一種村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著農(nóng)村人口生活水平提高，一些經(jīng)濟發(fā)達農(nóng)村地區(qū)已陸續(xù)由政府投資修建了集中式生活污水處理設(shè)施。這些污水處理設(shè)施的處理規(guī)模大多只有10t/d至200t/d不等，均為微(小)型無人值守自動運行式的污水處理裝置。對于這些污水處理設(shè)施的檢查、維修一般按照1-2周(或更長)間隔的人工巡查方式進行。這種政府委托運營方式造成一些運營單位不認真進行巡查，進而導致設(shè)施長期斷電、設(shè)備損壞、人為破壞等而不能及時維護現(xiàn)象。政府主管部門也難以及時知情，造成污水直接外排，引起農(nóng)村附近受納水體(河、塘等)水生態(tài)環(huán)境污染而出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，居民生活環(huán)境惡化等難題。據(jù)2013年12月17日《中國環(huán)境報》第6版右上角報道，在抽查的河南2011?2012年度農(nóng)村環(huán)境連片綜合整治已完工的248套污水處理系統(tǒng)中，103套閑置、139套不能正常運行，能正常運行的只有6套。本發(fā)明正是基于上述監(jiān)管難題而提出的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于政府環(huán)保及相關(guān)監(jiān)管部門難以監(jiān)控公益性村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施是否正常開機運行這些難題，本發(fā)明提供一種村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，實現(xiàn)對環(huán)保設(shè)施的在線實時監(jiān)管或監(jiān)督。
[0004]本發(fā)明的主要原理:通過開發(fā)具有電信號采集與無線傳輸功能的智能終端，將其并聯(lián)接入環(huán)保設(shè)施的控制系統(tǒng)(即開關(guān)柜)，從而定時采集控制系統(tǒng)的水栗、回流栗、曝氣設(shè)備、浮球等開關(guān)量信號(即判斷環(huán)保設(shè)備何時關(guān)、何時開及通電時長)，并同步利用電器設(shè)備的電磁效應理論，通過電磁感應傳感器感知用電設(shè)備的電磁感應電流和電壓，從而判定污水栗、曝氣機、回流栗、浮球是否運轉(zhuǎn)，通過智能終端內(nèi)部的微型計算機(CPU)，利用給定數(shù)學模型判定設(shè)備的運行工況。再通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的環(huán)保設(shè)施運行工況數(shù)據(jù)，以手機短消息的形式發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端，該終端可以為普通手機、智能手機、電腦或iPad等其他智能終端，從而實現(xiàn)對該設(shè)施遠程監(jiān)管或監(jiān)督。
[0005]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0006]1.終端成本低、技術(shù)原理簡單、相關(guān)配件耗材少，所有元器件均可從普通電子商品市場購得；
[0007]2.本終端僅監(jiān)控環(huán)保設(shè)施運行工況，不采集相關(guān)環(huán)保污染物指標數(shù)據(jù)，如C0D、NH3-N、TP等。因此，沒有污染物監(jiān)測傳感器的投入，因而本機投入成本低、自動運行，且無運行成本、無需專人管理維護等。
[0008]3.本終端與現(xiàn)有設(shè)備并聯(lián)接入，不破壞、不影響、不干涉既有環(huán)保設(shè)施控制系統(tǒng)的正常運行，實現(xiàn)與既有設(shè)備控制系統(tǒng)的100%兼容和無縫對接。
[0009]4.本終端環(huán)境適應性強、信號傳輸可靠，數(shù)據(jù)傳輸費用低等優(yōu)勢。由于利用GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺，因而對數(shù)據(jù)傳輸沒有硬件設(shè)施要求，即凡是有手機信號的地方均可安裝、使用。
[0010]5.本終端對接收設(shè)備要求低，任何手機電腦及其他GPRS終端均可接收，基本不需投入專門費用購置接收終端，方便眾多相關(guān)監(jiān)管人員同時使用。由于利用GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺，使用者只要處于GPRS信號范圍內(nèi)，均可接收到智能終端發(fā)出的信息，不受時空限制。
【附圖說明】
[0011]附圖為本發(fā)明的示意圖。
[0012]1.現(xiàn)有用電單元接入端口 ；2.基于電磁效應的用電工況感知單元；3.終端控制單元；4.輸出單元；5.GPRS發(fā)射天線單元；6.污水栗繼電器(開關(guān))；7.回流栗繼電器(開關(guān))；8.曝氣機繼電器(開關(guān))；9.浮球位置控制器繼電器(開關(guān))；10.污水栗電機感應傳感器；11.回流栗電機感應傳感器；12.曝氣機電機感應傳感器；13.微型計算機(CPU);14.電源；15.存儲器；16.時鐘芯片；17.開關(guān)量信號輸入單元；18.模擬量信號輸入單元；19.GPRS信號發(fā)送單元；20.電路線路板單元(上述1-19單元及相關(guān)電子元器件均用電子器件焊接的方式固定于電路線路板單元，并用專用脫水作防水、防濕和防塵處理)；21.標準化外接線；22.終端外殼(為普通鋼制并作防銹處理或不銹鋼及塑料制造)；23.輸入接線端；24.輸出接線端；25.天線接線端；26.CRT顯示器與接線端。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明由用電單元接入端口 1、基于電磁效應的用電設(shè)備工況感知單元2、終端控制單元3、輸出單元4、GPRS發(fā)射天線單元5共5個單元組成。
[0015]1.用電單元接入端口 1，將其并聯(lián)接入現(xiàn)有環(huán)保設(shè)備控制系統(tǒng)(如開關(guān)柜)，根據(jù)開關(guān)單元數(shù)量，確定開關(guān)量輸入總數(shù)，此開關(guān)量數(shù)據(jù)直接接入終端控制單元的開關(guān)量信號接入端。
[0016]2.基于電磁效應的用電工況感知單元2，由電磁互感線圈和信號放大器構(gòu)成。當用電設(shè)備正常運行時，依據(jù)電磁學原理，其電機設(shè)備周邊必將有一定強度的電磁場，特制的采集線圈上將產(chǎn)生一定大小的交流電流、電壓信號，并通過信號放大器放大后，輸入CPU13，從而感知、判定設(shè)備是否正常運轉(zhuǎn)。此信號與用電單元接入端口 1對應設(shè)備信號互補，即可精確判定設(shè)備運行工況。若設(shè)備用電開關(guān)開了，無一定強度電流、電壓感應信號，表明該設(shè)備運行異常。
[0017]3.外部感應信號通過終端單元內(nèi)部的模塊量輸入單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，輸入終端控制單元3。終端控制單元3，是本智能終端的“心臟”或“大腦”，它由CPU13、電源14、存儲器15、時鐘芯片16及開關(guān)量信號輸入單元17、控制量信號輸入單元18、GPRS信號發(fā)送單元19、電路板線路單元20、標準化外接線21、終端外殼22等組成，負責采集、運算、存儲、發(fā)送設(shè)備工況信息。
[0018]4.輸入接線端單元23、輸出接線端單元24由輸入、輸出2個模塊組成。輸入模塊負責從編程計算機下載無線終端的CPU計算機程序，并通過CRT顯示終端26于應用現(xiàn)場實時調(diào)節(jié)監(jiān)控相關(guān)變量或參數(shù)。輸出接線端25由GPRS發(fā)射天線組成，該天線為市購普通GPRS天線，其基座內(nèi)含有磁鐵，可直接吸附于鐵質(zhì)支撐物上。
[0019]5.本發(fā)明的電路管線路單元，上述用電單元接入端口、用電工況感知單元及相關(guān)電子元器件(附圖1中1-19單元)均用電子器件焊接的方式固定于電路線路板單元之上，并用專用脫水作防水、防濕和防塵處理。終端外殼22為普通鋼制并作防銹處理或不銹鋼及塑料制造。
[0020]將上述終端接入村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的控制系統(tǒng)，從而定時采集控制系統(tǒng)的開關(guān)量信號(即判斷污水處理設(shè)施何時關(guān)、何時開及通電時長)，并同步利用電器設(shè)備的電磁效應理論，通過電磁感應傳感器感知用電設(shè)備的電磁感應電流和電壓，從而判定設(shè)備是否運轉(zhuǎn)，通過智能終端內(nèi)部的微型計算機(CPU)，利用給定數(shù)學模型判定設(shè)備的運行工況。再通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的除塵設(shè)施運行工況數(shù)據(jù)，以手機短消息的形式發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端(該終端可以為普通手機、智能手機、電腦或iPad等其他智能終端，從而實現(xiàn)對該設(shè)施遠程監(jiān)管或監(jiān)督)。
【主權(quán)項】
1.一種村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于:所述村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端由用電單元接入端口，基于電磁效應的用電工況感知單元，終端控制單元，輸出單元和GPRS發(fā)射天線單元組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于，所述的用電單元接入端口，其與污水栗繼電器、回流栗繼電器、曝氣機繼電器和浮球開關(guān)繼電器直接連接，從而獲取相關(guān)用電設(shè)備的繼電器的開關(guān)量輸入信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于，所述的基于電磁效應的用電工況感知單元，其由市購感應線圈和電流、電壓放大電路組成，其分別由污水栗電機工況感應器、回流栗電機工況感應器、曝氣機電機工況感應器和浮球開關(guān)感應器組成，利用該感應器產(chǎn)生的感應電流即可獲取電機運行工況信息模擬量電信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于，所述的終端控制單元，由微型計算機(CPU)、電源、存儲器、時鐘芯片、開關(guān)量信號輸入單元、模擬量信號輸入單元、GPRS信號發(fā)送單元、電路線路板單元、標準化外接線和終端外殼組成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于，所述的輸出單元，包括輸入接線端、輸出接線端、天線接線端和CRT顯示器與接線端，可采集現(xiàn)有污水處理設(shè)備運行工況的開關(guān)信號和模擬量信號，并把該信號通過開關(guān)量和模擬量單元及內(nèi)部CPU轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息，并編碼、擬合，通過GPRS信號發(fā)射天線發(fā)送。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施監(jiān)控終端，針對村鎮(zhèn)及上級主管政府部門難以適時監(jiān)管集中式村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施運行工況這一難題，本發(fā)明提供一種基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芙K端，實現(xiàn)對村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的實時在線監(jiān)測。通過開發(fā)具有電信號采集與無線傳輸功能的智能終端，將其并聯(lián)接入村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的控制系統(tǒng)，通過對污水處理設(shè)施運行工況參數(shù)的采集(污水泵、回流泵、曝氣機、浮球開關(guān)等運行污水處理設(shè)備)。再通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的數(shù)據(jù)信息，以手機短消息形式的發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端，從而實現(xiàn)對村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施運行工況的遠程監(jiān)管。本發(fā)明提供的這種監(jiān)控終端具有投入成本低，運行操作方便，與現(xiàn)有設(shè)施兼容，且環(huán)境適應性強、信號傳輸可靠等優(yōu)點。
【IPC分類】G05B19/048
【公開號】CN105278424
【申請?zhí)枴緾N201510753906
【發(fā)明人】張文藝, 陳晶, 蔡慶慶, 沈紅池
【申請人】常州大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月7日