申请日2016.08.23
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号G05B19/048
摘要
本实用新型公开了一种基于物联网的污水监控系统。该系统包括受控对象、太阳能厕所设备、监控终端、网络层与报警模块、监控中心与报警模块，所述受控对象包括水泵、电极和阀门，太阳能厕所设备包括太阳能厕所设备单元，监控终端包括监控终端单元，网络层与报警模块包括Internet、GPRS/GSM网络、第一手机移动终端，监控中心与报警模块包括监控中心、第二手机移动终端。所述太阳能厕所设备单元根据液位信息，判断是否将水泵、电极和阀门打开以调节液位;同时监控终端单元读取系统运行时的参数数据并上传至GPRS/GSM网络;若出现异常情况，向手机移动终端发送报警信号，同时参数数据上传至Internet。本实用新型能够实时准确地监控污水处理中的异常和警报，具有广泛的应用价值和前景。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于物联网的污水监控系统，其特征在于，包括顺次连接的受控对象(1)、太阳能厕所设备(2)、监控终端(3)、网络层与报警模块(4)、监控中心与报警模块(5)，所述受控对象(1)包括多个重复单元，其中每个单元包括水泵(13)、电极(14)和阀门(15)，太阳能厕所设备(2)中包括多个太阳能厕所设备单元(12)，监控终端(3)中包括多个监控终端单元(11)，网络层与报警模块(4)包括Internet(8)、GPRS/GSM网络(9)、第一手机移动终端(10)，监控中心与报警模块(5)包括监控中心(6)、第二手机移动终端(7);
所述太阳能厕所设备单元(12)根据检测到的液位信息，判断是否将水泵(13)、电极(14)和阀门(15)打开以调节液位，使受控对象(1)和太阳能厕所设备(2)组成的系统正常运转;同时监控终端单元(11)读取太阳能厕所设备单元(12)运行时的参数数据并上传至GPRS/GSM网络(9);若出现异常情况，GPRS/GSM网络(9)向第一手机移动终端(10)发送一次第一报警信号，同时参数数据通过GPRS/GSM网络(9)上传至Internet(8)，监控中心(6)联网实时观测太阳能厕所设备(2)的运行情况，若出现异常情况，监控中心(6)向第二手机移动终端(7)发送一次第二报警信号。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的污水监控系统，其特征在于，所述太阳能厕所设备单元(12)包括电源(16)、微处理器(18)、液位传感器(17)、LED灯(19)、RS232串口(20)、输出继电器(21)，所述液位传感器(17)接入微处理器(18)，微处理器(18)的输出端分别与LED灯(19)、RS232串口(20)、输出继电器(21)连接，输出继电器(21)的输出端接入受控对象(1)，受控对象(1)的输出端接入液位传感器(17)，RS232串口(20)接入监控终端单元(11)，电源(16)接入微处理器(18);
所述液位传感器(17)读取液位数据并传输给微处理器(18)，微处理器(18)对接收到的数据进行处理后输出至输出继电器(21)，输出继电器(21)通过对阀门(15)开关的控制对液位进行调整;如此循环检测液位信号，微处理器(18)根据接收到的液位信号，实时控制输出继电器(21)的动作，形成一个闭环控制系统。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的污水监控系统，其特征在于，所述监控终端单元(11)包括视频摄像头、视频存储器、视频服务器;所述视频摄像头拍摄现场视频并将视频存储在视频存储器当中作为一个实时的视频文件，视频文件被放置在视频服务器的站点时，视频文件即可通过GPRS/GSM网络(9)和Internet(8)被监控中心(6)访问，达到实时监控的作用;
所述监控中心(6)采用计算机，用户联网之后通过输入用户名和密码即可登录监控中心(6)进行监控，若发生异常情况，监控中心(6)向第二手机移动终端(7)发送第二报警信号。
4.根据权利要求2所述的基于物联网的污水监控系统，其特征在于，所述微处理器(18)采用美国德州仪器公司的MSP430F5438型号芯片，液位传感器(17)采用KEYENCE公司的PQ-01型号的液位传感器，输出继电器(21)采用JQC-3FF型号的继电器。
5.根据权利要求3所述的基于物联网的污水监控系统，其特征在于，所述监控终端单元(11)的视频摄像头、视频存储器、视频服务器采用海康威视DS-2CD3T35D-I5型号的视频设备，自带1T的存储空间，自带IP实现无线传输。
说明书
基于物联网的污水监控系统
技术领域
本实用新型属于污水监控技术领域，特别是一种独立的太阳能厕所设备的监控系统。
背景技术
最近几年来，计算机技术，互联网技术和控制技术等多种技术的高速发展大大推动了远程监控技术的进步。从1956年美国首次开发了用于军事测试项目的计算机监控系统后，远程监控技术至今已有近60年的历史。这种技术可以让工作人员不必亲临现场就能及时获得现场设备参数及状态，了解整个现场甚至整个行业或更大范围的情况并能迅速做出反应，这些优点不仅使其在各行各业得到了广泛的应用，也获得了国内外研究学者的青睐。
在国外，Linkoping大学的Eriksson利用JAVA技术构建了基于B/S结构的核电站远程诊断演示系统。瑞士ABB公司研发了一套用于电力设备远程监控系统。加拿大的Granby公司采用Web浏览器技术，经过以太网进行机床诊断。除此之外，许多大公司也开始利用Internet技术，使他们的产品智能化，比如Bentley的计算机在线设备运行监测系统DataManager200就是以网络动态数据交换方式向远程设备传递设备的状态数据。NationalInstruments公司通过在Lab Windows/CVI以及LabView产品中运用网络通信处理模块，从而可以在网络范围内进行信息的传输。欧美等发达国家和地区的远程监控技术也得到了广泛的应用，他们已将制造装备故障诊断与状态监测技术应用于航天、军事以及汽车等多种行业，并取得了极大的经济效益和社会效益。
在国内，远程监控系统的研究也在热火朝天的开展中。许多大学和研究所对远程监控系统的研究也在积极的进行中。最近，西安交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学等大学已经取得了比较显著的研究成果。例如：西安交通大学研究的“大型旋转机械计算机状态监测系统及故障诊断系统RMMD”，华中科技大学研发的“汽车机工况监测和诊断系统KBGMD”、哈尔滨工业大学的“微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES”等都是其中比较显著的代表，但是在这个过程中暴露出来的问题是监控系统获得现场设备参数及状态的实时性不高，系统的稳定性能不高，监控系统和现场设备的数据传输量不大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种实时性高、稳定性强、成本低、精度高的基于物联网的污水监控系统。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种基于物联网的污水监控系统，包括顺次连接的受控对象、太阳能厕所设备、监控终端、网络层与报警模块、监控中心与报警模块，所述受控对象包括多个重复单元，其中每个单元包括水泵、电极和阀门，太阳能厕所设备中包括多个太阳能厕所设备单元，监控终端中包括多个监控终端单元，网络层与报警模块包括Internet、GPRS/GSM网络、第一手机移动终端，监控中心与报警模块包括监控中心、第二手机移动终端;
所述太阳能厕所设备单元根据检测到的液位信息，判断是否将水泵、电极和阀门打开以调节水位，使受控对象和太阳能厕所设备组成的系统正常运转;同时监控终端单元读取太阳能厕所设备单元运行时的参数数据并上传至GPRS/GSM网络;若出现异常情况，GPRS/GSM网络向第一手机移动终端发送一次第一报警信号，同时参数数据通过GPRS/GSM网络上传至Internet，监控中心联网实时观测太阳能厕所设备的运行情况，若出现异常情况，监控中心向第二手机移动终端发送一次第二报警信号。
进一步地，所述太阳能厕所设备单元包括电源、微处理器、液位传感器、LED灯、RS232串口、输出继电器，所述液位传感器接入微处理器，微处理器的输出端分别与LED灯、RS232串口、输出继电器连接，输出继电器的输出端接入受控对象，受控对象的输出端接入液位传感器，RS232串口接入监控终端单元，电源接入微处理器;
所述液位传感器读取液位数据并传输给微处理器，微处理器对接收到的数据进行处理后输出至输出继电器，输出继电器通过对阀门开关的控制对液位进行调整;如此循环检测液位信号，微处理器根据接收到的液位信号，实时控制输出继电器的动作，形成一个闭环控制系统。
进一步地，所述监控终端单元包括视频摄像头、视频存储器、视频服务器;所述视频摄像头拍摄现场视频并将视频存储在视频存储器当中作为一个实时的视频文件，视频文件被放置在视频服务器的站点时，视频文件即可通过GPRS/GSM网络和Internet被监控中心访问，达到实时监控的作用。
进一步地，所述监控中心采用计算机，用户联网之后通过输入用户名和密码即可登录监控中心进行监控，若发生异常情况，监控中心向第二手机移动终端发送第二报警信号。
进一步地，所述微处理器采用美国德州仪器公司的MSP430F5438型号芯片，液位传感器采用KEYENCE公司的PQ-01型号的液位传感器，输出继电器采用JQC-3FF型号的继电器。
进一步地，所述监控终端单元的视频摄像头、视频存储器、视频服务器采用海康威视DS-2CD3T35D-I5型号的视频设备，自带1T的存储空间，自带IP实现无线传输。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：(1)系统监控范围和监控形式更完整更系统，既包含视频监控又包含受控对象的数据信息监控，使得整个监控的环节更加全面高效;(2)采用了MSP430单片机作为处理器，该型号单片机功耗低，同时满足系统数据处理的需要，大大提高了系统的续航能力，可以长时间对系统的环境进行实时监控;(3)采用了由Web服务器和客户端组成的监控中心采用了B/S结构，实现了通过Web页面浏览现场信息，实现远程监控的功能，使远程监控变得更加方便;(4)采用了AJAX技术实现了无刷新信息显示，提高了系统的监控实时性;采用了数据库技术，使得监控的历史信息可以在数据库中访问和查询;(5)微处理器采用MSP430F5438型号，液位传感器采用PQ-01，输出继电器JQC-3FF，以上器件的价格都较低，因此该系统具有低成本的特点。
