CN110086851A - 一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法 - Google Patents

一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，各地区的监控服务器分别实时接收污水处理监控分***采集的水质信息；将采集到的水质信息上传至物联网云平台；数据库服务器通过物联网适配器提取物联网云平台中的水质信息，并对其进行计算得出各地区的关联数据；管理部门机构通过GSM服务器或Web应用服务器实时接收各地区的关联数据，或直接从数据库服务器提取关联数据进行分析并做出相应改善。本发明基于物联网的方式有机整理管理部门机构和供排水设施，并通过大数据分析技术将采集到的海量水质信息进行分析与处理，建立智慧污水运行监管的数学模型并作出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式实现污水***的智慧管理。

Description

一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法
技术领域
本发明涉及物联网污水监管技术领域，具体的说，是一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法。
背景技术
人口数量与资源之间的矛盾日益加剧，多数地区已经出现水资源短缺或严重的水环境污染问题。随着全球云计算、物联网等新一轮信息技术迅速发展和深入应用，许多国家都提出智慧城市、智慧地球概念。城市生活污水中大量污染物，包括固体悬浮物、有机物、含氮化合物、磷酸钾、钾钠及重金属离子、菌类生物群，这些污染物若不加处理或处理程度不足而排放入江水河流，会导致阻碍城市经济发展。当今的污水具有高浊度高浓度的特点，传统的“一级处理”及“二级处理”的水处理工艺以及设备不能满足要求，处理后的水质不达标，因此城市污染水处理设备、工艺、管理***的自动化、信息互联化和智能工业化的管理已刻不容缓。
近几年来，由于信息技术的不断完善，自动控制技术在我国得到了快速的发展，提高了国家的经济基础。物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智慧智能化的决策和控制。
故可通过应用物联网技术，构建城镇排水和水资源的资产管理、业务管理以及基于模型分析计算的决策支持***，最终通过现金的传感技术、无线传输技术和信息建模分析技术以及云计算实现智慧污水运行监管综合管理方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，建设智慧污水运行监管体系，主要基于物联网对现场水质信息进行获取和规范化处理，达到数据采集、数据传输和数据处理一体化，进而实现污水处理的全局性监控与管理。
本发明通过下述技术方案实现：一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，具体包括以下步骤：
步骤F1：各地区的监控服务器分别实时接收污水处理监控分***采集的水质信息；
步骤F2：将采集到的水质信息上传至物联网云平台；
步骤F3：数据库服务器通过物联网适配器提取物联网云平台中的水质信息，并对其进行计算得出各地区的关联数据；
步骤F4：管理部门机构通过GSM服务器或Web应用服务器实时接收各地区的关联数据，或直接从数据库服务器提取关联数据进行分析并做出相应改善。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F1中污水处理监控分***采集的水质信息具体包括：
设置自然水源探测器，监测水源水质及天然净化效果；
设置水环境探测器，监测流动水质；
设置城镇供水***探测器，监测人工净化水质；
设置用水口探测器，监测终端出水水质；
设置污染源探测器，监测污染指数。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F3具体包括以下步骤：
步骤F31：所述物联网云平台接收各地区的监控服务器上传的水质信息，并对所述水质信息进行规范化处理；
步骤F32：所述物联网适配器从所述物联网云平台获取规范化处理后的水质信息后，传输至数据库服务器；
步骤F33：所述数据库服务器根据管理部门机构事先下发的控制指令对水质信息进行大量数据分析与处理；
步骤F34：所述数据库服务器将分析出的各地区的数据进行关联建模，形成关联数据。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F4具体包括以下步骤：
步骤F41：所述管理部门机构分别与GSM服务器和Web应用服务器相连；
步骤F42：管理部门机构向数据库服务器下发调用指令，获取数据库服务器处理后的关联数据；
步骤F43：所述数据库服务器和物联网适配器通过GSM服务器和Web应用服务器向管理部门机构实时传输初始数据、数据处理过程以及处理后的数据；
步骤F44：所述管理部门机构结合关联数据、初始数据、数据处理过程以及处理后的数据，并对其进行分析，做出相应的改善。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F44中相应的改善包括生产指标、生产运行指标、前瞻性治理。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述生产指标包括进出水水量检测、进出水水污染物检测、集水井水位检测。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述生产运行指标包括检测仪器、传感仪器实时监测的设备阀门、压边、温度、流量开关量、流量模拟量。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述前瞻性治理包括预警预报、截断污染源、处理重大或流域性水质污染事故。
工作原理：
在各区域的水域分别设置污水处理监控分***和监控服务器，并采用供电监控分析为其供电工作；污水处理监控分***对其设置区域的水质信息和污水处理设备进行检测和监控，将数据上传至对应的监控服务器做初步处理和整理转换，然后分别上传至物联网云平台；数据库服务器通过物联网适配器提取物联网云平台中的数据，并根据管理部门机构下发的指令对数据进行大量的计算和建模，最后得出所有区域水质和污水处理设备的关联数据；管理部门机构提取关联数据进行分析，然后改善污水运行综合管理的方案。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明基于物联网的方式有机整理管理部门机构和供排水设施，并通过大数据分析技术将采集到的海量水质信息进行分析与处理，建立智慧污水运行监管的数学模型并作出相应的处理结果辅助决策建议，实现从水源到水龙头、水龙头再到排污口全闭环管理流程，以更加精细和动态的方式实现污水***的智慧管理。
附图说明
图1为本发明模块框图；
图2为本发明污水处理监控分***模块框图；
图3为本发明管理部门机构功能示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1-3所示，一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，具体包括以下步骤：
步骤F1：各地区的监控服务器分别实时接收污水处理监控分***采集的水质信息；
步骤F2：将采集到的水质信息上传至物联网云平台；
步骤F3：数据库服务器通过物联网适配器提取物联网云平台中的水质信息，并对其进行计算得出各地区的关联数据；
步骤F4：管理部门机构通过GSM服务器或Web应用服务器实时接收各地区的关联数据，或直接从数据库服务器提取关联数据进行分析并做出相应改善。
需要说明的是，通过上述改进，本发明提出一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，建设智慧污水运行监管体系，主要基于物联网对现场水质信息进行获取和规范化处理，达到数据采集、数据传输和数据处理一体化，进而实现污水处理的全局性监控与管理。
在各区域的水域分别设置污水处理监控分***和监控服务器，并采用供电监控分析为其供电工作；污水处理监控分***对其设置区域的水质信息和污水处理设备进行检测和监控，将数据上传至对应的监控服务器做初步处理和整理转换，然后分别上传至物联网云平台；数据库服务器通过物联网适配器提取物联网云平台中的数据，并根据管理部门机构下发的指令对数据进行大量的计算和建模，最后得出所有区域水质和污水处理设备的关联数据；管理部门机构提取关联数据进行分析，然后改善污水运行综合管理的方案。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-2所示，所述步骤F1中污水处理监控分***采集的水质信息具体包括：
设置自然水源探测器，监测水源水质及天然净化效果；设置水环境探测器，监测流动水质；设置城镇供水***探测器，监测人工净化水质；设置用水口探测器，监测终端出水水质；设置污染源探测器，监测污染指数。
需要说明的是，通过上述改进，本实施例以物联网为基础，将自然水源探测器设置在地表水、江河、湖泊、井水等提供水源水质，检测其天然净化效果；将水环境探测器设置在河道、管道、人工水设施等监测点上，监测流动水质；将城镇供水***探测器设置在供水、高水质的饮用水源、低水质的生活用水、工业用水、市政杂用水、水厂、输送管道等，监测人工净化水质；将用水口探测器设置在人居水龙头、公用水口，监测终端出水水质，真实反映水体质量状况；将污染源探测器设置在污染物污水口、城镇居民生活污水口、工业废水口、富营养化点、有机化学物点、重金属点灯，监测污染指数。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-2所示，所述步骤F3具体包括以下步骤：
步骤F31：所述物联网云平台接收各地区的监控服务器上传的水质信息，并对所述水质信息进行规范化处理；
步骤F32：所述物联网适配器从所述物联网云平台获取规范化处理后的水质信息后，传输至数据库服务器；
步骤F33：所述数据库服务器根据管理部门机构事先下发的控制指令对水质信息进行大量数据分析与处理；
步骤F34：所述数据库服务器将分析出的各地区的数据进行关联建模，形成关联数据。
需要说明的是，通过上述改进，各地区的监控服务器通过所述物联网云平台下发的控制指令将采集的水质信息经过初步整理和转换后上传至物联网云平台；所述物联网适配器从物联网云平台中获取水质信息并进行规范化处理，然后传输至数据库服务器进行存储和进一步的计算。管理部门机构对数据库服务器下发控制指令，所述控制指令主要为需要数据库服务器计算和建模的数据及方案，数据库服务器对各区域的水质和污水处理设备的数据进行大量计算和关联建模，最终得出关联数据。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-3所示，所述步骤F4具体包括以下步骤：
步骤F41：所述管理部门机构分别与GSM服务器和Web应用服务器相连；
步骤F42：管理部门机构向数据库服务器下发调用指令，获取数据库服务器处理后的关联数据；
步骤F43：所述数据库服务器和物联网适配器通过GSM服务器和Web应用服务器向管理部门机构实时传输初始数据、数据处理过程以及处理后的数据；
步骤F44：所述管理部门机构结合关联数据、初始数据、数据处理过程以及处理后的数据，并对其进行分析，做出相应的改善。
所述步骤F44中相应的改善包括生产指标、生产运行指标、前瞻性治理。
所述生产指标包括进出水水量检测、进出水水污染物检测、集水井水位检测；所述生产运行指标包括检测仪器、传感仪器实时监测的设备阀门、压边、温度、流量开关量、流量模拟量；所述前瞻性治理包括预警预报、截断污染源、处理重大或流域性水质污染事故。
需要说明的是，通过上述改进，所述管理部门机构、数据库服务器、物联网适配器均与GSM服务器和Web服务器连接，通过GSM服务器和Web服务器维持数据交换请求及应答。所述管理部门机构向数据库服务器下发调用数据的指令，获取数据库服务器计算处理后的关联数据，且通过GSM服务器和Web服务器实时向向管理部门机构上传数据库服务器和物联网适配器的初始数据、数据处理过程以及处理后的数据，对数据进行分析后作出污水运行监管的改善。
其中改善包括生产指标、生产运行指标以及前瞻性治理，所述生产指标包括进出水水量、进出水水污染物、集水井水位、用水质量等。进出水水污染物包括进出厂污水中的固体悬浮物、有机物、含氮化合物、磷酸钾、钾钠及重金属、菌类生物群等。用水质量包括氨浓度、总氮、总固体悬浮物、生化需氧量、化学需氧量等；其中氨浓度上限为4mg/L，总氮上限为18mg/L，总固体悬浮物上限为30mg/L，生化需氧量上限为10mg/L，化学需氧量上限为100mg/L。所述生产运行数据包括采用检测仪、传感器、探测器等仪表仪器实时检测各类阀门、压边、温度、流量的开关量和模拟量等。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤F1：各地区的监控服务器分别实时接收污水处理监控分***采集的水质信息；
步骤F2：将采集到的水质信息上传至物联网云平台；
步骤F3：数据库服务器通过物联网适配器提取物联网云平台中的水质信息，并对其进行计算得出各地区的关联数据；
步骤F4：管理部门机构通过GSM服务器或Web应用服务器实时接收各地区的关联数据，或直接从数据库服务器提取关联数据进行分析并做出相应改善。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述步骤F1中污水处理监控分***包括：
用于监测水源水质及天然净化效果的自然水源探测器；
用于监测流动水质的水环境探测器；
用于监测人工净化水质的城镇供水***探测器；
用于监测终端出水水质的用水口探测器；
用于监测污染指数的污染源探测器。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述步骤F3具体包括以下步骤：
步骤F31：所述物联网云平台接收各地区的监控服务器上传的水质信息，并对所述水质信息进行规范化处理；
步骤F32：所述物联网适配器从所述物联网云平台获取规范化处理后的水质信息后，传输至数据库服务器；
步骤F33：所述数据库服务器根据管理部门机构事先下发的控制指令对水质信息进行大量数据分析与处理；
步骤F34：所述数据库服务器将分析出的各地区的数据进行关联建模，形成关联数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述步骤F4具体包括以下步骤：
步骤F41：所述管理部门机构分别与GSM服务器和Web应用服务器相连；
步骤F42：管理部门机构向数据库服务器下发调用指令，获取数据库服务器处理后的关联数据；
步骤F43：所述数据库服务器和物联网适配器通过GSM服务器和Web应用服务器向管理部门机构实时传输初始数据、数据处理过程以及处理后的数据；
步骤F44：所述管理部门机构结合关联数据、初始数据、数据处理过程以及处理后的数据，并对其进行分析，做出相应的改善。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述步骤F44中相应的改善包括生产指标、生产运行指标、前瞻性治理。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述生产指标包括进出水水量检测、进出水水污染物检测、集水井水位检测。
7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述生产运行指标包括检测仪器、传感仪器实时监测的设备阀门、压边、温度、流量开关量、流量模拟量。
8.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧污水运行监管综合管理方法，其特征在于：所述前瞻性治理包括预警预报、截断污染源、处理重大或流域性水质污染事故。
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