[0029]本实施例中，所述远程视频监控器4为3G摄像机。
[0030]本实施例中，所述3G摄像机的数量为多个，且多个所述3G摄像机均安装有太阳能电池。
[0031]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:包括现场数据采集器(I)、布设于远程监控中心的上位机(5)、布设于待监控现场的工控机(2)、接收工控机(2)的控制指令且对污水处理过程进行控制的控制器(3)、布设于待监控现场且进行全程视频监控的远程视频监控器(4)和通过3G网络(6)与上位机(5)连接的移动终端(7)；所述工控机(2 )和上位机(5 )均连接有ZigBee模块(8 )，所述工控机(2 )和上位机(5 )分别通过ZigBee模块(8)连接至ZigBee无线网络(9)进行通讯；所述现场数据采集器(I)包括传感器单元(1-1)、与传感器单元(1-1)相接的信号调理电路(1-2)、与信号调理电路(1-2)相接的数据采集电路(1-3)、与数据采集电路(1-3)相接的神经网络数据融合处理器(1-4)以及分别与神经网络数据融合处理器(1-4)和工控机(2)相接的接口电路(1-5);所述远程视频监控器(4)和工控机(2)通过3G网络(6)进行连接，所述控制器(3)的一端与工控机(2)相接且其另一端与布设于待监控现场的污水处理系统中电机(10)、泵(11)和阀(12)进行连接；所述传感器单元(1-1)包括COD传感器、pH值传感器、超声波流量传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、液位传感器和压力传感器。
2.按照权利要求1所述的基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:所述控制器(3)为PLC。
3.按照权利要求1或2所述的基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:所述神经网络数据融合处理器(1-4)包括DSP以及与所述DSP相接的外围电路。
4.按照权利要求1或2所述的基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:所述接口电路(1-5)为RS485接口。
5.按照权利要求1或2所述的基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:所述远程视频监控器(4)为3G摄像机。
6.按照权利要求5所述的基于多传感器数据融合的污水处理远程监控系统，其特征在于:所述3G摄像机的数量为多个，且多个所述3G摄像机均安装有太阳能电池。
【文档编号】G05B19/418GK104516325SQ201310455812
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】周晓丽 申请人:西安扩力机电科技有限公司