CN104536403A - 一种基于云端的水质净化设备智能监控管理*** - Google Patents

一种基于云端的水质净化设备智能监控管理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***，包括监控终端、云服务器和操作终端；多个监控终端通过网关设备与云服务器通讯连接，云服务器通过有线或无线网络与操作终端连接；每个监控终端安装在一台水质净化设备上，用于采集水质净化设备的水质数据以及控制水质净化设备的各机构运行；云服务器用于通过多个监控终端采集多个水质净化设备的水质数据并进行存储；操作终端用于读取云服务器中存储的多个水质净化设备的水质数据，进行分析和展示。本发明通过无线网络技术将水质监测结果实时传输到监测中心和手机端应用管理***，实现水质的实时监测。不但可有效减轻人工监测的工作量，也能显著提升用水安全性。

Description

一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***
技术领域
本发明涉及智能水质净化，更具体地说，是涉及一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***。
背景技术
水是人们赖以生存的基础，是全球重要的自然资源。随着水污染的日益严重，大量有机物及重金属物质通过不同的方式进入到水源中，饮水源遭遇到严重污染。近年来，饮水源污染导致中毒和疾病的事件层出不穷，如紫金矿业污染事件等，严重影响到当地居民饮水、农业生产，及近年来备受争议的云南省曲靖市陆良县“铬渣污染事件”更是让人们对饮用水的安全日益关注，让人们饮水健康的意识越来越强，改善水质的要求也越来越迫切。在这样的市场环境下，水质净化设备需求量也越来越高。伴随着水质净化设备的应用领域不断扩大，专业的水质净化设备制造企业在享受这种增长所带来的利益的同时也面临着确保净化水质的质量、改善水质净化设备售后维护等问题。
水质净化设备制造企业在设备运行过程中，对设备的状态信息有着强烈的监测需求。但是在我国，由于智能化技术起步较晚，传统的水质净化设备的运行管理依靠人工巡查、电话询问，此项工作不仅投入大，而且效果也差，特别是对一些突发性的故障，由于信息不能及时反馈，从而影响水质净化设备的正常运行，进而影响了用户的生活和生产。为了提高水质净化设备运行的管理水平，以更好地满足人们对生产、生活的要求，对水质净化设备***参数，如温湿度、过滤器进出口压力、电导率和PH值等水质净化设备参数实施24小时不间断的监测，以便使水质净化设备***处于有序可控的状态是非常必要的。目前已有一些智能水质净水设备***使用有线技术来监测水质净化设备的运行参数，但是受限于有线的距离限制，缺少通过互联网实现远程监测水质净化设备***运行参数，不能实现远程查询解决“人机分离”问题，特别是不能与中心数据和控制中心联系，对预报和诊断水质净化设备运行期间遇到的各式各样的故障问题缺乏协同手段。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***，使***管理者可足不出户、随时随地、全面、准确、实时地获取水质净化设备状态的信息并实现远程的水质净化设备监控操作。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***，包括监控终端、云服务器和操作终端；多个监控终端通过网关设备与云服务器通讯连接，云服务器通过有线或无线网络与操作终端连接；
每个监控终端安装在一台水质净化设备上，用于采集水质净化设备的水质数据以及控制水质净化设备的各机构运行；
云服务器用于通过多个监控终端采集多个水质净化设备的水质数据并进行存储；
操作终端用于读取云服务器中存储的多个水质净化设备的水质数据，进行分析和展示。
进一步地，所述监控终端包括依次连接的水质传感器、控制模块和无线通信模块；
水质传感器用于采集水质净化设备中的水质数据，并将获得的水质数据传送给控制模块；
控制模块用于控制水质净化设备的各机构运行，还用于将水质传感器获得的水质数据转化为数字信号，并通过无线通信模块向外部发送；
无线通信模块通过网关设备连接到云服务器，用于向云服务器上传水质数据。
进一步地，所述水质传感器包括温度传感器、湿度传感器、水压传感器、电导率传感器和PH值传感器中的至少一个。
进一步地，所述控制模块具有一显示装置，用于显示水质传感器采集到的水质数据。
进一步地，操作终端还用于向云服务器发送控制水质净化设备的控制指令，云服务器通过网关设备将控制指令发送给监控终端；
监控终端中的控制模块通过无线通信模块接收到控制指令后，根据控制指令调整水质净化设备中各机构的运行状态。
进一步地，所述控制模块具有一控制面板，用于输入本地控制指令，对水质净化设备进行本地控制。
进一步地，所述操作终端通过加密账号与云服务器通讯，每个加密账号与连接于云服务器上的一个或多个监控终端相关联，云服务器仅将监控终端收集的水质数据发送给相关联的加密账号对应的操作终端，且仅将操作终端发出的控制指令发送给加密账号相关联的监控终端。
进一步地，所述操作终端为智能移动终端或厂家服务器。
进一步地，所述云服务器中设有报警模块，用于对各监控终端收集的水质数据进行分析，当水质数据异常时，向操作终端发出报警信息。
本发明提供的一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***，将多种水质监测设备和仪器集成，并通过无线网络技术将水质监测结果实时传输到监测中心和手机端应用管理***，实现水质的实时监测。不但可有效减轻人工监测的工作量，也能显著提升用水安全性，确保每时每刻水质都是达标的。此外通过对水质的连续实时监测可对水质和设备的变化趋势进行分析和了解，利于有效的展开对设备的维护，并提供渠道实现智能化的水质管理。
附图说明
图1是本发明所述的一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***的结构框图。
图2是本发明进行远程监控时的数据流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***包括监控终端、云服务器和操作终端；多个监控终端通过网关设备与云服务器通讯连接，云服务器通过有线或无线网络与操作终端连接；
每个监控终端安装在一台水质净化设备上，用于采集水质净化设备的水质数据以及控制水质净化设备的各机构运行；监控终端可实现对水质净化设备的全面监测和控制，监控终端中的主控程序是本实施例实现数据加密、身份认证、信息私有化、现场控制等核心环节的关键；
网关设备是水质净化设备和云服务器进行数据链接的枢纽，其所涉及的多通信协议转换和协同是重要的研究内容；
云服务器用于通过多个监控终端采集多个水质净化设备的水质数据并进行存储；云服务器主要承载数据的云端接入服务、实现数据的加密型云存储，并提供基于用户认证的对外数据接口，为操作终端的数据读取提供通道。云服务器的***后台运行监测线程，这些线程将分析接收的水质数据是否超过设置的阈值，并提供自动报警和基于历史数据的故障分析；
操作终端用于读取云服务器中存储的多个水质净化设备的水质数据，进行分析和展示。操作终端能够对水质净化设备的状态数据和水质传感器数据进行大数据分析，并把这些分析结果以一种可视化的方式展示给用户。
对应地，操作终端还用于供用户向云服务器发送控制水质净化设备的控制指令，云服务器通过网关设备将控制指令发送给监控终端；监控终端接收到控制指令后，根据控制指令调整水质净化设备中各机构的运行状态。
在本发明实施例中，所述监控终端包括依次连接的水质传感器、控制模块和无线通信模块。
水质传感器用于采集水质净化设备中的水质数据，并将获得的水质数据传送给控制模块；本实施例中，所述水质传感器包括温度传感器、湿度传感器、水压传感器、电导率传感器和PH值传感器，分别用于检测水质净化设备的温度、湿度、过滤器进出口水压、冲洗前压差、冲洗后压差、电导率和PH值，通过这些水质数据反映出水质净化设备的工作状态是否正常。
控制模块用于控制水质净化设备的各机构运行，还用于将水质传感器获得的水质数据转化为数字信号，并通过无线通信模块向外部发送。进一步地，所述控制模块具有显示装置以及控制面板，所述显示装置用于显示水质传感器采集到的水质数据；所述控制面板用于供用户向控制模块输入本地控制指令，进而对水质净化设备进行本地控制。
无线通信模块通过网关设备连接到云服务器，用于向云服务器上传水质数据。无线通信模块能通过串口和控制模块进行通讯，并通过WIFI信号与网关设备通讯，将控制模块接入互联网。
所述网关设备可以是路由器，由于各大电信运营商的不断开拓，一般家庭均已有现成的路由器，可实现监控终端与互联网的实时在线通讯。
所述云服务器设置于互联网中，其本质为物联网平台，由于云计算技术的发展，相关服务已经非常便宜，对每台智能水质净化设备而言，其所分摊的费用不超过1元钱。所述云服务器中设有报警模块，用于对各监控终端收集的水质数据进行分析，当水质数据异常时，云服务器向操作终端发出报警信息。
所述操作终端为智能移动终端或厂家服务器。智能移动终端包括各类手机、PAD等移动终端，以及电脑等可接入物联网的智能设备，在其上安装相关的软件或APP即可实现与云服务器的通讯和数据分析与展示功能。厂家服务器则定期从云服务器备份数据，并进行分析，实时监测用户需求和水质净化设备的状态，便于及时安排检修工作。
本实施例中，监控设备同时采用有两种控制模式，分别是本地模式和在线模式。本地模式是通过控制模块自身所带的显示装置和控制面板实现的。控制模块将水质传感器采集到的水质数据通过显示装置进行显示，同时，用户可通过控制面板输入控制指令，进而使控制模块根据控制指令调整水质净化设备中各机构的运行状态。进一步地，可以采用触控屏将显示装置和控制面板融为一体，既能显示各类水质传感器的信息，又提供了接触式的操控方式。
在线模式是通过云服务器控制数据的双向流动，分别实现水质净化设备工作状态的远程监控和远程操作。其中，远程监控即监控终端的信息通过云服务器流向操作终端：如图2所示，首先控制模块通过水质传感器采集到的水质数据，如温湿度、过滤器进出口水压、冲洗前压差、冲洗后压差、电导率和PH值等，通过有线串口通信传递到无线通信模块，无线通信模块将信号转换为WIFI信号并传递到家庭路由器(即网关设备)，家庭路由器将信息再通过互联网转发到云服务器，最终厂家或用户可通过厂家服务器或各类智能移动终端，实时地获取水质数据，实现远程监控功能。借助云服务器的大数据采集，以及安装于操作终端上的应用程序，能够有效实现水质净化设备的远程水质监控、动力监控、设备运行状态监控、智能检修辅助、水质数据分析和故障报警。
远程操作即操作终端的指令通过云服务器流向监控终端：用户或管理者通过智能移动终端将对水质净化设备的控制指令传递到云服务器，然后由云服务器通过互联网和相应的路由器转发到监控终端的无线通信模块，然后由无线通信模块通过串口与控制模块通信，最终由控制模块根据控制指令调整水质净化设备中各机构的运行状态，实现对水质净化设备的远程操作。
上述在线模式的两个过程均需要身份认证和设备记录，使得正确的授权管理者能够操作对应的水质净化设备。具体地，所述操作终端通过加密账号与云服务器通讯，每个加密账号与连接于云服务器上的一个或多个监控终端相关联，云服务器仅将监控终端收集的水质数据发送给相关联的加密账号对应的操作终端，且仅将操作终端发出的控制指令发送给加密账号相关联的监控终端。
具体地，具有无线通讯功能的智能手机、笔记本电脑、平板电脑使用远程监控应用程序通过管理者的用户名和密码登录到互联网上的云服务器，云服务器认证处理后，将属于该管理者的所有水质净化设备的设备ID返回给远程监控应用程序。管理者只需通过智能手机APP或者电脑应用程序即可实现远程监控和远程操作水质净化设备，整个通讯过程都是加密的。
本发明实施例将多种水质监测设备和仪器集成，充分利用无线技术将水质净化***的各种运行参数传输到云端服务器，并依托云架构下的数据传输、存储、分析技术，构建多平台(PC、平板、智能手机)的水质净化设备实时监测***。***管理者可足不出户、随时随地、全面、准确、实时地获取水质净化设备状态的信息并实现远程的水质净化设备操作。同时，基于***的信息实时获取和远程操纵能力，可在无人值守情况下实现自动报警和提示，及时定位故障位置并通过历史数据分析故障原因，最终为水质净化设备管理者以及售后服务提供者节省时间，减轻工作量，提高效率和自动化水平，也能显著提升用水安全性，确保每时每刻水质都是达标的。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，包括监控终端、云服务器和操作终端；多个监控终端通过网关设备与云服务器通讯连接，云服务器通过有线或无线网络与操作终端连接；
每个监控终端安装在一台水质净化设备上，用于采集水质净化设备的水质数据以及控制水质净化设备的各机构运行；
云服务器用于通过多个监控终端采集多个水质净化设备的水质数据并进行存储；
操作终端用于读取云服务器中存储的多个水质净化设备的水质数据，进行分析和展示。
2.根据权利要求1所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述监控终端包括依次连接的水质传感器、控制模块和无线通信模块；
水质传感器用于采集水质净化设备中的水质数据，并将获得的水质数据传送给控制模块；
控制模块用于控制水质净化设备的各机构运行，还用于将水质传感器获得的水质数据转化为数字信号，并通过无线通信模块向外部发送；
无线通信模块通过网关设备连接到云服务器，用于向云服务器上传水质数据。
3.根据权利要求2所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述水质传感器包括温度传感器、湿度传感器、水压传感器、电导率传感器和PH值传感器中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述控制模块具有一显示装置，用于显示水质传感器采集到的水质数据。
5.根据权利要求2所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，操作终端还用于向云服务器发送控制水质净化设备的控制指令，云服务器通过网关设备将控制指令发送给监控终端；
监控终端中的控制模块通过无线通信模块接收到控制指令后，根据控制指令调整水质净化设备中各机构的运行状态。
6.根据权利要求2所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述控制模块具有一控制面板，用于输入本地控制指令，对水质净化设备进行本地控制。
7.根据权利要求2所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述操作终端通过加密账号与云服务器通讯，每个加密账号与连接于云服务器上的一个或多个监控终端相关联，云服务器仅将监控终端收集的水质数据发送给相关联的加密账号对应的操作终端，且仅将操作终端发出的控制指令发送给加密账号相关联的监控终端。
8.根据权利要求7所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述操作终端为智能移动终端或厂家服务器。
9.根据权利要求2所述的基于云端的水质净化设备智能监控管理***，其特征在于，所述云服务器中设有报警模块，用于对各监控终端收集的水质数据进行分析，当水质数据异常时，向操作终端发出报警信息。
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