本发明属于建筑设备技术领域，特别是涉及一种智能控制的体育场馆给排水系统及其控制方法。
背景技术：
在全民运动项目的带动下，我国体育产业进入了快速发展时期，近年来大中城市和高校纷纷投资建设体育场，尤其是高质量、多功能的体育场大量涌现。由于体育场建筑使用的特殊性，如赛时和赛后给排水系统负荷相差大、赛时出现高峰用水和钢屋架大屋顶等，决定了其给排水系统的特殊性。现有技术中的体育场给排水系统一般采用人工手动控制，操作繁琐；同时，由于体育场内给排水子系统分布广泛，要保证各个供水子系统水压足够且能随时监控，现有的给排水系统无法做到；并且，现有的给排水系统通常仅通过市水管网供水，无法自行收集或对污水进行有效回收利用，导致在用水量大时期出现供水不足等情况。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种智能控制的体育场馆给排水系统及其控制方法，通过设置监控管理中心来实时监控给排水子系统，并配设有污水回收模块和雨水收集模块，解决了现有技术中存在的人工操作繁琐、供水子系统监控不到位和在用水量大时期容易出现供水不足等问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种智能控制的体育场馆给排水系统，包括监控管理中心和给排水子系统；所述监控管理中心包括控制子系统；所述控制子系统包括监控单元、中央处理单元、调试单元、储存单元、视频图像采集单元、检测单元、通信单元和终端；监控单元通过数据传输模块依次与中央处理单元、通信单元和给排水子系统连接；监控单元通过数据传输模块依次与中央处理单元、终端连接；调试单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和检测单元连接；调试单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和储存单元连接；检测单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和储存单元连接；检测单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和终端连接；视频图像采集单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和终端连接；所述给排水子系统包括储水箱、分水箱和水泵；所述储水箱设于体育场馆的楼顶；所述储水箱依次通过进水管和电磁阀a组与外部水管网连接；所述储水箱依次通过水管和电磁阀c组与分水箱连接；所述分水箱分设于各楼层；所述分水箱通过输水管与水泵连接。
进一步地，所述终端包括显示模块和报警模块。
进一步地，所述储水箱依次通过水管和电磁阀b组连接有净化单元；所述净化单元包括污水净化模块和雨水净化模块；所述污水净化模块通过输水管连接有污水回收模块；所述雨水净化模块通过输水管连接有雨水收集模块。
进一步地，所述检测单元包括流量计组和传感器组；所述流量计组设置在储水箱与分水箱之间的输水管上，用于检测水流量变化；所述传感器组包括压差传感器、液位传感器和浊度检测器；所述压差传感器设置在储水箱与分水箱之间的输水管上，用于调节储水箱与分水箱的压差平衡，并采集电磁阀c组的状态开度；所述液位传感器分别设于储水箱与分水箱内部，用于感应水箱中的水位状态；所述浊度检测器分别设置在污水净化模块和雨水净化模块上，用于检测水质，并将检测结果反馈至监控单元。
进一步地，所述雨水收集模块包括雨水收集管组网和第一控制阀组；所述雨水收集管的进水口分设在体育馆的楼顶面；所述雨水收集管的进水口为锥形结构；所述第一控制阀分设于各雨水收集管上，用于控制雨水收集管的进水量；所述第一控制阀内嵌有第一流量控制器；所述污水回收模块包括污水收集管组网和第二控制阀组；所述污水收集管的进水口分设在体育馆的下水道内；所述污水收集管的进水口为锥形结构；所述第二控制阀分设于各污水收集管上，用于控制污水收集管的进水量；所述第二控制阀内嵌有第二流量控制器。
一种智能控制的体育场馆给排水系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一，通过视频图像采集单元实时监控，得到体育场内的用水情况；通过当前监控图像与分水箱内液位传感器的检测结果的比较，按以下公式计算分水箱的排水量变化值，并保存：
其中，q1为排水前分水箱内水量的初始值，μ1为分水箱出水口流量系数，0.8<μ1<0.98，d1为分水箱出水口直径，h为排水前分水箱内水面至出水口的高度，h1为分水箱出水口的负压；
当排水量变化值超过预先设定的阈值k时，其计算公式如下：
k＝q0*a
其中，q0为分水箱的容量，a为分水箱的排水量变化系数，0.65<a<0.95；
则认为此时是开启电磁阀c组的时机，此时首先开启电磁阀c组，储水箱内的水进入各分水箱内；
步骤二，通过流量计和储水箱内液位传感器的检测值的比较，按以下公式计算储水箱内的水量变化值，并保存：
其中，δm为排水前储水箱内水量的初始值，μ2为储水箱出水口流量系数，0.85<μ2<0.95，n为储水箱所连接的分水箱的数目，d2为储水箱出水口直径，h为排水前储水箱内水面至出水口的高度，h1为储水箱出水口的负压；
当水量变化值超过预先设定的阈值g时，其计算公式如下：
g＝m1*x
其中，x为储水箱的排水量变化系数，0.85<a<0.98；
则认为此时先是开启第二控制阀的时机，此时第二控制阀被开启，体育场内的污水通过污水收集管进入污水净化模块内进行净化；
步骤三，通过污水净化模块内的浊度检测器检测处理后的污水是否达标，并反馈至监控单元；若处理后的污水达标，则开启电磁阀b组将处理后的污水注入储水箱内；若处理后的污水不达标，则开启电磁阀a组将外部自来水注入储水箱内；并根据各分水箱内和储水箱的水量变化值来判断注入量。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置控制系统来实时监控给排水子系统，有效地提高了操作人员的工作效率，并实现了对给排水操作的自动化，减轻了操作人员的工作强度。
2、本发明通过设置污水回收模块和雨水收集模块，有效地防止在用水量大时期出现供水不足等情况的发生，实现供水自给化。
3、本发明通过在各楼层设置分水箱，有效地提高了各楼层供水子系统的分工管理效率，保证了实用价值。
4、本发明通过在雨水收集模块和污水回收模块上设置流量控制器，并通过液位传感器的反馈来控制雨水收集管与污水收集管上控制阀的开合状态，有效地保证雨水收集和污水回收的效率，同时也使储水箱时刻处于饱和状态。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的一种智能控制的体育场馆给排水系统及其控制方法的逻辑框架结构示意图；
图2为本发明的一种智能控制的体育场馆给排水系统及其控制方法的控制子系统逻辑框架结构示意图；
图3为本发明的一种智能控制的体育场馆给排水系统及其控制方法的给排水子系统逻辑框架结构示意图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，本发明为一种智能控制的体育场馆给排水系统，包括监控管理中心和给排水子系统。
监控管理中心包括控制子系统；控制子系统包括监控单元、中央处理单元、调试单元、储存单元、视频图像采集单元、检测单元、通信单元和终端。
其中，监控单元通过数据传输模块依次与中央处理单元、通信单元和给排水子系统连接；监控单元通过数据传输模块依次与中央处理单元、终端连接。
其中，调试单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和检测单元连接；调试单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和储存单元连接。
其中，检测单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和储存单元连接；检测单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和终端连接。
其中，视频图像采集单元通过数据传输模块依次与中央处理单元和终端连接。
给排水子系统包括储水箱、分水箱和水泵；储水箱设于体育场馆的楼顶；储水箱依次通过进水管和电磁阀a组与外部水管网连接；储水箱依次通过水管和电磁阀c组与分水箱连接；分水箱分设于各楼层；分水箱通过输水管与水泵连接。
其中，终端包括显示模块和报警模块。
其中，储水箱依次通过水管和电磁阀b组连接有净化单元；净化单元包括污水净化模块和雨水净化模块；污水净化模块通过输水管连接有污水回收模块；雨水净化模块通过输水管连接有雨水收集模块。
其中，检测单元包括流量计组和传感器组；流量计组设置在储水箱与分水箱之间的输水管上，用于检测水流量变化；传感器组包括压差传感器、液位传感器和浊度检测器；压差传感器设置在储水箱与分水箱之间的输水管上，用于调节储水箱与分水箱的压差平衡，并采集电磁阀c组的状态开度；液位传感器分别设于储水箱与分水箱内部，用于感应水箱中的水位状态；浊度检测器分别设置在污水净化模块和雨水净化模块上，用于检测水质，并将检测结果反馈至监控单元。
其中，雨水收集模块包括雨水收集管组网和第一控制阀组；雨水收集管的进水口分设在体育馆的楼顶面；雨水收集管的进水口为锥形结构；第一控制阀分设于各雨水收集管上，用于控制雨水收集管的进水量；第一控制阀内嵌有第一流量控制器；污水回收模块包括污水收集管组网和第二控制阀组；污水收集管的进水口分设在体育馆的下水道内；污水收集管的进水口为锥形结构；第二控制阀分设于各污水收集管上，用于控制污水收集管的进水量；第二控制阀内嵌有第二流量控制器。
一种智能控制的体育场馆给排水系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一，通过视频图像采集单元实时监控，得到体育场内的用水情况；通过当前监控图像与分水箱内液位传感器的检测结果的比较，按以下公式计算分水箱的排水量变化值，并保存：
其中，q1为排水前分水箱内水量的初始值，μ1为分水箱出水口流量系数，0.8<μ1<0.98，d1为分水箱出水口直径，h为排水前分水箱内水面至出水口的高度，h1为分水箱出水口的负压；
当排水量变化值超过预先设定的阈值k时，其计算公式如下：
k＝q0*a
其中，q0为分水箱的容量，a为分水箱的排水量变化系数，0.65<a<0.95；
则认为此时是开启电磁阀c组的时机，此时首先开启电磁阀c组，储水箱内的水进入各分水箱内；
步骤二，通过流量计和储水箱内液位传感器的检测值的比较，按以下公式计算储水箱内的水量变化值，并保存：
其中，δm为排水前储水箱内水量的初始值，μ2为储水箱出水口流量系数，0.85<μ2<0.95，n为储水箱所连接的分水箱的数目，d2为储水箱出水口直径，h为排水前储水箱内水面至出水口的高度，h1为储水箱出水口的负压；
当水量变化值超过预先设定的阈值g时，其计算公式如下：
g＝m1*x
其中，x为储水箱的排水量变化系数，0.85<a<0.98；
则认为此时先是开启第二控制阀的时机，此时第二控制阀被开启，体育场内的污水通过污水收集管进入污水净化模块内进行净化；
步骤三，通过污水净化模块内的浊度检测器检测处理后的污水是否达标，并反馈至监控单元；若处理后的污水达标，则开启电磁阀b组将处理后的污水注入储水箱内；若处理后的污水不达标，则开启电磁阀a组将外部自来水注入储水箱内；并根据各分水箱内和储水箱的水量变化值来判断注入量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。