基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器、上位機、工控機、控制器、遠程視頻監(jiān)控器和移動終端；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器包括傳感器單元、與傳感器單元相接的信號調(diào)理電路、與信號調(diào)理電路相接的數(shù)據(jù)采集電路、與數(shù)據(jù)采集電路相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器和工控機相接的接口電路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進行集成化、智能化、遠程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實時性和可靠性低的問題。
【專利說明】基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國每年約有1/3的工業(yè)廢水和90%以上的生活污水未經(jīng)處理就排入水域。水環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢，其中一個重要的原因是監(jiān)督力度不足和監(jiān)控手段落后。對于污水處理工藝，有許多重要的現(xiàn)場參數(shù)和信息(如污水的流量、液位、PH值、溫度、溶解氧濃度等)需要實時監(jiān)視和共享，這就需要同時用到較多數(shù)量且不同類型的傳感器進行信息采集和監(jiān)測?；谶@些采集和監(jiān)測到的信息，通過多種相應的終端執(zhí)行器實現(xiàn)終端控制。
[0003]現(xiàn)有的污水遠程監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題是大量不同種類和反饋模式的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中不能準確、高效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和資源配置；同時由于現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)和信息的時變性很強，現(xiàn)有系統(tǒng)難以滿足污水處理工藝對實時性和可靠性的高要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進行集成化、智能化、遠程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實時性和可靠性低的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器、布設(shè)于遠程監(jiān)控中心的上位機、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機、接收工控機的控制指令且對污水處理過程進行控制的控制器、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場且進行全程視頻監(jiān)控的遠程視頻監(jiān)控器和通過3G網(wǎng)絡(luò)與上位機連接的移動終端；所述工控機和上位機均連接有ZigBee模塊，所述工控機和上位機分別通過ZigBee模塊連接至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進行通訊；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器包括傳感器單元、與傳感器單元相接的信號調(diào)理電路、與信號調(diào)理電路相接的數(shù)據(jù)采集電路、與數(shù)據(jù)采集電路相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器和工控機相接的接口電路；所述遠程視頻監(jiān)控器和工控機通過3G網(wǎng)絡(luò)進行連接，所述控制器的一端與工控機相接且其另一端與布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機、泵和閥進行連接；所述傳感器單元包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
[0006]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述控制器為PLC。
[0007]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路，所述DSP通過其內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合軟件對所屬傳感器單元采集到的信息進行數(shù)據(jù)融合處理。
[0008]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述接口電路為 RS485 接口。
[0009]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述遠程視頻監(jiān)控器為3G攝像機。
[0010]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述3G攝像機的數(shù)量為多個，且多個所述3G攝像機均安裝有太陽能電池。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0012]1、能實時獲取污水處理工藝中的相關(guān)參數(shù)，并能通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)及時地發(fā)送給遠程監(jiān)控中心，方便監(jiān)控中心進行遠距離監(jiān)測與控制。
[0013]2、采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實現(xiàn)了自動化、智能化、高效化的數(shù)據(jù)采集與參數(shù)提取。
[0014]3、系統(tǒng)運彳丁效率聞，能耗低，費用低。
[0015]綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進行集成化、智能化、遠程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實時性和可靠性低的問題。
[0016]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]I 一現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器；1-1 一傳感器單元； 1-2—信號調(diào)理電路；
[0020]1-3—數(shù)據(jù)采集電路；1-4一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器；
[0021]1-5—接口電路；2—工控機；3—控制器；
[0022]4一遠程視頻監(jiān)控器；5—上位機；6—3G網(wǎng)絡(luò)；
[0023]7一移動終端；8 —ZigBee豐旲塊；9一ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)；
[0024]10—電機；11—栗；12—閥。

【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器1、布設(shè)于遠程監(jiān)控中心的上位機5、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機2、接收工控機2的控制指令且對污水處理過程進行控制的控制器3、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場且進行全程視頻監(jiān)控的遠程視頻監(jiān)控器4和通過3G網(wǎng)絡(luò)6與上位機5連接的移動終端7 ;所述工控機2和上位機5均連接有ZigBee模塊8，所述工控機2和上位機5分別通過ZigBee模塊8連接至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)9進行通訊；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器I包括傳感器單元1-1、與傳感器單元1-1相接的信號調(diào)理電路1-2、與信號調(diào)理電路1-2相接的數(shù)據(jù)采集電路1-3、與數(shù)據(jù)采集電路1-3相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4和工控機2相接的接口電路1-5。所述遠程視頻監(jiān)控器4和工控機2通過3G網(wǎng)絡(luò)6進行連接，所述控制器3的一端與工控機2相接且其另一端與布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機10、泵11和閥12進行連接。所述傳感器單元1-1包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。其中，COD傳感器為對化學需氧量進行檢測的傳感器。
[0026]本實施例中，所述控制器3為PLC。
[0027]本實施例中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路。所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器1-4采用目前成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法進行數(shù)據(jù)處理。
[0028]本實施例中，所述接口電路1-5為RS485接口。
[0029]本實施例中，所述遠程視頻監(jiān)控器4為3G攝像機。
[0030]本實施例中，所述3G攝像機的數(shù)量為多個，且多個所述3G攝像機均安裝有太陽能電池。
[0031]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器(I)、布設(shè)于遠程監(jiān)控中心的上位機(5)、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機(2)、接收工控機(2)的控制指令且對污水處理過程進行控制的控制器(3)、布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場且進行全程視頻監(jiān)控的遠程視頻監(jiān)控器(4)和通過3G網(wǎng)絡(luò)(6)與上位機(5)連接的移動終端(7)；所述工控機(2 )和上位機(5 )均連接有ZigBee模塊(8 )，所述工控機(2 )和上位機(5 )分別通過ZigBee模塊(8)連接至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(9)進行通訊；所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器(I)包括傳感器單元(1-1)、與傳感器單元(1-1)相接的信號調(diào)理電路(1-2)、與信號調(diào)理電路(1-2)相接的數(shù)據(jù)采集電路(1-3)、與數(shù)據(jù)采集電路(1-3)相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)和工控機(2)相接的接口電路(1-5);所述遠程視頻監(jiān)控器(4)和工控機(2)通過3G網(wǎng)絡(luò)(6)進行連接，所述控制器(3)的一端與工控機(2)相接且其另一端與布設(shè)于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機(10)、泵(11)和閥(12)進行連接；所述傳感器單元(1-1)包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(3)為PLC。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述接口電路(1-5)為RS485接口。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述遠程視頻監(jiān)控器(4)為3G攝像機。
6.按照權(quán)利要求5所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述3G攝像機的數(shù)量為多個，且多個所述3G攝像機均安裝有太陽能電池。
【文檔編號】G05B19/418GK104516325SQ201310455812
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】周曉麗 申請人:西安擴力機電科技有限公司