申請日2015.11.03
公開(公告)日2016.02.24
IPC分類號G05B19/042
摘要
本發(fā)明公開了一種多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)，包括污水箱、接真空泵裝置、把手、防污裝置、排污口、發(fā)動機(jī)、刻度線、排出管、支撐桿、底座，傳感器、電器元件、儲存箱、儲存箱口蓋開關(guān)、污水箱排放球閥和萬向輪;污水箱內(nèi)設(shè)置有污水處理模塊和水質(zhì)圖像檢測模塊，污水處理模塊包括氧化反應(yīng)預(yù)處理模塊、沉淀模塊、深度電解反應(yīng)模塊;通過工作芯片調(diào)控發(fā)動機(jī)的運行進(jìn)行拉真空，當(dāng)污水箱液位超過75%或者水質(zhì)超標(biāo)時，指示燈進(jìn)行顯示報警，當(dāng)污水箱液位超過100%，報警語音喇叭進(jìn)行報警，警告停止使用，當(dāng)儲存箱口蓋開關(guān)打開向外部排污水時，防污裝置的工作芯片同時控制發(fā)動機(jī)停止工作，智能化程度高，移動方便。
權(quán)利要求書
1.一種多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)，其特征在于，該多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)包括污水箱、接真空泵裝置、把手、防污裝置、排污口、發(fā)動機(jī)、刻度線、排出管、支撐桿、底座，傳感器、電器元件、儲存箱、儲存箱口蓋開關(guān)、污水箱排放球閥和萬向輪;
所述接真空泵裝置安裝在污水箱上部并位于把手中間，把手安裝在污水箱上部，連接污水箱的發(fā)動機(jī)位于污水箱右側(cè)并位于接真空泵裝置下部，傳感器安裝在污水箱左側(cè)，電器元件固定在污水箱左側(cè)并位于傳感器下部，刻度線位于污水箱正面，排污口位于污水箱左側(cè)，污水箱排放球閥安裝在污水箱底部，與儲存箱連接，儲存箱位于污水箱下部，儲存箱口蓋開關(guān)設(shè)置在儲存箱上，排出管與儲存箱口蓋開關(guān)連接，防污裝置設(shè)置在儲存箱正面并位于底座上，支撐桿安裝在底座上，所述的萬向輪設(shè)置在底座的底部;
所述的萬向輪內(nèi)設(shè)置有速度調(diào)節(jié)模塊，該速度調(diào)節(jié)模塊包括微處理器、電流傳感器、PWM控制器、IGBT控制器與電機(jī)組，所述微處理器的輸出端依次與所述PWM控制器、所述IGBT控制器與所述電機(jī)組的輸入端電連接，所述電機(jī)組的輸出端與所述PWM控制器的輸入端電連接，所述電機(jī)組的電機(jī)中均是安裝有三個霍爾位置傳感器;
所述的污水箱內(nèi)設(shè)置有污水處理模塊和水質(zhì)圖像檢測模塊，該污水處理模塊包括位于上層的氧化反應(yīng)預(yù)處理模塊、位于下層的沉淀模塊、位于最底層的深度電解反應(yīng)模塊;
所述的防污裝置包括顯示屏、防塵面板、工作芯片、防塵格網(wǎng)、聲光報警結(jié)構(gòu)和工作指示燈，所述的聲光報警結(jié)構(gòu)通過防塵格網(wǎng)的中間電性連接工作芯片;
所述傳感器、電器元件、發(fā)動機(jī)均與工作芯片電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器設(shè)置為2個液位傳感器，包括污水箱75%液位的液位傳感器和污水箱 100%液位的液位傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的顯示屏設(shè)置在防塵格網(wǎng)的上部，所述的防塵面板設(shè)置在顯示屏的外部;所述的聲光報警結(jié)構(gòu)電性連接工作芯片，聲光報警結(jié)構(gòu)包括報警語音喇叭和報警指示燈，所述的報警指示燈設(shè)置在報警語音喇叭的右側(cè);所述的工作指示燈通過電性連接設(shè)置在顯示屏的左側(cè)，所述的工作芯片通過電性連接設(shè)置在顯示屏的右側(cè);所述的把手包括固定螺母，所述的固定螺母具體采用2個可調(diào)節(jié)螺母，安裝在把手的兩端;所述的電器元件采用多個電容和電阻組成的測量壓力的電器元件。
4.一種使用權(quán)利要求1所述多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)的污水處理集成控制方法，其特征在于，所述污水處理集成控制方法具體步驟為：
步驟一，根據(jù)實際需要，在工作芯片上內(nèi)嵌式輸入壓力數(shù)值，所述壓力數(shù)值為污水箱能正常處理污水時的內(nèi)部壓力數(shù)值;同時在工作芯片上內(nèi)嵌式輸入污水箱液位控制數(shù)值;
步驟二，電器元件檢測污水箱內(nèi)部壓力，將此壓力以信號形式傳輸給工作芯片，同時傳感器檢測污水箱液位，將檢測數(shù)值以信號形式傳輸給工作芯片;
步驟三，工作芯片將輸入壓力數(shù)值信號和液位數(shù)值信號進(jìn)行檢索、對比，并檢索、對比后發(fā)出指令。
5.如權(quán)利要求4所述的污水處理集成控制方法，其特征在于，所述步驟一的壓力數(shù)值為吸真空狀態(tài)下的數(shù)值，所述污水箱液位控制數(shù)值為75%和100%。
6.如權(quán)利要求4所述的污水處理集成控制方法，其特征在于，所述的電流傳感器實時采集所述電機(jī)組的三相電流信號ia、ib、ic，經(jīng)克拉克變換、帕克變換后作為矢量控制系統(tǒng)的電流環(huán)的反饋量;利用所述霍爾位置傳感器檢測電機(jī)組的轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速信號，并將轉(zhuǎn)速值作為矢量控制系統(tǒng)的速度環(huán)的反饋量，將速度環(huán)的反饋值與給定值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果送入所述PWM控制器，并將 PWM控制器的輸出量作為電機(jī)的電流給定。
7.如權(quán)利要求1所述的污水處理集成控制方法，其特征在于，所述的水質(zhì)圖像檢測模塊通過圖像分割實現(xiàn)水質(zhì)圖像檢測，圖像分割的具體實現(xiàn)方法為：
建立圖像的顯著性模型;
根據(jù)所述顯著性模型獲取所述圖像中的前景樣本點和背景樣本點;根據(jù)所述顯著性模型，計算所述圖像中各個像素點的顯著性值;將各個像素點的顯著性值進(jìn)行歸一化;將歸一化后的顯著性值大于預(yù)定前景閾值的像素點確定為所述前景樣本點;將歸一化后的顯著性值小于預(yù)定背景閾值的像素點確定為所述背景樣本點;其中，所述預(yù)定前景閾值大于所述預(yù)定背景閾值，歸一化后的各個顯著值均位于(0，1)中;
根據(jù)所述顯著性模型以及所述前景樣本點和所述背景樣本點，建立前背景分類模型;所述前背景分類模型包括前景分類模型和背景分類模型，所述根據(jù)所述顯著性模型以及所述前景樣本點和所述背景樣本點，建立前背景分類模型，包括：根據(jù)所述前景樣本點建立前景顏色似然模型;根據(jù)所述背景樣本點建立背景顏色似然模型;將所述顯著性模型與所述前景顏色似然模型相乘，得到所述前景分類模型，所述前景分類模型用于表征像素點為前景的概率;將所述顯著性模型與所述背景顏色似然模型相乘，得到所述背景分類模型，所述背景分類模型用于表征像素點為背景的概率;
根據(jù)預(yù)定圖割算法對所述圖像進(jìn)行分割，所述預(yù)定圖割算法利用所述前背景分類模型以及像素點之間的邊緣信息對所述圖像進(jìn)行分割。
8.如權(quán)利要求7所述的污水處理集成控制方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)定圖割算法對所述圖像進(jìn)行分割包括：
利用所述前景分類模型計算所述圖像中每個像素點的前景相似度;
利用所述背景分類模型計算所述圖像中每個像素點的背景相似度;
獲取所述圖像中相鄰像素點之間的相似度;
利用各個像素點的前景相似度、各個像素點的背景相似度以及相鄰像素點之間的相似度，構(gòu)造所述預(yù)定圖割算法所需的無向圖;
利用所述預(yù)定分割算法對所述無向圖進(jìn)行分割，完成對所述圖像的分割。
說明書
一種多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)
目前，污水處理設(shè)備主要目的是將生活污水和與之相類似的工業(yè)有機(jī)廢水處理后達(dá)到回用水質(zhì)要求，使廢水處理后資源化利用，在總結(jié)國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)污水處理工藝，促進(jìn)了污水處理設(shè)備的大發(fā)展。目前真空式污水處理有大發(fā)展方向，但是，現(xiàn)有的智能生活污水處理系統(tǒng)存在的功能不完善，使用不方便，制造成本高，智能化程度低，移動不便的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有的智能真空式生活污水處理系統(tǒng)存在的功能不完善，使用不方便，制造成本高，智能化程度低，移動不便的問題。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)，包括污水箱、接真空泵裝置、把手、防污裝置、排污口、發(fā)動機(jī)、刻度線、排出管、支撐桿、底座，傳感器、電器元件、儲存箱、儲存箱口蓋開關(guān)、污水箱排放球閥和萬向輪;
所述接真空泵裝置安裝在污水箱上部并位于把手中間，把手安裝在污水箱上部，連接污水箱的發(fā)動機(jī)位于污水箱右側(cè)并位于接真空泵裝置下部，傳感器安裝在污水箱左側(cè)，電器元件固定在污水箱左側(cè)并位于傳感器下部，刻度線位于污水箱正面，排污口位于污水箱左側(cè)，污水箱排放球閥安裝在污水箱底部，與儲存箱連接，儲存箱位于污水箱下部，儲存箱口蓋開關(guān)設(shè)置在儲存箱上，排出管與儲存箱口蓋開關(guān)連接，防污裝置設(shè)置在儲存箱正面并位于底座上，支撐桿安裝在底座上，所述的萬向輪設(shè)置在底座的底部;
所述的防污裝置包括顯示屏、防塵面板、工作芯片、防塵格網(wǎng)、聲光報警結(jié)構(gòu)和工作指示燈，所述的聲光報警結(jié)構(gòu)通過防塵格網(wǎng)的中間電性連接工作芯片;
所述傳感器、電器元件、發(fā)動機(jī)均與工作芯片電性連接;
所述的萬向輪內(nèi)設(shè)置有速度調(diào)節(jié)模塊，該速度調(diào)節(jié)模塊包括微處理器、電流傳感器、PWM控制器、IGBT控制器與電機(jī)組，所述微處理器的輸出端依次與所述PWM控制器、所述IGBT控制器與所述電機(jī)組的輸入端電連接，所述電機(jī)組的輸出端與所述PWM控制器的輸入端電連接，所述電機(jī)組的電機(jī)中均是安裝有三個霍爾位置傳感器;
所述的污水箱內(nèi)設(shè)置有污水處理模塊和水質(zhì)圖像檢測模塊，該污水處理模塊包括位于上層的氧化反應(yīng)預(yù)處理模塊、位于下層的沉淀模塊、位于最底層的深度電解反應(yīng)模塊。
進(jìn)一步，所述傳感器設(shè)置為2個液位傳感器，包括污水箱75%液位的液位傳感器和污水箱100%液位的液位傳感器。
進(jìn)一步，所述的顯示屏設(shè)置在防塵格網(wǎng)的上部，所述的防塵面板設(shè)置在顯示屏的外部。
進(jìn)一步，所述的聲光報警結(jié)構(gòu)電性連接工作芯片，聲光報警結(jié)構(gòu)包括報警語音喇叭和報警指示燈，所述的報警指示燈設(shè)置在報警語音喇叭的右側(cè)。所述的工作指示燈通過電性連接設(shè)置在顯示屏的左側(cè)，所述的工作芯片通過電性連接設(shè)置在顯示屏的右側(cè)。
進(jìn)一步，所述的把手包括固定螺母，所述的固定螺母具體采用2個可調(diào)節(jié)螺母，安裝在把手的兩端。
進(jìn)一步，所述的電器元件采用多個電容和電阻組成的測量壓力的電器元件。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種多功能生活污水處理集成控制方法，該多功能生活污水處理集成控制方法具體步驟為：
步驟一，根據(jù)實際需要，在工作芯片上內(nèi)嵌式輸入壓力數(shù)值，所述壓力數(shù)值為污水箱能正常處理污水時的內(nèi)部壓力數(shù)值;同時在工作芯片上內(nèi)嵌式輸入污水箱液位控制數(shù)值;
步驟二，電器元件檢測污水箱內(nèi)部壓力，將此壓力以信號形式傳輸給工作芯片，同時傳感器檢測污水箱液位，將檢測數(shù)值以信號形式傳輸給工作芯片;
步驟三，工作芯片將輸入壓力數(shù)值信號和液位數(shù)值信號進(jìn)行檢索、對比，并檢索、對比后發(fā)出指令。
進(jìn)一步，所述步驟一的壓力數(shù)值為吸真空狀態(tài)下的數(shù)值，所述污水箱液位控制數(shù)值為75%和100%。
進(jìn)一步，所述步驟二和步驟三的工作芯片，采用440BX芯片組，所述440BX 芯片組由82443BX和82371AB兩塊芯片組成;采用1*492-PINBGA1*324-PIN BGA形式封裝，支持總線速度66/100MHZ。
進(jìn)一步，所述的電流傳感器實時采集所述電機(jī)組的三相電流信號ia、ib、ic，經(jīng)克拉克變換、帕克變換后作為矢量控制系統(tǒng)的電流環(huán)的反饋量;利用所述霍爾位置傳感器檢測電機(jī)組的轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速信號，并將轉(zhuǎn)速值作為矢量控制系統(tǒng)的速度環(huán)的反饋量，將速度環(huán)的反饋值與給定值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果送入所述PWM控制器，并將PWM控制器的輸出量作為電機(jī)的電流給定。
進(jìn)一步，所述的水質(zhì)圖像檢測模塊通過圖像分割實現(xiàn)水質(zhì)圖像檢測，圖像分割的具體實現(xiàn)方法為：
建立圖像的顯著性模型;
根據(jù)所述顯著性模型獲取所述圖像中的前景樣本點和背景樣本點;根據(jù)所述顯著性模型，計算所述圖像中各個像素點的顯著性值;將各個像素點的顯著性值進(jìn)行歸一化;將歸一化后的顯著性值大于預(yù)定前景閾值的像素點確定為所述前景樣本點;將歸一化后的顯著性值小于預(yù)定背景閾值的像素點確定為所述背景樣本點;其中，所述預(yù)定前景閾值大于所述預(yù)定背景閾值，歸一化后的各個顯著值均位于(0，1)中;
根據(jù)所述顯著性模型以及所述前景樣本點和所述背景樣本點，建立前背景分類模型;所述前背景分類模型包括前景分類模型和背景分類模型，所述根據(jù)所述顯著性模型以及所述前景樣本點和所述背景樣本點，建立前背景分類模型，包括：根據(jù)所述前景樣本點建立前景顏色似然模型;根據(jù)所述背景樣本點建立背景顏色似然模型;將所述顯著性模型與所述前景顏色似然模型相乘，得到所述前景分類模型，所述前景分類模型用于表征像素點為前景的概率;將所述顯著性模型與所述背景顏色似然模型相乘，得到所述背景分類模型，所述背景分類模型用于表征像素點為背景的概率;
根據(jù)預(yù)定圖割算法對所述圖像進(jìn)行分割，所述預(yù)定圖割算法利用所述前背景分類模型以及像素點之間的邊緣信息對所述圖像進(jìn)行分割。
進(jìn)一步，所述根據(jù)預(yù)定圖割算法對所述圖像進(jìn)行分割，包括：
利用所述前景分類模型計算所述圖像中每個像素點的前景相似度;
利用所述背景分類模型計算所述圖像中每個像素點的背景相似度;
獲取所述圖像中相鄰像素點之間的相似度;
利用各個像素點的前景相似度、各個像素點的背景相似度以及相鄰像素點之間的相似度，構(gòu)造所述預(yù)定圖割算法所需的無向圖;
利用所述預(yù)定分割算法對所述無向圖進(jìn)行分割，完成對所述圖像的分割。
本發(fā)明提供的多功能生活污水處理集成控制系統(tǒng)在真空狀態(tài)下將污水輸送到污水箱內(nèi)，解決了特種行業(yè)的污水處理需要，在航空運行行業(yè)有明顯的優(yōu)勢，外接真空度很低時，污水不易由外部設(shè)備滑入污水箱，無法進(jìn)行污水的收集和處理，通過本發(fā)明的防污裝置的工作芯片，調(diào)控發(fā)動機(jī)的運行進(jìn)行拉真空，解決了此問題，當(dāng)污水箱液位超過75%，指示燈進(jìn)行顯示報警，當(dāng)污水箱液位超過100%，報警語音喇叭進(jìn)行報警，警告停止使用，當(dāng)儲存箱口蓋開關(guān)打開向外部排污水時，防污裝置的工作芯片同時控制發(fā)動機(jī)停止工作;本發(fā)明采用440BX 芯片組與傳統(tǒng)LX芯片組最大的不同就是440BX芯片組支持100MHZ總線頻率，使CPU與系統(tǒng)內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換速率達(dá)800MB/s，運算速度也就快了一倍，使控制系統(tǒng)更精確，更適宜智能化的需要。
