一种基于移动物联网的新型一体化环保设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于移动物联网的新型一体化环保设备，属于环境工程技术领 域。
【背景技术】
[0002] 在中国农村每年由于生产和生活产生的污水量约90亿吨，而就全国范围而言，仅 有仅4%的村庄建设了生活污水排放管道和污水处理系统，或是将生活污水收集管网接入 了市政管网，由市政污水处理厂负责生活污水的处理；更多的是绝大多数村庄尚未建立起 正规的污废水收集排放设施，更不用说是污水处理系统了。由于基础设施的缺失造成大量 生产生活污水随意排放，由此造成的农村水环境普遍遭到污染。未经处理的生活污水随意 排放，严重污染了农村的生态环境，尤其是水环境，直接威胁着农村人民群众的身体健康以 及农村的经济发展。
[0003] 结合中国农村生活污水面广、分散、来源多、增长快、处理率低、市政管网接入距离 远、成本高的特点，开展分散式农村生活污水处理设施建设对解决农村生活污水治理现状 具有十分重要的意义。传统上多采用土建形式建立污水处理设施，存在工期长、占地多、成 本高、缺乏统一管理和远程人为干预及实时情况查询功能，用户无法获取现场实时数据；现 在部分企业为了实现设备的远程监控和人为干预，通过在处理设施现场铺设通信电缆实现 设施与后台的远程通信，工程量大、成本高且后期维护费用较高，不利于在广大农村普遍推 广应用。
[0004] 在生活污水处理工艺的选取上，生物膜法具有出水水质好，出水水质稳定的优点， 但随着生物代谢产物的逐渐增多，固着力减弱，生物膜老化、脱落，需要定期对生物膜进行 清洗更换，因此存在建设成本高、后期养护费用高的不足。SBR工艺具有净化效果好、运行 稳定、耐冲击负荷等优势；但存在对自控要求高、电耗大、脱磷除氮效率低等不足之处。A2/ O工艺通过生物厌氧、缺氧和好氧过程对污水进行生物代谢和降解，通过三种不同环境条件 下不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱磷除氮的功能，且污染物去 除效率高、运行稳定，有较好的耐冲击负荷能力；但其基建费用和运行费用较高。
[0005] 手机、平板等移动终端设备在现代社会已得到广泛普及，基于移动终端的移动物 联网技术的发展为用户实现随时随地对环境治理设施进行监管和远程干预提供了可能。通 过采用一体成型的新型材料制作污水处理设备，将核心部分采用工厂流水线形式批量生产 能有效降低施工成本，缩短施工工期，为在农村大范围推广提供支持。将移动物联网技术引 入新型一体化环保设备的控制系统，能实现环保设备的自主智能控制与人为远程干预。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的之一是为用户提供一种基于移动物联网的新型一体化环保设 备，以实现低成本构建农村生活污水处理系统，并通过移动物联网技术的引入实现环保设 备的自主控制和远程人为干预以及实时监管。
[0007] 本发明提供了一种基于移动互联网的新型一体化环保设备，所述一体化环保设备 含有调节池、"缺氧一厌氧一好氧一沉淀"的A20污水处理装置，还包括数据采集装置、状态 检测装置、数据处理装置、数据存储装置、执行装置；所述数据采集装置和状态检测装置都 与数据处理装置、执行装置相连；所述数据采集装置采集水质相关参数值的电极的AD信号 值，状态检测装置采集通过设备的电流AD信号值；所述数据处理装置从数据存储装置中的 读取设备控制算法，处理和分析AD信号值，根据分析结果和参数设置生成设备控制指令， 进而控制执行装置根据指令调整设备运行状态。可以实现对设备运行状态的自动干预调 整。
[0008] 所述数据采集装置，在本发明的一种实施方式中，采集溶氧电极（自带温度补偿 装置）、PH电极、ORP电极、液位控制仪、电磁流量计的AD信号值；所述状态检测装置检测提 升泵、曝气设备、回流泵的AD信号值。
[0009] 所述数据采集装置，在本发明的一种实施方式中，pH和ORP电极是安装在缺氧池 中进行测量，溶氧电极是安装在好氧池中进行测量，液位控制仪安置在调节池中用于测量 液位高低，电磁流量计安置在提升泵与A20污水处理装置之间用于测量进水水速和累积水 量。
[0010] 所述数据采集装置，在本发明的一种实施方式中，采集的水质参数包括温度、溶解 氧、pH、ORP，还包括提升泵流程等。
[0011] 所述状态检测装置，在本发明的一种实施方式中，检测的设备包括提升泵、曝气机 /气泵/风机、回流泵等，设备状态包括：开启、关闭、故障。
[0012] 所述数据处理装置，在本发明的一种实施方式中，一方面用于对采集的AD信号进 行信号转换，将AD信号转换为可读数据传送给数据显示装置进行显示，并将转换后的采集 数据进行封包，在收到传递指令时可通过数据通信装置传递给移动终端；另一方面用于远 程控制指令的解析，将控制指令解析为执行装置可执行的设备控制命令；
[0013] 所述数据存储装置，在本发明的一种实施方式中，用于数据缓存并存储控制指令 解析算法、设备控制算法以及数据封装算法。
[0014] 所述设备控制算法，在本发明的一种实施方式中，是：在实验室中搭建BP神经网 络设备控制模型，并采用不同环境条件对BP神经网络进行训练，获取成熟型BP神经网络算 法并移植到现场设备控制终端上运行。在设备控制终端采用成熟型BP神经网络算法对各 水质检测数据进行运算，获取对应的设备控制算法控制设备运行，并在设备控制过程中不 断地对BP神经网络进行训练和学习，使其设备控制精度逐渐提高，随着时间的增长，设备 控制精度会越来越高。
[0015] 所述执行装置，在本发明的一种实施方式中，包括六个端口：提升泵、曝气设备、回 流泵三种设备的控制端口及备用控制端口。
[0016] 所述一体化环保设备，在本发明的一种实施方式中，还包括数据显示装置，能够实 时显示数据处理装置处理好的可读性设备状态及出水水质实时数据，还可以通过触屏显示 界面发布指令。
[0017] 所述一体化环保设备，在本发明的一种实施方式中，采用新型玻璃钢，经一体成型 工艺制成，外部表层采用一层加固丝网包裹，现场施工时只需做好基础设施，将一体化设备 安放到基础设施上、回土、压实、硬化即可。采用新型玻璃钢制成的一体化污水处理设备降 低工程量，实现污水处理设施的工厂化、标准化流水线生产，降低建设成本，缩短施工工期。
[0018] 所述一体化环保设备，在本发明的一种实施方式中，采用较为成熟的污水处理工 艺"厌氧一缺氧一好氧一沉淀一人工湿地一出水"进行污水处理。
[0019] 所述一体化环保设备，在本发明的一种实施方式中为地埋式结构，整体掩埋于地 下，不对周围环境造成影响。
[0020] 所述一体化环保设备，在本发明的一种实施方式中，还包括数据通信装置和移动 终端，数据通信装置负责数据处理装置和移动终端的数据和远程控制指令传递。
[0021] 所述数据通信装置，在本发明的一种实施方式中，能够将数据处理装置处理得到 的可读数据传递到移动终端，也能够将移动终端发布的远程控制指令进行解析，进而控制 执行装置调整设备运行状态。可以实现用户对一体化设备的随时随地远程无线监管。
[0022] 所述移动终端，在本发明的一种实施方式中，用于与一体化设备的远程无线人机 互动，实现设备的远程操控及一体化设备实时数据的查询功能。
[0023] 本发明还提供一种基于移动物联网的远程无线监管方法，通过一体化设备的监管 终端和3G无线网络，为用户提供基于移动终端设备的远程监管服务，实现用户对一体化设 备的随时随地远程无线监管。
[0024] 所述一体化设备的远程无线监管方法，在本发明的一种实施方式中，包括：
[0025] (1)数据采集装置和状态检测装置分别用于采集一体化环保设备的水质相关参数 值的电极的AD信号值和通过设备的电流AD信号值，并与数据处理装置相连接；
[0026] (2)数据处理装置与数据存储相连接，根据数据存储装置中的控制指令解析算法、 设备控制算法以及数据封装算法，对采集的AD信号进行信号转换，将AD信号转换为可读数 据传送给数据显示模块进行显示，并将转换后的采集数据进行封包，在收到传递指令时通 过数据通信装置传递给移动终端；
[0027] (3)移动终端查询一体化环保设备的实时数据，并能够发布远程控制指令，远程控 制指令经数据通信装置传递到数据处理装置，数据处理装置对远程控制指令进行解析为设 备控制装置可执行的设备控制命令，进而控制执行装置根据指令调整设备运行状态。
[0028] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过本发明方法的应用，既可以通 过手机、平板等移动终端获取一体化环保设备的设备运行及出水水质的实时检测数据，实 现设备的远程监管；又可以通过手机、平板等移动终端对一体化环保设备的远程控制，实现 对设备的远程无线控制。采用本发明的一体化环保设备处理污水，与常规的A20污水处理 装置相比，在降低能耗的同时，有效提高了出水水质合格率。通过自主智能控制和远程人工 干预能耗降低了 25%，出水水质抽检合格率提高了 22. 2%。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明一体化环保设备污水处理流程图；
[0030] 图2为本发明A20污水处理装置内部结构图；
[0031] 图3为本发明一体化环保设备控制终端架构图；
[0032] 图4为本发明一体化环保设备远程无线监管流程图；
[0033] 图5为本发明一体化环保设备自主智能控制流程图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合具体实例，进一步阐述本发明。应理解，这些实例仅用于说明本发明而不 用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可 以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范 围。
[0035] 实施例1 一体化环保设备污水处理过程及效果
[0036] 本发明以移动物联网技术和A20污水处理装置制造为基础，提出了一种基于移动 物联网的新型一体化环保设备解决方案。通过移动物联网技术的应用，使用用户与一体化 环保设备的人机互动，获取一体化环保设备的运行状态、出水水质等信息，并可远程干预设 备运行状态。
[0037] 如图1所示，生活污水经污水管网汇聚到调节池中，经提升泵提升至A20污水处理 装置中进行处理，经A20污水处理装置处理后的出水经人工湿地进一步过滤后直接排放至 自然水体。
[0038] 本发明中的A20污水处理装置是一体化环