申请日2020.02.14
公开(公告)日2020.05.29
IPC分类号G01D21/02; G05B19/418
摘要
本发明实施例公开了污水参数采集设备和污水井监测系统，涉及城市地下污水环境监测领域，污水参数采集设备包括：设置在污水水面下用于检测污水水质的水质传感器;安装在污水水面上的非接触式液位计;安装在污水水面上的电源设备;安装在污水水面上的无线通信设备;安装在污水水面上的控制器，分别与水质传感器、非接触式液位计、电源设备和无线通信设备相连，控制器用于控制在水质传感器、非接触式液位计和无线通信设备在不工作时进行休眠，工作时进行唤醒。本发明具有结构简明、易于组装、生产容易和成本低等优点。
权利要求书
1.一种污水参数采集设备，其特征在于，包括：
设置在污水水面下用于检测污水水质的水质传感器;
安装在所述污水水面上的非接触式液位计;
安装在所述污水水面上的电源设备;
安装在所述污水水面上的无线通信设备;
安装在所述污水水面上的控制器，分别与所述水质传感器、所述非接触式液位计、所述电源设备和所述无线通信设备相连，所述控制器用于在系统未到达数据采集时刻控制所述水质传感器、所述非接触式液位计和所述无线通信设备休眠，所述控制器还用于在系统在到达数据采集时间时，唤醒所述水质传感器和所述非接触式液位计，以通过所述水质传感器获取污水水质信息，并通过所述非接触式液位计获取污水液位信息，所述控制器还用于在获取所述污水水质信息和所述污水液位信息之后控制所述水质传感器和所述非接触式液位计休眠，并唤醒所述无线通信设备，以通过所述无线通信设备将所述污水水质信息和所述污水液位信息发送给远程监控中心，并在所述无线通信设备发送所述污水水质信息和所述污水液位信息后控制所述无线通信设备休眠。
2.根据权利要求1所述的污水参数采集设备，其特征在于，所述污水水质信息包括浊度、氢离子浓度指数pH、溶解氧和氨氮浓度。
3.根据权利要求1所述的污水参数采集设备，其特征在于，所述非接触式液位计包括超声波液位计和雷达波液位计中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的污水参数采集设备，其特征在于，还包括安装在所述非接触式液位计的发射口处的圆管，所述圆管靠近污水水面的一侧设置有开口，在所述开口处设置有过滤网。
5.根据权利要求4所述的污水参数采集设备，其特征在于，所述圆管为聚氯乙烯PVC材料的圆管。
6.根据权利要求1所述的污水参数采集设备，其特征在于，所述水质传感器与所述控制器之间通过采用RS485总线相连，所述非接触式液位计与所述控制器之间通过采用RS485总线相连。
7.一种污水井监测系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的污水参数采集设备，还包括远程监控中心，所述远程监控中心用于接收并保存所述污水水质信息和所述污水液位信息，进而根据所述污水水质信息得到污染度信息，所述远程监控中心还用于显示所述污水液位信息和所述污染度信息。
8.根据权利要求7所述的污水井监测系统，其特征在于，所述远程监控中心通过以下公式得到所述污染度信息：
W(t)=a*Z(t)+b*pH(t)+c*DO(t)+d*NH(t)
其中，W(t)为所述污染度信息;a、b、c和d均为常数，是对W(t)的贡献值;Z(t)表示浊度;pH(t)表示酸碱值;DO(t)表示溶解氧;NH(t)表示氨氮浓度。
9.根据权利要求8所述的污水井监测系统，其特征在于，所述远程监控中心通过对多组相对应的污水水质信息和污水液位信息进行深度学习和关联度分析确定a、b、c和d的值。
说明书
污水参数采集设备和污水井监测系统
技术领域
本发明实施例涉及城市地下污水环境监测领域，具体涉及污水参数采集设备和污水井监测系统。
背景技术
目前对城市污水环境整治非常重视。污水管(下水道)网是监测是重要评价的指标之一，是为水环境监测管理部门对辖区内地下管网的水位、水质等数据进行实时监测的重要内容，以便能及时掌握它们动态变化情况。及时、准确、有效是水位、水质自动监测的技术特点。
在现代城市中，生活污水、工业污水是不能随意排放的，是要经过城市地下污水管网导流到特定的污水井，再被收集到污水处理厂处理后，才能排放到出去。为了及时掌握特定污水井(点)的污水液位、水质及流量等参数，就需要在那些点安装污水液位、水质参数和流量水质传感器，在线式进行参数采集。由于污水井的数量众多，遍布城市每一个角落，需要监测的点也就非常多，如果设备成本较高的话，这种监测活动就不能得到普及，限制对城市污水环境的监测，不能充分掌握污水的动态和不良影响。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供污水参数采集设备和污水井监测系统，用以解决现有污水监测设备成本高和能耗高的问题。
为实现上述目的，本发明实施例主要提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种污水参数采集设备，包括：设置在污水水面下用于检测污水水质的水质传感器;安装在所述污水水面上的非接触式液位计;安装在所述污水水面上的电源设备;安装在所述污水水面上的无线通信设备;安装在所述污水水面上的控制器，分别与所述水质传感器、所述非接触式液位计、所述电源设备和所述无线通信设备相连，所述控制器用于在系统未到达数据采集时刻控制所述水质传感器、所述非接触式液位计和所述无线通信设备休眠，所述控制器还用于在系统在到达数据采集时间时，唤醒所述水质传感器和所述非接触式液位计，以通过所述水质传感器获取污水水质信息，并通过所述非接触式液位计获取污水液位信息，所述控制器还用于在获取所述污水水质信息和所述污水液位信息之后控制所述水质传感器和所述非接触式液位计休眠，并唤醒所述无线通信设备，以通过所述无线通信设备将所述污水水质信息和所述污水液位信息发送给远程监控中心，并在所述无线通信设备发送所述污水水质信息和所述污水液位信息后控制所述无线通信设备休眠。
根据本发明的一个实施例，所述污水水质信息包括浊度、氢离子浓度指数pH、溶解氧和氨氮浓度。
根据本发明的一个实施例，所述非接触式液位计包括超声波液位计和雷达波液位计中的至少一种。
根据本发明的一个实施例，还包括安装在所述非接触式液位计的发射口处的圆管，所述圆管靠近污水水面的一侧设置有开口，在所述开口处设置有过滤网。
根据本发明的一个实施例，所述圆管为聚氯乙烯PVC材料的圆管。
根据本发明的一个实施例，所述水质传感器与所述控制器之间通过采用RS485总线相连，所述非接触式液位计与所述控制器之间通过采用RS485总线相连。
第二方面，本发明实施例还提供一种污水井监测系统，包括第一方面的污水参数采集设备，还包括远程监控中心，所述远程监控中心用于接收并保存所述污水水质信息和所述污水液位信息，进而根据所述污水水质信息得到污染度信息，所述远程监控中心还用于显示所述污水液位信息和所述污染度信息。
根据本发明的一个实施例，所述远程监控中心通过以下公式得到所述污染度信息：
W(t)=a*Z(t)+b*pH(t)+c*DO(t)+d*NH(t);
其中，W(t)为所述污染度信息;a、b、c和d均为常数，是对W(t)的贡献值;Z(t)表示浊度;pH(t)表示酸碱值;DO(t)表示溶解氧;NH(t)表示氨氮浓度;t为时间变量。
根据本发明的一个实施例，所述远程监控中心通过对多组相对应的污水水质信息和污水液位信息进行深度学习和关联度分析确定a、b、c和d的值。
本发明实施例提供的技术方案至少具有如下优点：
本发明实施例提供的污水参数采集设备和污水井监测系统，对设备进行节能化管理。对现场设备进行能耗管理，使得同等设备和电源供给情况下，现场设备能耗大幅降低;整个系统架构集成化，使用现售产品，大大降低本系统的制作和生产成本;通过“关联度”和“深度学习”分析智能过程，提高整体系统的智能性;对安装、使用环境要求低。由于设备体积小、耗能低、数据无线传输和密闭式封装，几乎不改变安装环境结构。（发明人肖丹宁;王威;潘爱群;李永新;侯俊宇;曾玄介;蒋海砖）
