申請日2013.09.28
公開(公告)日2014.04.09
IPC分類號G05B19/418
摘要
本實用新型公開了一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器、上位機、工控機、控制器、遠程視頻監(jiān)控器和移動終端;所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器包括傳感器單元、與傳感器單元相接的信號調(diào)理電路、與信號調(diào)理電路相接的數(shù)據(jù)采集電路、與數(shù)據(jù)采集電路相接的神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器和工控機相接的接口電路。本實用新型結構簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進行集成化、智能化、遠程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實時性和可靠性低的問題。
權利要求書
1.一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于：包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器(1)、布設于遠程監(jiān)控中心的上位機(5)、布 設于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機(2)、接收工控機(2)的控制指令且對污水處 理過程進行控制的控制器(3)、布設于待監(jiān)控現(xiàn)場且進行全程視頻監(jiān)控 的遠程視頻監(jiān)控器(4)和通過3G網(wǎng)絡(6)與上位機(5)連接的移動終 端(7);所述工控機(2)和上位機(5)均連接有ZigBee模塊(8)， 所述工控機(2)和上位機(5)分別通過ZigBee模塊(8)連接至ZigBee 無線網(wǎng)絡(9)進行通訊;所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器(1)包括傳感器單元(1-1)、 與傳感器單元(1-1)相接的信號調(diào)理電路(1-2)、與信號調(diào)理電路(1-2) 相接的數(shù)據(jù)采集電路(1-3)、與數(shù)據(jù)采集電路(1-3)相接的神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù) 據(jù)融合處理器(1-4)以及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)和工控 機(2)相接的接口電路(1-5);所述遠程視頻監(jiān)控器(4)和工控機(2) 通過3G網(wǎng)絡(6)進行連接，所述控制器(3)的一端與工控機(2)相接 且其另一端與布設于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機(10)、泵(11) 和閥(12)進行連接;所述傳感器單元(1-1)包括COD傳感器、pH值傳 感器、超聲波流量傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓 力傳感器。
2.按照權利要求1所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控 系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器(3)為PLC。
3.按照權利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程 監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器(1-4)包括DSP 以及與所述DSP相接的外圍電路。
4.按照權利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程 監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述接口電路(1-5)為RS485接口。
5.按照權利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程 監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述遠程視頻監(jiān)控器(4)為3G攝像機。
6.按照權利要求5所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控 系統(tǒng)，其特征在于：所述3G攝像機的數(shù)量為多個，且多個所述3G攝像機 均安裝有太陽能電池。
說明書
基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)
技術領域
本實用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融 合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術
我國每年約有1/3的工業(yè)廢水和90%以上的生活污水未經(jīng)處理就排 入水域。水環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢，其中一個重要的原因是監(jiān)督力 度不足和監(jiān)控手段落后。對于污水處理工藝，有許多重要的現(xiàn)場參數(shù)和信 息(如污水的流量、液位、PH值、溫度、溶解氧濃度等)需要實時監(jiān)視 和共享，這就需要同時用到較多數(shù)量且不同類型的傳感器進行信息采集和 監(jiān)測�；谶@些采集和監(jiān)測到的信息，通過多種相應的終端執(zhí)行器實現(xiàn)終 端控制。
現(xiàn)有的污水遠程監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題是大量不同種類和反饋模 式的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中不能準確、高效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和資源 配置;同時由于現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)和信息的時變性很強，現(xiàn)有系統(tǒng)難以滿足 污水處理工藝對實時性和可靠性的高要求。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提 供一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其結構簡單、投 入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚磉^程進行集成化、智能化、遠程化的控制， 有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳 感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實時性和 可靠性低的問題。
為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種基于多傳感 器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器、 布設于遠程監(jiān)控中心的上位機、布設于待監(jiān)控現(xiàn)場的工控機、接收工控機 的控制指令且對污水處理過程進行控制的控制器、布設于待監(jiān)控現(xiàn)場且進 行全程視頻監(jiān)控的遠程視頻監(jiān)控器和通過3G網(wǎng)絡與上位機連接的移動終 端;所述工控機和上位機均連接有ZigBee模塊，所述工控機和上位機分 別通過ZigBee模塊連接至ZigBee無線網(wǎng)絡進行通訊;所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 器包括傳感器單元、與傳感器單元相接的信號調(diào)理電路、與信號調(diào)理電路 相接的數(shù)據(jù)采集電路、與數(shù)據(jù)采集電路相接的神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器以 及分別與神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器和工控機相接的接口電路;所述遠程視 頻監(jiān)控器和工控機通過3G網(wǎng)絡進行連接，所述控制器的一端與工控機相 接且其另一端與布設于待監(jiān)控現(xiàn)場的污水處理系統(tǒng)中電機、泵和閥進行連 接;所述傳感器單元包括COD傳感器、pH值傳感器、超聲波流量傳感器、 溶解氧傳感器、濁度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所 述控制器為PLC。
上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所 述神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器包括DSP以及與所述DSP相接的外圍電路，所 述DSP通過其內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合軟件對所屬傳感器單元采集到的信息 進行數(shù)據(jù)融合處理。
上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所 述接口電路為RS485接口。
上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所 述遠程視頻監(jiān)控器為3G攝像機。
上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所 述3G攝像機的數(shù)量為多個，且多個所述3G攝像機均安裝有太陽能電池。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：
1、能實時獲取污水處理工藝中的相關參數(shù)，并能通過ZigBee網(wǎng)絡將 這些數(shù)據(jù)及時地發(fā)送給遠程監(jiān)控中心，方便監(jiān)控中心進行遠距離監(jiān)測與控 制。
2、采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術，實現(xiàn)了自動化、智能化、高效化的 數(shù)據(jù)采集與參數(shù)提取。
3、系統(tǒng)運行效率高，能耗低，費用低。
綜上所述，本實用新型結構簡單、投入成本低，工作能夠?qū)ξ鬯幚?過程進行集成化、智能化、遠程化的控制，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在 的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大 量使用與資源配置問題以及系統(tǒng)實時性和可靠性低的問題。
