申請日2014.01.13

　　公開(公告)日2014.04.30

　　IPC分類號G05B19/418

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)及其應(yīng)用，涉及污水處理設(shè)施進行遠程監(jiān)控的系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)及其應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制與數(shù)據(jù)更新，邏輯控制簡單、可編程性高，包括數(shù)據(jù)中心和采控站點，數(shù)據(jù)中心包括無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)、采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及客戶端，采控站點包括污水處理設(shè)施和采控終端，污水處理設(shè)施包括智能設(shè)備和動力部件，采控終端包括通訊模塊和中央控制模塊，通訊模塊包括智能通訊設(shè)備，智能通訊設(shè)備與智能設(shè)備聯(lián)接，中央控制模塊包括單片機，單片機與動力部件聯(lián)接，智能通訊設(shè)備與單片機聯(lián)接，采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端通過以太網(wǎng)交換機聯(lián)接。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)中心和采控站點，所述數(shù)據(jù)中心包括無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)、采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及客戶端，所述采控站點包括污水處理設(shè)施和采控終端，所述污水處理設(shè)施包括智能設(shè)備和動力部件，所述智能設(shè)備和動力部件檢測污水的水質(zhì)情況，并將其轉(zhuǎn)化為狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述采控終端包括中央控制模塊和通訊模塊，所述中央控制模塊包括單片機，所述單片機分別與通訊模塊和動力部件聯(lián)接，單片機獲取和存儲動力部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給通訊模塊，所述通訊模塊包括智能通訊設(shè)備，所述智能通訊設(shè)備與智能設(shè)備聯(lián)接，并獲取和存儲智能設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述智能通訊設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)將智能設(shè)備和動力部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過有線網(wǎng)絡(luò)將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到采控服務(wù)器，所述采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端通過以太網(wǎng)交換機聯(lián)接，所述采控服務(wù)器將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，所述客戶端包括輸入裝置和顯示裝置，客戶端通過采控服務(wù)器獲取保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將其顯示在顯示裝置上，操作人員通過輸入裝置將智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令輸入至客戶端，客戶端將所述智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令分別通過采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)和無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到采控站點的采控終端，由采控終端中的智能通訊設(shè)備將智能設(shè)備控制指令發(fā)送至智能設(shè)備或?qū)�動力部件控制指令發(fā)送至中央控制模塊的單片機，由單片機執(zhí)行接收到的動力部件控制指令。

　　2.如權(quán)利要求1所述的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述智能通訊設(shè)備包括數(shù)據(jù)傳輸單元、控制單元、電源模塊和數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括GPRS通信模塊和CDMA通信模塊，用于無線網(wǎng)絡(luò)通信，所述控制器通過通用串行數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)采集單元聯(lián)接，控制器用于控制智能通訊設(shè)備的內(nèi)部器件，所述電源模塊為智能通訊設(shè)備提供電源。

　　3.如權(quán)利要求1所述的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述智能通訊設(shè)備的接口包括RS485接口、RS232接口、數(shù)字量輸入接口、數(shù)字量輸出接口和模擬量輸入接口。

　　4.如權(quán)利要求1所述的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡(luò)為GPRS無線網(wǎng)絡(luò)或CDMA無線網(wǎng)絡(luò)。

　　5.應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)讀取污水處理設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(一)按照設(shè)定的時間間隔，智能通訊設(shè)備讀取與單片機聯(lián)接的動力部件或與智能通訊設(shè)備相連的智能設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù);

　　(二)智能通訊設(shè)備將在步驟(一)中讀取的狀態(tài)數(shù)據(jù)按照設(shè)置的服務(wù)器地址和端口，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的采控服務(wù)器;

　　(三)數(shù)據(jù)中心的采控服務(wù)器接收智能通訊設(shè)備發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對其進行解析;

　　(四)數(shù)據(jù)中心的采控服務(wù)器將經(jīng)過解析的狀態(tài)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上;

　　(五)客戶端通過采控服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)服務(wù)器上的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

　　6.應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)對污水處理設(shè)施進行控制的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(一)：操作人員通過客戶端發(fā)送智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令，智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令分別經(jīng)采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)和無線網(wǎng)絡(luò)傳送到采控站點的智能通訊設(shè)備;

　　(二)：智能通訊設(shè)備對接收到的智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令進行解析;

　　(三)：經(jīng)過步驟(二)解析的智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令，如果是智能設(shè)備控制指令，智能通訊設(shè)備則將該控制指令傳遞給相應(yīng)的智能設(shè)備;如果是動力部件控制指令，智能通訊設(shè)備則將該控制指令傳遞給單片機。

　　說明書

　　分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)及其應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理設(shè)施進行遠程監(jiān)控的系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)及其應(yīng)用。

　　背景技術(shù)

　　眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個新型的應(yīng)用，也是國家層面大力發(fā)展和支持推廣的新型應(yīng)用，“政策先行，技術(shù)主導，需求驅(qū)動”將成為中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要模式;而物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合能夠?qū)崿F(xiàn)對生活環(huán)境中各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標的實時監(jiān)控;據(jù)預測，到2020年，世界上物聯(lián)網(wǎng)“物物互連”的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達到30比1，僅僅是在智能感知和能耗優(yōu)化管理系統(tǒng)方面的市場就有上千億美元。因此“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億美元級的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

　　當前基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的分散式污水處理設(shè)施遠程監(jiān)控系統(tǒng)僅僅實現(xiàn)了通過遠程通訊設(shè)備和PLC及相關(guān)控制部件數(shù)據(jù)的采集、存儲和數(shù)據(jù)展現(xiàn)，是單方向的數(shù)據(jù)采集和存儲;并且均未能實現(xiàn)對分散的污水處理設(shè)施的遠程控制與數(shù)據(jù)更新;并且當前的污水處理設(shè)施的中央控制部件基本是采用PLC進行控制的，是固化的，功能也比較單一，擴展性能低;而且現(xiàn)有技術(shù)需要采用較多的電氣部門、開關(guān)、繼電器部件通過開/關(guān)數(shù)據(jù)來進行輸入、輸出的邏輯處理，采用PLC作為污水處理設(shè)施的中央控制部件，要實現(xiàn)的邏輯控制比較煩瑣，且可編程性低。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制與數(shù)據(jù)更新、邏輯控制簡單、可編程性高的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)。

　　本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心和采控站點，數(shù)據(jù)中心包括無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)、采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及客戶端，采控站點包括污水處理設(shè)施和采控終端，污水處理設(shè)施包括智能設(shè)備和動力部件，智能設(shè)備和動力部件檢測污水的水質(zhì)情況，并將其轉(zhuǎn)化為狀態(tài)數(shù)據(jù)，采控終端包括中央控制模塊和通訊模塊，中央控制模塊包括單片機，單片機分別與通訊模塊和動力部件聯(lián)接，單片機獲取和存儲動力部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給通訊模塊，通訊模塊包括智能通訊設(shè)備，智能通訊設(shè)備與智能設(shè)備聯(lián)接，并獲取和存儲智能設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，智能通訊設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)將智能設(shè)備和動力部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)關(guān)，通信網(wǎng)關(guān)通過有線網(wǎng)絡(luò)將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到采控服務(wù)器，采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端通過以太網(wǎng)交換機聯(lián)接，采控服務(wù)器將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，客戶端包括輸入裝置和顯示裝置，客戶端通過采控服務(wù)器獲取保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將其顯示在顯示裝置上，操作人員通過輸入裝置將智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令輸入至客戶端，客戶端將智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令分別通過采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)和無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到采控站點的采控終端，由采控終端中的智能通訊設(shè)備將智能設(shè)備控制指令發(fā)送至智能設(shè)備或?qū)�動力部件控制指令發(fā)送至中央控制模塊的單片機，由單片機執(zhí)行接收到的動力部件控制指令。

　　進一步的，本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，智能通訊設(shè)備包括數(shù)據(jù)傳輸單元、控制單元、電源模塊和數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)傳輸單元包括GPRS通信模塊和CDMA通信模塊，用于無線網(wǎng)絡(luò)通信，控制器通過通用串行數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)采集單元聯(lián)接，控制器用于控制智能通訊設(shè)備的內(nèi)部器件，電源模塊為智能通訊設(shè)備提供電源。

　　進一步的，本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，智能通訊設(shè)備的接口包括RS485接口、RS232接口、數(shù)字量輸入接口、數(shù)字量輸出接口和模擬量輸入接口。

　　進一步的，本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡(luò)為GPRS無線網(wǎng)絡(luò)或CDMA無線網(wǎng)絡(luò)。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)有益效果為：其包括采控服務(wù)器，操作人員可通過客戶端發(fā)送控制指令，控制指令經(jīng)采控服務(wù)器、無線通信網(wǎng)關(guān)和無線網(wǎng)絡(luò)到達采控站點，采控站點的智能通訊設(shè)備對接收到的控制指令解析，如果是動力部件控制指令，則將該控制指令發(fā)送到單片機，由單片機實現(xiàn)對動力部件的控制，如果是智能設(shè)備控制指令，則將該控制指令直接發(fā)送給智能設(shè)備，由智能設(shè)備執(zhí)行該控制指令，另一方面，智能通訊設(shè)備按設(shè)置的時間間隔將動力部件和智能設(shè)備中的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)中心，從而實現(xiàn)對污水處理設(shè)施的遠程控制和數(shù)據(jù)更新。中央控制模塊的控制部件由原來的PLC更換為單片機，提高了中央控制模塊的控制功能和可編程性。綜上，本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程控制與數(shù)據(jù)更新、邏輯控制簡單、可編程性高。

　　本發(fā)明的另一個目的在于應(yīng)用分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)讀取污水處理設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以減小采控服務(wù)器的負擔和設(shè)計難度，包括以下步驟：

　　(一)按照設(shè)定的時間間隔，智能通訊設(shè)備讀取與單片機聯(lián)接的動力部件或與智能通訊設(shè)備相連的智能設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù);

　　(二)智能通訊設(shè)備將在步驟(一)中讀取的狀態(tài)數(shù)據(jù)按照設(shè)置的服務(wù)器地址和端口，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的采控服務(wù)器;

　　(三)數(shù)據(jù)中心的采控服務(wù)器接收智能通訊設(shè)備發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對其進行解析;

　　(四)數(shù)據(jù)中心的采控服務(wù)器將經(jīng)過解析的狀態(tài)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上;

　　(五)客戶端通過采控服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)服務(wù)器上的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的應(yīng)用分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)讀取污水處理設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，有益效果為：智能通訊設(shè)備能夠在設(shè)定的時間間隔內(nèi)將動力部件或智能設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給采控服務(wù)器，減少了采控服務(wù)器的負擔和設(shè)計難度，同時，系統(tǒng)采用約定的協(xié)議來解析狀態(tài)信息，方便靈活，易于擴展，使用不同配置的設(shè)施難度降低。

　　本發(fā)明的再一個目的在于應(yīng)用本發(fā)明的分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)對污水處理設(shè)施進行控制，以提高系統(tǒng)的可擴展性，包括以下步驟：

　　(一)：操作人員通過客戶端發(fā)送智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令，智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令分別經(jīng)采控服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)和無線網(wǎng)絡(luò)傳送到采控站點的智能通訊設(shè)備;

　　(二)：智能通訊設(shè)備對接收到的智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令進行解析;

　　(三)：經(jīng)過步驟(二)解析的智能設(shè)備控制指令或動力部件控制指令，如果是智能設(shè)備控制指令，智能通訊設(shè)備則將該控制指令傳遞給相應(yīng)的智能設(shè)備;如果是動力部件控制指令，智能通訊設(shè)備則將該控制指令傳遞給單片機。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的應(yīng)用分散式污水處理設(shè)施智能遠程監(jiān)管系統(tǒng)對污水處理設(shè)施進行控制的方法，有益效果為：將控制污水處理設(shè)施的控制指令分為智能設(shè)備控制指令和動力部件控制指令，從而實現(xiàn)對不同設(shè)備種類的控制，增加了系統(tǒng)的擴展性，同時，系統(tǒng)采用約定的協(xié)議來解析狀態(tài)信息，方便靈活，易于擴展，使用不同配置的設(shè)施難度降低。