申請日2016.05.18

　　公開(公告)日2016.09.21

　　IPC分類號G05B19/042

　　摘要

　　本實用新型公開了一種基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，包括安裝在每個污水處理站的至少一個遠程監(jiān)控終端、通過GPRS網(wǎng)絡與各個遠程監(jiān)控終端進行數(shù)據(jù)通訊的云平臺、接入云平臺并與該云平臺進行數(shù)據(jù)通訊的系統(tǒng)服務器以及接入系統(tǒng)服務器并與該系統(tǒng)服務器進行數(shù)據(jù)通訊的多個Web客服端，其中，遠程監(jiān)控終端用于監(jiān)控污水處理站的工作狀態(tài)并將監(jiān)控信息發(fā)送到云平臺，系統(tǒng)服務器接入云平臺獲取數(shù)據(jù)信息并進行數(shù)據(jù)處理，Web客服端接入系統(tǒng)服務器獲取監(jiān)控信息從而能夠遠程監(jiān)控污水處理站的工作狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有投入成本低、運行操作方便、數(shù)據(jù)傳輸可靠且快速、圖像展示流暢快速、與現(xiàn)有設施兼容性強、環(huán)境適應性強等優(yōu)點。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝在每個污水處理站的至少一個遠程監(jiān)控終端、通過GPRS網(wǎng)絡與各個遠程監(jiān)控終端進行數(shù)據(jù)通訊的云平臺、接入云平臺并與該云平臺進行數(shù)據(jù)通訊的系統(tǒng)服務器以及接入系統(tǒng)服務器并與該系統(tǒng)服務器進行數(shù)據(jù)通訊的多個Web客服端，其中，所述遠程監(jiān)控終端用于監(jiān)控污水處理站的工作狀態(tài)并將監(jiān)控信息發(fā)送到所述云平臺，所述系統(tǒng)服務器接入所述云平臺獲取數(shù)據(jù)信息并進行數(shù)據(jù)處理，所述Web客服端接入所述系統(tǒng)服務器獲取監(jiān)控信息從而能夠遠程監(jiān)控污水處理站的工作狀態(tài)，并根據(jù)污水處理站的工作狀態(tài)向所述系統(tǒng)服務器發(fā)送控制命令，所述系統(tǒng)服務器對該控制命令進行解析并通過所述云平臺發(fā)送給相應的遠程監(jiān)控終端，所述遠程監(jiān)控終端根據(jù)控制命令控制污水處理站的工作狀態(tài)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端至少包括微控制器、污水處理設備控制器、傳感監(jiān)控設備、流量計和GPRS無線通信模塊，其中，所述傳感監(jiān)控設備用于監(jiān)控污水處理站的場景狀態(tài);所述污水處理設備控制器與多個污水處理設備相連接，用于控制污水處理設備的工作狀態(tài)，所述污水處理設備為水泵、風機和或電解磷設備中的任一種;所述微控制器用于采集所述污水處理設備控制器、傳感監(jiān)控設備和流量計的傳感狀態(tài)信息并通過所述GPRS無線通信模塊發(fā)送給所述云平臺以及接收所述云平臺發(fā)送的控制信息并根據(jù)該控制信息控制所述污水處理設備控制器的狀態(tài);所述流量計通過RS485接口與所述微控制器相連接，用于采集流量信息并發(fā)送給所述微控制器。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述污水處理設備控制器為PLC控制器，所述PLC控制器通過RS485接口與所述微控制器相連接，所述微控制器通過RS485協(xié)議讀寫所述PLC控制器的輸入數(shù)字量狀態(tài)以及輸出數(shù)字量狀態(tài)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端還包括輸入模塊和輸出模塊，所述輸入模塊與所述微控制器和污水處理設備相連接，用于采用所述污水處理設備的輸入狀態(tài);所述輸出模塊與所述微控制器和污水處理設備相連接，用于輸出控制信號對所述污水處理設備進行控制。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入模塊采用6路光耦輸入;所述輸出模塊采用6路繼電器進行輸出控制。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感監(jiān)控設備進一步包括門磁開關(guān)、紅外探測器、讀卡器以及攝像頭模塊，其中，所述門磁開關(guān)由常開型干簧管和永久磁鐵組成，安裝在污水處理站工作室門上，用于監(jiān)控該工作室門的開閉情況;所述紅外探測器采用熱釋電紅外傳感器，用于監(jiān)控是否有生物闖入;所述讀卡器采用非接觸式IC卡，用于工作人員考勤監(jiān)控;所述攝像頭模塊用于采集現(xiàn)場照片，當有非法生物闖入或者手動拍照時，所述微控制器發(fā)送拍照命令給攝像頭模塊并通過RS232接口讀取攝像頭所拍的JPEG格式照片。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端還包括多個電流互感器，每個污水處理設備接一個所述電流互感器，所述電流互感器用于監(jiān)測水泵、風機或電解磷的工作電流，電流通過一電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓信號通過一個8選一模擬開關(guān)和絕對值電路放大后輸入到微控制器內(nèi)部ADC模塊，經(jīng)ADC模塊采樣得到污水處理設備工作的有效值電流。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端還包括無線傳輸模塊，當GPRS信號質(zhì)量不佳，所述遠程監(jiān)控終端將采集的信息及遠程控制信息通過所述無線傳輸模塊傳輸至鄰端且具有較佳GPRS信號的污水處理站再上傳至云平臺。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述無線傳輸模塊為具有LoRaTM功能的無線傳輸模塊SX1278，所述微控制器通過SPI接口對SX1278模塊進行控制及數(shù)據(jù)傳輸。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端還包括電量計量芯片HT7038，所述電量計量芯片HT7038與所述微控制器相連接，設置成用于三相四線制，采用三個電壓互感器采集A相，B相，C相的電壓信號，以及采用三個電流互感器采集A相，B相，C相的電流信號，所述電壓信號和電流信號輸入至所述電量計量芯片并計量電能信息，所述微控制器通過SPI接口讀取電量的瞬時功率以及總的用電度數(shù)信息。

　　說明書

　　一種基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型涉及污水處理監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)主要是將居民的生活污水，經(jīng)污水收集管網(wǎng)收集到污水處理站，然后采用組合型生物濾池污水處理技術(shù)進行處理。然而農(nóng)村污水處理站地點分布廣泛，要了解成百上千處農(nóng)村生活污水處理設施的運行狀態(tài)，必須派人去現(xiàn)場觀察，這不僅造成人員、時間上的浪費，還產(chǎn)生不必要的物資開銷。而且各村安排的監(jiān)管人員大多是本村村民兼職，專業(yè)知識欠缺，導致污水處理設施運營不到位，出水難以達標，有部分污水處理設施甚至癱瘓或荒廢，根本無法做到有效監(jiān)管�，F(xiàn)有技術(shù)中，農(nóng)村生活污水的運維方式主要有以下兩種：一是各村和自然組安排村民兼職管理，監(jiān)管人員一般缺乏專業(yè)知識，且到崗率低，容易導致設施導電、設備損壞、人為破壞等現(xiàn)象產(chǎn)生;二是在污水處理站點配備遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過查看電腦平臺來獲知污水處理設施的運行情況，一旦發(fā)生設備故障就需要供貨單位前來維修，因此多半處于停運或半停運狀態(tài)，而政府主管部門難以掌握相關(guān)信息，同時還引起污水外排，嚴重影響了周圍居民的生活環(huán)境。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、社會信息化程度的提高，人們對于污水處理站監(jiān)控系統(tǒng)的要求已經(jīng)不再滿足于簡單、被動的監(jiān)控控制，而需要一種節(jié)能、高效、操作靈活的智能監(jiān)控系統(tǒng)，降低農(nóng)村污水處理站的運行成本并提高運行效率。

　　故，針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

　　實用新型內(nèi)容

　　為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，確有必要提供一種基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，具有系統(tǒng)管理、部門管理、用戶管理、權(quán)限管理、角色管理、流程管理等功能，克服了目前污水監(jiān)控系統(tǒng)的單一功能或功能較少的缺陷。

　　為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為：

　　一種基于云平臺的農(nóng)村污水處理站遠程管理監(jiān)控系統(tǒng)，包括安裝在每個污水處理站的至少一個遠程監(jiān)控終端、通過GPRS網(wǎng)絡與各個遠程監(jiān)控終端進行數(shù)據(jù)通訊的云平臺、接入云平臺并與該云平臺進行數(shù)據(jù)通訊的系統(tǒng)服務器以及接入系統(tǒng)服務器并與該系統(tǒng)服務器進行數(shù)據(jù)通訊的多個Web客服端，其中，所述遠程監(jiān)控終端用于監(jiān)控污水處理站的工作狀態(tài)并將監(jiān)控信息發(fā)送到所述云平臺，所述系統(tǒng)服務器接入所述云平臺獲取數(shù)據(jù)信息并進行數(shù)據(jù)處理，所述Web客服端接入所述系統(tǒng)服務器獲取監(jiān)控信息從而能夠遠程監(jiān)控污水處理站的工作狀態(tài)，并根據(jù)污水處理站的工作狀態(tài)向所述系統(tǒng)服務器發(fā)送控制命令，所述系統(tǒng)服務器對該控制命令進行解析并通過所述云平臺發(fā)送給相應的遠程監(jiān)控終端，所述遠程監(jiān)控終端根據(jù)控制命令控制污水處理站的工作狀態(tài)。

　　優(yōu)選地，所述遠程監(jiān)控終端至少包括微控制器、污水處理設備控制器、傳感監(jiān)控設備、流量計和GPRS無線通信模塊，其中，所述傳感監(jiān)控設備用于監(jiān)控污水處理站的場景狀態(tài);所述污水處理設備控制器與多個污水處理設備相連接，用于控制污水處理設備的工作狀態(tài)，所述污水處理設備為水泵、風機和或 電解磷設備中的任一種;所述微控制器用于采集所述污水處理設備控制器、傳感監(jiān)控設備和流量計的傳感狀態(tài)信息并通過所述GPRS無線通信模塊發(fā)送給所述云平臺以及接收所述云平臺發(fā)送的控制信息并根據(jù)該控制信息控制所述污水處理設備控制器的狀態(tài);所述流量計通過RS485接口與所述微控制器相連接，用于采集流量信息并發(fā)送給所述微控制器。

　　優(yōu)選地，所述污水處理設備控制器為PLC控制器，所述PLC控制器通過RS485接口與所述微控制器相連接，所述微控制器通過RS485協(xié)議讀寫所述PLC控制器的輸入數(shù)字量狀態(tài)以及輸出數(shù)字量狀態(tài)。

　　優(yōu)選地，所述遠程監(jiān)控終端還包括輸入模塊和輸出模塊，所述輸入模塊與所述微控制器和污水處理設備相連接，用于采用所述污水處理設備的輸入狀態(tài);所述輸出模塊與所述微控制器和污水處理設備相連接，用于輸出控制信號對所述污水處理設備進行控制。

　　優(yōu)選地，所述輸入模塊采用6路光耦輸入;所述輸出模塊采用6路繼電器進行輸出控制。

　　優(yōu)選地，所述傳感監(jiān)控設備進一步包括門磁開關(guān)、紅外探測器、讀卡器以及攝像頭模塊，其中，所述門磁開關(guān)由常開型干簧管和永久磁鐵組成，安裝在污水處理站工作室門上，用于監(jiān)控該工作室門的開閉情況;所述紅外探測器采用熱釋電紅外傳感器，用于監(jiān)控是否有生物闖入;所述讀卡器采用非接觸式IC卡，用于工作人員考勤監(jiān)控;所述攝像頭模塊用于采集現(xiàn)場照片，當有非法生物闖入或者手動拍照時，所述微控制器發(fā)送拍照命令給攝像頭模塊并通過RS232接口讀取攝像頭所拍的JPEG格式照片。

　　優(yōu)選地，所述遠程監(jiān)控終端還包括多個電流互感器，每個污水處理設備接一個所述電流互感器，所述電流互感器用于監(jiān)測水泵、風機或電解磷的工作電 流，電流通過一電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓信號通過一個8選一模擬開關(guān)和絕對值電路放大后輸入到微控制器內(nèi)部ADC模塊，經(jīng)ADC模塊采樣得到污水處理設備工作的有效值電流。

　　優(yōu)選地，所述遠程監(jiān)控終端還包括無線傳輸模塊，當GPRS信號質(zhì)量不佳，所述遠程監(jiān)控終端將采集的信息及遠程控制信息通過所述無線傳輸模塊傳輸至鄰端且具有較佳GPRS信號的污水處理站再上傳至云平臺。

　　優(yōu)選地，所述無線傳輸模塊為具有LoRaTM功能的無線傳輸模塊SX1278，所述微控制器通過SPI接口對SX1278模塊進行控制及數(shù)據(jù)傳輸。

　　優(yōu)選地，所述遠程監(jiān)控終端還包括電量計量芯片HT7038，所述電量計量芯片HT7038與所述微控制器相連接，設置成用于三相四線制，采用三個電壓互感器采集A相，B相，C相的電壓信號，以及采用三個電流互感器采集A相，B相，C相的電流信號，所述電壓信號和電流信號輸入至所述電量計量芯片并計量電能信息，所述微控制器通過SPI接口讀取電量的瞬時功率以及總的用電度數(shù)信息。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有投入成本低、運行操作方便、數(shù)據(jù)傳輸可靠且快速、圖像展示流暢快速、與現(xiàn)有設施兼容性強、環(huán)境適應性強等優(yōu)點。