一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及污水監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)。它包括控制終端、現(xiàn)場流量計(jì)、比例取樣控制器、取樣泵、儲(chǔ)水罐、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀和若干個(gè)測試儀；現(xiàn)場流量計(jì)裝設(shè)于排污管道上并通過RS?485總線與比例取樣控制器通信連接，取樣泵通過管道連接于排污管道與儲(chǔ)水罐之間，儲(chǔ)水罐內(nèi)設(shè)置有攪拌機(jī)，儲(chǔ)水罐的出水管上設(shè)置有電磁閥，若干個(gè)測試儀通過管道分別與儲(chǔ)水罐的出水管相連通；取樣泵、電磁閥和攪拌機(jī)分別與比例取樣控制器電性連接并受控于比例取樣控制器，比例取樣控制器、測試儀和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀相互間通過RS?485總線通信連接，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀與控制終端無線通信連接或有線通信連接；本實(shí)用新型測量數(shù)據(jù)科學(xué)精確、采樣周期隨機(jī)性強(qiáng)。
【專利說明】
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及污水監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國環(huán)保行業(yè)對(duì)企業(yè)污水污染物濃度監(jiān)測轉(zhuǎn)變?yōu)槲廴疚锱盼劭偭勘O(jiān)測，現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)普遍以固定時(shí)間間隔(通常每天24個(gè)樣本，間隔Ih)來采集排污口污水瞬時(shí)樣本，由專業(yè)檢測儀器如COD測試儀、氨氮測試儀等對(duì)各污染物的含量進(jìn)行檢測，將這些測量值乘以這段間隔時(shí)間內(nèi)的污水排放累積流量計(jì)算得到該時(shí)間段的污染物排放總量。
[0003]然而，現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)采樣時(shí)間固定，致使排污企業(yè)容易掌握監(jiān)測系統(tǒng)的采樣規(guī)律，從而，不誠信企業(yè)經(jīng)常偷排、突排高濃度廢水的問題，且難以被環(huán)保部門發(fā)現(xiàn);另外，現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)中所涉及的設(shè)備均為獨(dú)立的個(gè)體，其還存在系統(tǒng)運(yùn)用成本高、監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)確等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、采樣周期隨機(jī)性強(qiáng)、監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、成本低廉的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，它包括控制終端、現(xiàn)場流量計(jì)、比例取樣控制器、取樣栗、儲(chǔ)水罐、若干個(gè)測試儀以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀；
[0007]所述現(xiàn)場流量計(jì)裝設(shè)于排污管道上并通過RS-485總線與比例取樣控制器通信連接，所述取樣栗通過管道連接于排污管道與儲(chǔ)水罐之間，所述儲(chǔ)水罐內(nèi)設(shè)置有攪拌機(jī)，所述儲(chǔ)水罐的出水管上設(shè)置有電磁閥，若干個(gè)所述測試儀通過管道分別與儲(chǔ)水罐的出水管相連通；
[0008]所述取樣栗、電磁閥和攪拌機(jī)分別與比例取樣控制器電性連接并受控于比例取樣控制器，所述比例取樣控制器、測試儀和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀相互間通過RS-485總線通信連接，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)設(shè)置有無線模塊，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀通過無線模塊與控制終端無線通信連接或通過RS-485總線與控制終端通信連接。
[0009]優(yōu)選地，所述測試儀為COD測試儀、氨氮測試儀、TOC測試儀、總磷測試儀、總氮測試儀和/或PH測試儀。
[0010]優(yōu)選地，所述比例取樣控制器包括微處理器、驅(qū)動(dòng)電路、電源模塊和若干個(gè)RS-485接口，所述微處理器通過RS-485接口與現(xiàn)場流量計(jì)、測試儀及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀對(duì)應(yīng)連接，所述微處理器通過驅(qū)動(dòng)電路控制取樣栗、攪拌機(jī)和電磁閥的啟閉，所述電源模塊分別為微處理器、驅(qū)動(dòng)電路和RS-485接口供電。
[0011]優(yōu)選地，所述比例取樣控制器還包括磁耦隔離模塊和光耦隔離模塊，所述磁耦隔離模塊連接于RS-485接口與微處理器之間，所述光耦隔離模塊連接于驅(qū)動(dòng)電路與微處理器之間。
[0012]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)電路包括用于控制取樣栗和攪拌機(jī)啟閉的繼電器驅(qū)動(dòng)單元以及用于控制電磁閥啟閉的晶體管驅(qū)動(dòng)單元。
[0013]優(yōu)選地，所述微處理器包括-STM32F103型芯片。
[0014]優(yōu)選地，所述電源模塊包括-LMl 117型線性穩(wěn)壓芯片。
[0015]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型的測量數(shù)據(jù)科學(xué)精確、采樣周期隨機(jī)性強(qiáng)，其有利于改善不誠信企業(yè)通過掌握采樣規(guī)律偷排、突排高濃度廢水而無法監(jiān)測和懲處的現(xiàn)狀，對(duì)工業(yè)點(diǎn)源水污染物總量監(jiān)測提供了科學(xué)依據(jù)，能夠節(jié)約現(xiàn)場分析儀器的運(yùn)行成本，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的比例取樣控制器的系統(tǒng)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0019]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，它包括控制終端1(其可為PC機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)等)、用于實(shí)時(shí)測量排污管道a內(nèi)的污水的瞬時(shí)流量及累積流量的現(xiàn)場流量計(jì)2、用于接收由現(xiàn)場流量計(jì)2輸送的流量數(shù)據(jù)的比例取樣控制器3、用于從排污管道a內(nèi)抽取污水樣本的取樣栗4、用于存儲(chǔ)污水水樣的儲(chǔ)水罐
5、用于對(duì)污水水樣進(jìn)行檢測的若干個(gè)測試儀6以及用于接收由各個(gè)測試儀6輸送的檢測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀7;其中，現(xiàn)場流量計(jì)2裝設(shè)于排污管道a上并通過RS-485總線與比例取樣控制器3通信連接，取樣栗4通過管道連接于排污管道a與儲(chǔ)水罐5之間，在儲(chǔ)水罐5內(nèi)設(shè)置有攪拌機(jī)8，儲(chǔ)水罐5的出水管上設(shè)置有電磁閥9，若干個(gè)測試儀6通過管道分別與儲(chǔ)水罐5的出水管相連通；同時(shí)，取樣栗4、電磁閥9和攪拌機(jī)8分別與比例取樣控制器3電性連接并受控于比例取樣控制器3，比例取樣控制器3、測試儀6和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀7相互間通過RS-485總線通信連接，在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀7內(nèi)設(shè)置有無線模塊(圖中未示出)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀7可通過無線模塊與控制終端I進(jìn)行無線通信連接或者通過RS-485總線與控制終端I進(jìn)行有線通信連接。
[0020]如此，本實(shí)施例的系統(tǒng)可具有以下工作原理:現(xiàn)場流量計(jì)2可實(shí)時(shí)測量排放廢水的瞬時(shí)流量和累積流量，通過RS-485總線將流量數(shù)據(jù)發(fā)送至比例取樣控制器3;比例取樣控制器3每隔5?15min(時(shí)間間隔為隨機(jī)值，用戶可根據(jù)需要自行設(shè)置)開啟取樣栗4，根據(jù)瞬時(shí)流量計(jì)算比例采樣量，將污水采集至儲(chǔ)水罐5;經(jīng)過一個(gè)測量周期(24h或48h)，比例取樣控制器3開啟攪拌機(jī)8對(duì)儲(chǔ)水罐5內(nèi)進(jìn)行攪拌，之后開啟電磁閥9將污水水樣送至各測試儀6內(nèi)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)束后現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀7獲取各測試儀6的檢測數(shù)據(jù)并以有線或無線的通信方式發(fā)送至控制終端I，以供環(huán)保部門或相關(guān)環(huán)保組織進(jìn)行處理；由于整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測周期隨機(jī)性強(qiáng)，使得排污企業(yè)很難掌握監(jiān)測的具體規(guī)律，從而能夠?yàn)槲鬯卫硖峁┯行У谋Ｕ稀?br>[0021]為豐富整個(gè)系統(tǒng)對(duì)污水采樣的多樣性，本實(shí)施例的測試儀6可根據(jù)具體情況采用COD測試儀、氨氮測試儀、TOC測試儀、總磷測試儀、總氮測試儀和PH測試儀中的全部或者其中幾個(gè)類別。
[0022]為確保真格系統(tǒng)能夠在環(huán)境相對(duì)惡劣的污水排污口進(jìn)行現(xiàn)場、長期穩(wěn)定的運(yùn)行，本實(shí)施例的比例取樣控制器3包括微處理器31、驅(qū)動(dòng)電路32、電源模塊33和若干個(gè)RS-485接口 34;其中，微處理器31通過RS-485接口 34與現(xiàn)場流量計(jì)2、測試儀6及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀7對(duì)應(yīng)連接，同時(shí)，微處理器31通過驅(qū)動(dòng)電路32來控制取樣栗4、攪拌機(jī)8和電磁閥9的啟閉，而電源模塊33則分別為微處理器31、驅(qū)動(dòng)電路32和RS-485接口 34供電。
[0023]為提高整個(gè)比例取樣控制器3的抗干擾性，本實(shí)施例的比例取樣控制器3還包括磁耦隔離模塊35和光耦隔離模塊36;其中，磁耦隔離模塊35連接于RS-485接口 34與微處理器31之間，光耦隔離模塊36連接于驅(qū)動(dòng)電路32與微處理器31之間。
[0024]為優(yōu)化比例取樣控制器2的控制效果，本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路32包括用于控制取樣栗4和攪拌機(jī)8啟閉的繼電器驅(qū)動(dòng)單元321以及用于控制電磁閥9啟閉的晶體管驅(qū)動(dòng)單元322。
[0025]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的微處理器31包括一STM32F103型芯片;本實(shí)施例的電源模塊33包括一LMl 117型線性穩(wěn)壓芯片。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括控制終端、現(xiàn)場流量計(jì)、比例取樣控制器、取樣栗、儲(chǔ)水罐、若干個(gè)測試儀以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀； 所述現(xiàn)場流量計(jì)裝設(shè)于排污管道上并通過RS-485總線與比例取樣控制器通信連接，所述取樣栗通過管道連接于排污管道與儲(chǔ)水罐之間，所述儲(chǔ)水罐內(nèi)設(shè)置有攪拌機(jī)，所述儲(chǔ)水罐的出水管上設(shè)置有電磁閥，若干個(gè)所述測試儀通過管道分別與儲(chǔ)水罐的出水管相連通； 所述取樣栗、電磁閥和攪拌機(jī)分別與比例取樣控制器電性連接并受控于比例取樣控制器，所述比例取樣控制器、測試儀和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀相互間通過RS-485總線通信連接，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)設(shè)置有無線模塊，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀通過無線模塊與控制終端無線通信連接或通過RS-485總線與控制終端通信連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述測試儀為COD測試儀、氨氮測試儀、TOC測試儀、總磷測試儀、總氮測試儀和/或PH測試儀。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述比例取樣控制器包括微處理器、驅(qū)動(dòng)電路、電源模塊和若干個(gè)RS-485接口，所述微處理器通過RS-485接口與現(xiàn)場流量計(jì)、測試儀及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀對(duì)應(yīng)連接，所述微處理器通過驅(qū)動(dòng)電路控制取樣栗、攪拌機(jī)和電磁閥的啟閉，所述電源模塊分別為微處理器、驅(qū)動(dòng)電路和RS-485接口供電。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述比例取樣控制器還包括磁耦隔離模塊和光耦隔離模塊，所述磁耦隔離模塊連接于RS-485接口與微處理器之間，所述光耦隔離模塊連接于驅(qū)動(dòng)電路與微處理器之間。5.如權(quán)利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電路包括用于控制取樣栗和攪拌機(jī)啟閉的繼電器驅(qū)動(dòng)單元以及用于控制電磁閥啟閉的晶體管驅(qū)動(dòng)單元。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器包括一 STM32F103型芯片。7.如權(quán)利要求6所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊包括一 LMl 117型線性穩(wěn)壓芯片。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK205581090SQ201620167888
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月4日
【發(fā)明人】許愛紅
【申請(qǐng)人】許愛紅