申请日2014.05.29
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号G05B19/418; G01N33/18; G08B25/10
摘要
本发明公开了一种农村微动力水质及设备异常远程自动报警器，主要包括数据处理中心和数据采集终端两部分。数据处理中心负责监测数据的预处理、运算及存储、设备控制指令的生成及执行、预警信息的发送、设备运行状态的监测等;数据采集终端通过部署的DO、PH和ORP电极获取原始的水质监测模拟电压信号;本发明集成了短信自动预警、水质监测、设备智能控制与监测功能，具有高集成度、智能化、设备安装简单、配套设施少、运营成本低、预警及时、性能稳定的特点，有效解决了现有监测预警系统存在的配套设施多、建设维护成本高、不确定性因素多的问题。
权利要求书
1.一种农村微动力污水处理设施远程自动报警器，其特征在于;包括数据 采集终端和数据处理中心;所述数据采集终端用于采集水质监测模拟电压信号; 所述数据处理中心包括RS485/RS232接口、数据预处理单元、嵌入式数据处理 器、数据存储器、继电器控制单元、电压监测单元、电线接线桩组、手机短信预 警单元、液晶显示单元，用于对由数据采集终端的水质监测模拟电压信号进行去 噪、运算、判定，生成设备控制指令控制设备运行，对设备运行状态进行实时监 测和运算、判定设备运行状态，在异常事件发生时，自动生成预警短信并发送到 制定人员手机;
所述RS485/RS232接口一端与数据预处理单元连接，另一端与数据采集终 端连接，并将采集到的水质监测模拟电压信号通过RS485/RS232接口传递给数 据预处理单元进行去噪、放大等预处理;
所述嵌入式数据处理器与数据预处理单元、数据存储器、液晶显示单元、继 电器控制单元、电压监测单元连接，用于水质监测数据的进一步处理和运算，并 将监测数据转换成可读的水质监测数据在液晶显示单元进行显示;通过数据比对 和判别，判断水质是否超标;根据设备控制算法和采集到的实时数据进行运算， 生成设备控制指令，并对设备运行状态的监测数据进行实时运算和判定;
所述继电器控制单元上与嵌入式数据处理器连接，下经电压监测单元通过接 线桩与污水处理设备相连接，继电器控制单元从嵌入式数据处理器接收设备控制 指令，并根据设备控制指令控制继电器的吸合和断开，从而达到控制相应设备的 目的;
所述数据存储器与嵌入式数据处理器连接，用于存储设备控制算法、税制监 测数据转换算法、设备状态判定阈值、水质监测数据的控制范围以及站点名称、 编号、管理员等信息;
所述液晶显示单元与嵌入式数据处理器连接，用于实时接收和显示经嵌入式 数据处理器处理过的水质监测数据和设备运行状态，以及对系统控制参数进行配 置等;
所述电压监测单元分别与继电器控制单元，电线接线桩组、嵌入式数据处理 器连接，用于对污水处理设备电源接入端的电压进行定时扫描，并将扫描到的电 压值发送给嵌入式数据处理器进行进一步的处理和判定;
所述手机短信预警单元与嵌入式数据处理器连接，实时接收嵌入式数据处理 器发送的水质异常或设备故障以及管理员信息等，并根据接收到的异常数据生成 预警短信，并自动发送到管理员手机，若发送失败，则自动重发短信直至短信发 送成功。
2.根据权利要求1所述的远程自动报警器，其特征在于所述数据采集终端包 括PH电极、DO电极、ORP电极、温度探头、液位控制器。
3.根据权利要求1所述的远程自动报警器，其特征在于所述数据采集终端与 数据处理中心通过RS485/RS232接口相连。
4.根据权利要求1所述的远程自动报警器，其特征在于集成了水质监测、设 备智能控制、设备运行状态监测、异常自动短信报警功能。
说明书
一种农村微动力污水处理设施远程自动报警器
技术领域
本发明涉及一种远程自动报警器，尤其涉及一种农村微动力自主污水处理设 施的远程自动报警器。
背景技术
在农村微动力生活污水处理设施的运营过程中，需对设备运行状态及出水水 质等进行监测，以获取污水处理设施的实时运营情况。现在采用的监测手段主要 分为有线监测和无线监测两种。
有线监测通过在现场部署网线和相应的监测设备来实现污水处理设施运营 状态的远程监测。其存在的主要缺点有两点：其一、有线监测系统部署难度大， 需要为其专门铺设通信线路，建设成本高、难度大;其二、可靠性较差，数据传 输线路部署于野外，易受环境和气候变化影响而导致线路老化、断裂、接线松动、 雷击破坏等意外情况的发生。
3G无线监测则是通过在监控现场部署3G无线路由器和监测设备来实现污 水处理设施运营状态的远程无线监测。与有线监测相比，无线监测无需为其专门 布线，大大降低了初期的建设成本和难度，且不会出现线路老化和断裂等有线监 测易出现的意外情况。但无线监测存在网络稳定性差(尤其是偏远农村)，易造 成网络信号中断或信号不稳的缺点。另外，3G网络并未完全覆盖到所有农村， 在一些偏远农村连接不到3G网络，从而导致站点无法监测。
以上两种监测方案均需后台服务器等配套设施的支持，建设成本高。若服务 器发生故障或崩溃，则整个监测网络就处于瘫痪状态，监控风险较高。另外，在 正常情况下，用户不需要对污水处理设施的实时运营状态进行监测，由于工艺流 程已调试完成，只要设备正常运营，出水水质就不会超出正常范围。用户所需要 的是能及时发现污水处理设施发生的异常情况，以便及时做出响应和处理即可。 通过在现场部署相应的监测设备和数据处理器对设施的实时运行数据进行监测， 若监测值超出正常范围，则通过短信平台自动将异常情况以短信的形式发送到用 户指定手机，告知预警信息。从而实现异常情况的及时告知和响应，并有效降低 建设成本和监控成本。
发明内容
鉴于上述原因，本发明提供一种农村微动力污水处理设施远程自动报警器， 以解决现有污水处理设施远程监测方案存在的建设成本高、网络不稳定、意外情 况多发的问题。
为实现上述目的，提出的解决方案如下：
一种农村微动力污水处理设施远程自动报警器，包括数据采集终端和数据处 理中心;所述数据采集终端包括PH电极、DO电极、ORP电极、温度探头，液 位控制器，用于采集水质监测模拟电压信号;所述数据处理中心包括 RS485/RS232接口、数据预处理单元、嵌入式数据处理器、数据存储器、继电器 控制单元、电压监测单元、电线接线桩组、手机短信预警单元、液晶显示单元， 用于对由数据采集终端的水质监测模拟电压信号进行去噪、运算、判定，生成设 备控制指令控制设备运行，对设备运行状态进行实时监测和运算、判定设备运行 状态，在异常事件发生时，自动生成预警短信并发送到制定人员手机;
所述RS485/RS232接口一端与数据预处理单元连接，另一端与水质监测电 极(PH电极、ORP电极、DO电极)相连接，水质监测电极负责获取水质监测 模拟电压信号，并将采集到的水质监测模拟电压信号通过RS485/RS232接口传 递给数据预处理单元进行去噪、放大等预处理;
所述嵌入式数据处理器与数据预处理单元、数据存储器、液晶显示单元、继 电器控制单元、电压监测单元连接，用于水质监测数据的进一步处理和运算，并 将监测数据转换成可读的水质监测数据在液晶显示单元进行显示;通过数据比对 和判别，判断水质是否超标;根据设备控制算法和采集到的实时数据进行运算， 生成设备控制指令，并对设备运行状态的监测数据进行实时运算和判定;
所述水质监测模拟电压信号经数据预处理单元预处理后传递给嵌入式数据 处理器，嵌入式数据处理器从数据存储器中读取存储的设备控制算法、水质监测 数据转换算法以及设定的各监测数据的控制范围等预存储数据和算法，对预处理 后的水质监测模拟电压信号作进一步处理和运算，将模拟监测信号转换为数字信 号发送给液晶显示单元进行显示，对监测数据是否可控做出判断，并生成相应的 设备控制指令下发给继电器控制单元，电压监测单元将电压监测信号发送给嵌入 式数据处理单元，嵌入式数据处理单元从数据存储器中读取设备状态判定阈值， 对设备运行状态进行判定，并通过与设备控制指令进行对比来判定设备故障与否， 若监测数据判定结果为不可控或设备故障，则嵌入式数据处理器将判定结果、对 应的监测数据以及管理员信息发送给手机短信预警单元，由手机预警单元生成预 警短信发送给管理员;
所述继电器控制单元上与嵌入式数据处理器连接，下经电压监测单元通过接 线桩与污水处理设备相连接，继电器控制单元从嵌入式数据处理器接收设备控制 指令，并根据设备控制指令控制继电器的吸合和断开，从而达到控制相应设备的 目的;
所述数据存储器与嵌入式数据处理器连接，用于存储设备控制算法、税制监 测数据转换算法、设备状态判定阈值、水质监测数据的控制范围以及站点名称、 编号、管理员等信息;
所述液晶显示单元与嵌入式数据处理器连接，用于实时接收和显示经嵌入式 数据处理器处理过的水质监测数据和设备运行状态，以及对系统控制参数进行配 置等;
所述电压监测单元分别与继电器控制单元，电线接线桩组、嵌入式数据处理 器连接，用于对污水处理设备电源接入端的电压进行定时扫描，并将扫描到的电 压值发送给嵌入式数据处理器进行进一步的处理和判定;
所述手机短信预警单元与嵌入式数据处理器连接，实时接收嵌入式数据处理 器发送的水质异常或设备故障以及管理员信息等，并根据接收到的异常数据生成 预警短信，并自动发送到管理员手机，若发送失败，则自动重发短信直至短信发 送成功。
所述数据采集终端通过RS485/RS232接口与所述数据处理中心相连，主要 用于采集出水水质的水质监测模拟信号数据，并将采集到的监测数据经 RS485/RS232接口发送给数据处理中心进行处理和运算。
所述远程自动报警器，集成了水质监测、设备智能控制、设备运行状态监测、 异常自动短信报警功能。
由上述方案可知，本发明公开的远程自动报警器能自动实现水质和设备运 行状态的实时监测以及设备的自动控制，并将预警信息及时地发送到站点管理人 员手机，缩短预警响应时间，能有效解决现有方案存在的设备安装复杂、配套设 施多、运营成本高、网络覆盖低、网络信号不稳定的问题。
