分散式污水处理设施智能远程监管系统及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种分散式污水处理设施智能远程监管系统及其应用，涉及污水处理设施进行远程监控的系统的【技术领域】，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统及其应用，能够实现远程控制与数据更新，逻辑控制简单、可编程性高，包括数据中心和采控站点，数据中心包括无线数据通信网关、采控服务器、数据服务器以及客户端，采控站点包括污水处理设施和采控终端，污水处理设施包括智能设备和动力部件，采控终端包括通讯模块和中央控制模块，通讯模块包括智能通讯设备，智能通讯设备与智能设备联接，中央控制模块包括单片机，单片机与动力部件联接，智能通讯设备与单片机联接，采控服务器、数据服务器和客户端通过以太网交换机联接。
【专利说明】分散式污水处理设施智能远程监管系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理设施进行远程监控的系统的【技术领域】，特别是涉及一种分散式污水处理设施智能远程监管系统及其应用。
【背景技术】
[0002]众所周知，物联网技术是一个新型的应用，也是国家层面大力发展和支持推广的新型应用，“政策先行，技术主导，需求驱动”将成为中国物联网产业发展的主要模式；而物联网与环保设备的融合能够实现对生活环境中各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控；据预测，到2020年，世界上物联网“物物互连”的业务，跟人与人通信的业务相t匕，将达到30比1，仅仅是在智能感知和能耗优化管理系统方面的市场就有上千亿美元。因此“物联网”被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业。
[0003]当前基于物联网应用的分散式污水处理设施远程监控系统仅仅实现了通过远程通讯设备和PLC及相关控制部件数据的采集、存储和数据展现，是单方向的数据采集和存储；并且均未能实现对分散的污水处理设施的远程控制与数据更新；并且当前的污水处理设施的中央控制部件基本是采用PLC进行控制的，是固化的，功能也比较单一，扩展性能低；而且现有技术需要采用较多的电气部门、开关、继电器部件通过开/关数据来进行输入、输出的逻辑处理，采用PLC作为污水处理设施的中央控制部件，要实现的逻辑控制比较烦琐，且可编程性低。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种能够实现远程控制与数据更新、逻辑控制简单、可编程性高的分散式污水处理设施智能远程监管系统。
[0005]本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，包括数据中心和采控站点，数据中心包括无线数据通信网关、采控服务器、数据服务器以及客户端，采控站点包括污水处理设施和采控终端，污水处理设施包括智能设备和动力部件，智能设备和动力部件检测污水的水质情况，并将其转化为状态数据，采控终端包括中央控制模块和通讯模块，中央控制模块包括单片机，单片机分别与通讯模块和动力部件联接，单片机获取和存储动力部件的状态数据，并将此状态数据传送给通讯模块，通讯模块包括智能通讯设备，智能通讯设备与智能设备联接，并获取和存储智能设备的状态数据，智能通讯设备通过无线网络将智能设备和动力部件的状态数据发送到通信网关，通信网关通过有线网络将接收到的状态数据发送到采控服务器，采控服务器、数据服务器和客户端通过以太网交换机联接，采控服务器将接收到的状态数据发送到数据服务器，数据服务器将接收到的状态数据保存在数据库中，客户端包括输入装置和显示装置，客户端通过采控服务器获取保存在数据服务器上的状态数据，并将其显示在显示装置上，操作人员通过输入装置将智能设备控制指令或动力部件控制指令输入至客户端，客户端将智能设备控制指令或动力部件控制指令分别通过采控服务器、数据通信网关和无线网络发送到采控站点的采控终端，由采控终端中的智能通讯设备将智能设备控制指令发送至智能设备或将动力部件控制指令发送至中央控制模块的单片机，由单片机执行接收到的动力部件控制指令。
[0006]进一步的，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，智能通讯设备包括数据传输单元、控制单元、电源模块和数据采集单元，数据传输单元包括GPRS通信模块和CDMA通信模块，用于无线网络通信，控制器通过通用串行数据总线与数据传输单元和数据采集单元联接，控制器用于控制智能通讯设备的内部器件，电源模块为智能通讯设备提供电源。
[0007]进一步的，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，智能通讯设备的接口包括RS485接口、RS232接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入接口。
[0008]进一步的，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，无线网络为GPRS无线网络或CDMA无线网络。
[0009]与现有技术相比本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统有益效果为:其包括采控服务器，操作人员可通过客户端发送控制指令，控制指令经采控服务器、无线通信网关和无线网络到达采控站点，采控站点的智能通讯设备对接收到的控制指令解析，如果是动力部件控制指令，则将该控制指令发送到单片机，由单片机实现对动力部件的控制，如果是智能设备控制指令，则将该控制指令直接发送给智能设备，由智能设备执行该控制指令，另一方面，智能通讯设备按设置的时间间隔将动力部件和智能设备中的状态数据通过无线网络传输至数据中心，从而实现对污水处理设施的远程控制和数据更新。中央控制模块的控制部件由原来的PLC更换为单片机，提高了中央控制模块的控制功能和可编程性。综上，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统实现了远程控制与数据更新、逻辑控制简单、可编程性高。
[0010]本发明的另一个目的在于应用分散式污水处理设施智能远程监管系统读取污水处理设施的状态数据，以减小采控服务器的负担和设计难度，包括以下步骤:
(一)按照设定的时间间隔，智能通讯设备读取与单片机联接的动力部件或与智能通讯设备相连的智能设备的状态数据；
(二)智能通讯设备将在步骤(一)中读取的状态数据按照设置的服务器地址和端口，通过无线网络发送到数据中心的采控服务器；
(三)数据中心的采控服务器接收智能通讯设备发送的状态数据，并对其进行解析；
(四)数据中心的采控服务器将经过解析的状态数据保存在数据服务器上；
(五)客户端通过采控服务器读取数据服务器上的状态数据。
[0011]与现有技术相比，本发明的应用分散式污水处理设施智能远程监管系统读取污水处理设施的状态数据的方法，有益效果为:智能通讯设备能够在设定的时间间隔内将动力部件或智能设备的状态数据发送给采控服务器，减少了采控服务器的负担和设计难度，同时，系统采用约定的协议来解析状态信息，方便灵活，易于扩展，使用不同配置的设施难度降低。
[0012]本发明的再一个目的在于应用本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统对污水处理设施进行控制，以提高系统的可扩展性，包括以下步骤:
(一):操作人员通过客户端发送智能设备控制指令或动力部件控制指令，智能设备控制指令或动力部件控制指令分别经采控服务器、数据通信网关和无线网络传送到采控站点的智能通讯设备；
(二):智能通讯设备对接收到的智能设备控制指令或动力部件控制指令进行解析；
(三):经过步骤(二)解析的智能设备控制指令或动力部件控制指令，如果是智能设备控制指令，智能通讯设备则将该控制指令传递给相应的智能设备；如果是动力部件控制指令，智能通讯设备则将该控制指令传递给单片机。
[0013]与现有技术相比，本发明的应用分散式污水处理设施智能远程监管系统对污水处理设施进行控制的方法，有益效果为:将控制污水处理设施的控制指令分为智能设备控制指令和动力部件控制指令，从而实现对不同设备种类的控制，增加了系统的扩展性，同时，系统采用约定的协议来解析状态信息，方便灵活，易于扩展，使用不同配置的设施难度降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统的结构框图；
图2是本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统的智能通讯设备的结构框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0016]如图1和2所示，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，包括数据中心和采控站点，数据中心包括无线数据通信网关、采控服务器、数据服务器以及客户端，采控站点包括污水处理设施和采控终端，污水处理设施包括智能设备和动力部件，智能设备和动力部件检测污水的水质情况，并将其转化为状态数据，采控终端包括中央控制模块和通讯模块，中央控制模块包括单片机，单片机分别与通讯模块和动力部件联接，单片机获取和存储动力部件的状态数据，并将此状态数据传送给通讯模块，通讯模块包括智能通讯设备，智能通讯设备与智能设备联接，并获取和存储智能设备的状态数据，智能通讯设备通过无线网络将智能设备和动力部件的状态数据发送到通信网关，通信网关通过有线网络将接收到的状态数据发送到采控服务器，采控服务器、数据服务器和客户端通过以太网交换机联接，采控服务器将接收到的状态数据发送到数据服务器，数据服务器将接收到的状态数据保存在数据库中，客户端包括输入装置和显示装置，客户端通过采控服务器获取保存在数据服务器上的状态数据，并将其显示在显示装置上，操作人员通过输入装置将智能设备控制指令或动力部件控制指令输入至客户端，客户端将智能设备控制指令或动力部件控制指令分别通过采控服务器、数据通信网关和无线网络发送到采控站点的采控终端，由采控终端中的智能通讯设备将智能设备控制指令发送至智能设备或将动力部件控制指令发送至中央控制模块的单片机，由单片机执行接收到的动力部件控制指令。
[0017]具体实施时，操作人员可通过客户端发送控制指令，控制指令经采控服务器、无线通信网关和无线网络到达采控站点，采控站点的智能通讯设备对接收到的控制指令解析，如果是动力部件控制指令，则将该控制指令发送到单片机，由单片机实现对动力部件的控制，如果是智能设备控制指令，则将该控制指令直接发送给智能设备，由智能设备执行该控制指令，另一方面，智能通讯设备按设置的时间间隔将动力部件和智能设备的状态数据通过无线网络传输至数据中心，从而实现对污水处理设施的远程控制和数据更新。中央控制模块的控制部件由原来的PLC更换为单片机，提高了中央控制模块的控制功能和可编程性，同时通过控制部件的转变，减少了电气控制部件的使用，优化了控制系统的结构和电路，降低了控制系统的制造成本和后期的维护成本。综上，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统实现了远程控制与数据更新、逻辑控制简单、可编程性高。
[0018]作为优选，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，智能通讯设备包括数据传输单元、控制单元、电源模块和数据采集单元，数据传输单元包括GPRS通信模块和CDMA通信模块，用于无线网络通信，控制器通过通用串行数据总线与数据传输单元和数据采集单元联接，控制器用于控制智能通讯设备的内部器件，电源模块为智能通讯设备提供电源。智能通讯设备的开发，实现了核心板、通信板和接口板的三板分离，有利于功能的替换性和扩展性。
[0019]作为优选，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，智能通讯设备的接口包括RS485接口、RS232接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入接口。本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统的智能通讯设备，实现了与智能设备如智能电表、流量计，单片机、PLC等设备的双向数据交换，可以采集并可以反向控制。
[0020]作为优选，本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统，无线网络为GPRS无线网络或CDMA无线网络。GPRS无线网络或CDMA无线网络传输速度快，能够实现远程实时图像的传输、设施运行数据的采集和实时监控，同时操作人员可通过网络或者手机实现数据的管理与指令的下达。
[0021]应用本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统读取污水处理设施的状态数据的方法，包括以下步骤:
(一)按照设定的时间间隔，智能通讯设备读取与单片机联接的动力部件或与智能通讯设备相连的智能设备的状态数据；
(二)智能通讯设备将在步骤(一)中读取的状态数据按照设置的服务器地址和端口，通过无线网络发送到数据中心的采控服务器；
(三)数据中心的采控服务器接收智能通讯设备发送的状态数据，并对其进行解析；
(四)数据中心的采控服务器将经过解析的状态数据保存在数据服务器上；
(五)客户端通过采控服务器读取数据服务器上的状态数据。
[0022]本发明的应用分散式污水处理设施智能远程监管系统读取污水处理设施的状态数据的方法，智能通讯设备能够在设定的时间间隔内将动力部件或智能设备的状态数据发送给采控服务器，减少了采控服务器的负担和设计难度，同时，系统采用约定的协议来解析状态信息，方便灵活，易于扩展，使用不同配置的设施难度降低。
[0023]应用本发明的分散式污水处理设施智能远程监管系统对污水处理设施进行控制的方法，包括以下步骤:
(一):操作人员通过客户端发送智能设备控制指令或动力部件控制指令，智能设备控制指令或动力部件控制指令分别经采控服务器、数据通信网关和无线网络传送到采控站点的智能通讯设备；
(二):智能通讯设备对接收到的智能设备控制指令或动力部件控制指令进行解析；
(三):经过步骤(二)解析的智能设备控制指令或动力部件控制指令，如果是智能设备控制指令，智能通讯设备则将该控制指令传递给相应的智能设备；如果是动力部件控制指令，智能通讯设备则将该控制指令传递给单片机。
[0024]本发明的应用分散式污水处理设施智能远程监管系统对污水处理设施进行控制的方法，将控制污水处理设施的控制指令分为智能设备控制指令和动力部件控制指令，从而实现对不同设备种类的控制，增加了系统的扩展性，同时，系统采用约定的协议来解析状态信息，方便灵活，易于扩展，使用不同配置的设施难度降低。
[0025]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种分散式污水处理设施智能远程监管系统，其特征在于，包括数据中心和采控站点，所述数据中心包括无线数据通信网关、采控服务器、数据服务器以及客户端，所述采控站点包括污水处理设施和采控终端，所述污水处理设施包括智能设备和动力部件，所述智能设备和动力部件检测污水的水质情况，并将其转化为状态数据，所述采控终端包括中央控制模块和通讯模块，所述中央控制模块包括单片机，所述单片机分别与通讯模块和动力部件联接，单片机获取和存储动力部件的状态数据，并将此状态数据传送给通讯模块，所述通讯模块包括智能通讯设备，所述智能通讯设备与智能设备联接，并获取和存储智能设备的状态数据，所述智能通讯设备通过无线网络将智能设备和动力部件的状态数据发送到通信网关，所述通信网关通过有线网络将接收到的状态数据发送到采控服务器，所述采控服务器、数据服务器和客户端通过以太网交换机联接，所述采控服务器将接收到的状态数据发送到数据服务器，所述数据服务器将接收到的状态数据保存在数据库中，所述客户端包括输入装置和显示装置，客户端通过采控服务器获取保存在数据服务器上的状态数据，并将其显示在显示装置上，操作人员通过输入装置将智能设备控制指令或动力部件控制指令输入至客户端，客户端将所述智能设备控制指令或动力部件控制指令分别通过采控服务器、数据通信网关和无线网络发送到采控站点的采控终端，由采控终端中的智能通讯设备将智能设备控制指令发送至智能设备或将动力部件控制指令发送至中央控制模块的单片机，由单片机执行接收到的动力部件控制指令。
2.如权利要求1所述的分散式污水处理设施智能远程监管系统，其特征在于，所述智能通讯设备包括数据传输单元、控制单元、电源模块和数据采集单元，所述数据传输单元包括GPRS通信模块和CDMA通信模块，用于无线网络通信，所述控制器通过通用串行数据总线与数据传输单元和数据采集单元联接，控制器用于控制智能通讯设备的内部器件，所述电源模块为智能通讯设备提供电源。
3.如权利要求1所述的分散式污水处理设施智能远程监管系统，其特征在于，所述智能通讯设备的接口包括 RS485接口、RS232接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入接口。
4.如权利要求1所述的分散式污水处理设施智能远程监管系统，其特征在于，所述无线网络为GPRS无线网络或CDMA无线网络。
5.应用如权利要求1所述的分散式污水处理设施智能远程监管系统读取污水处理设施的状态数据的方法，其特征在于，包括以下步骤: (一)按照设定的时间间隔，智能通讯设备读取与单片机联接的动力部件或与智能通讯设备相连的智能设备的状态数据； (二)智能通讯设备将在步骤(一)中读取的状态数据按照设置的服务器地址和端口，通过无线网络发送到数据中心的采控服务器； (三)数据中心的采控服务器接收智能通讯设备发送的状态数据，并对其进行解析； (四)数据中心的采控服务器将经过解析的状态数据保存在数据服务器上； (五)客户端通过采控服务器读取数据服务器上的状态数据。
6.应用如权利要求1所述的分散式污水处理设施智能远程监管系统对污水处理设施进行控制的方法，其特征在于，包括以下步骤: (一):操作人员通过客户端发送智能设备控制指令或动力部件控制指令，智能设备控制指令或动力部件控制指令分别经采控服务器、数据通信网关和无线网络传送到采控站点的智能通讯设备； (二):智能通讯设备对接收到的智能设备控制指令或动力部件控制指令进行解析； (三):经过步骤(二)解析的智能设备控制指令或动力部件控制指令，如果是智能设备控制指令，智能通讯设备则将该控制指令传递给相应的智能设备；如果是动力部件控制指令，智能通讯设备则将该控制指令传递给单片机。
【文档编号】G05B19/418GK103760857SQ201410014146
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】唐健, 柴国辉 申请人:苏州嘉净环保科技股份有限公司