CN114374889A - 一种水质监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水质监测***，包括监测设备、远程控制终端以及数据透传模块，其中，数据透传模块中转承载监测设备与远程控制终端的数据交互，数据透传模块在现场控制终端运行，与监测设备通过有线网络进行通信以及与远程控制终端通过无线网络进行通信；数据透传模块控制双向传输操作的执行，所述双向传输操作用于交互监测设备与远程控制终端的通讯信息。本发明具有兼容不同水质自动监测站内不同的监测设备的控制整合，不同的水站建设商只需参照水质监测***，可接入同一个远程控制终端实现远程控制，推动水质自动监测站的自动化性能提升的优点。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护领域，尤其是涉及一种水质监测***。
背景技术
目前，国内水质自动监测站的数据采集平台大多只能实现对现场检测数据的接收、汇总以及统计。当监测人员发现现场检测数据存在异常，需要进行数据核查或临时应急测试时，往往需要安排人员到水质自动监测站现场进行操作。
虽然物联网应用技术在不断地推广应用，但是在水质自动监控领域内，水质监测使用的分析仪器、供配水设备以及对应的辅助***产品的联网功能还是相对欠缺。再者，水质自动监测站在现实情况中往往是一个多方面的应用集成型***，虽然部分设备生产商提供的监测仪器具有远程监控功能，但是，这些监测仪器往往只能通过生产厂家独特的中间设备模块才能实现单点控制，监测中控平台借用仪器设备的自身联网的能力来实现远程控制门槛高。
其次，水质监测站现场***涉及的监测仪器、电气元件种类多、品牌不一，各监测仪器目前并没有统一控制的办法。监测中控平台面对各个水质自动检测站现场复杂的设备，并不具备直接可与现场监测仪器进行数据交互的能力，监控平台要实现水质自动监测站远程控制只能通过安装远控主机等中间设备的方式实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种现场无需设置远控主机即可实现远程控制、能够兼容不同水质监测站、不同监测设备的水质监测***。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水质监测***，包括：
监测设备，用于监控现场的水质状况；
远程控制终端，用于向用户呈现由所述监测设备获取的信息；
数据透传模块，用于中转承载监测设备与远程控制终端的数据交互；其中，
所述监测设备控制指令执行操作的执行，所述指令执行操作用于接收远程控制终端发出的指令，并基于所接收的指令改变监测设备的运行状态；
所述远程控制终端控制信息读取操作以及指令输出操作的执行，所述信息读取操作用于读取监测设备获取的信息并传输至远程控制终端；所述指令输出操作用于向监测设备发出控制所述监测设备运行状态的指令，以改变监测设备的运行状态；
所述数据透传模块在现场控制终端运行，与监测设备通过有线网络进行通信以及与远程控制终端通过无线网络进行通信；所述数据透传模块控制双向传输操作的执行，所述双向传输操作用于交互监测设备与远程控制终端的通讯信息。
本发明的原理如下：
本水质监测***的运行可分为实时监控流程以及远程调控流程，其中，
在实时监控流程中，监控设备监控水质监测站现场的水质状况，并将实时且持续获取的信息通过有线网络通讯传输至数据透传模块，数据透传模块通过无线网络直接将监测设备获取的信息传输至远程控制终端，远程控制终端对该信息进行数据转换及展示；
在远程调控流程中，远程控制终端发出的控制指令基于无线网络传输至数据透传模块，数据透传模块通过有线网络通讯将所接收的控制指令传输至监测设备，监测设备接收控制指令并根据控制指令，调整自身的运行状态。
在本水质监测***中，根据监测设备接收指令并基于指令调整控制自身运行状态的能力，数据透传模块只承担监测设备与远程控制终端数据交互的桥梁作用，自身并不会对监测设备上传的信息或者远程控制终端发出的指令进行处理，而且数据透传模块本身可以在任意现场控制终端，如计算机上加载，水质监测站的现场省去了设置远控主机以及排布接线的投入，对于各不同环境的水质监测站而言，本水质监测***的投入和开发难度更低。
在一个实施方式中，数据透传模块通过串口连接方式与监测设备通讯连接，且数据透传模块内设置有串口配置组件，该串口配置组件建立与监测设备的物理串口连接的虚拟串口。在水质监测站需要更换现场的监测设备时，基于数据透传模块能够建立虚拟串口与监测设备的物理串口连接，更换后的监测设备能够快速接入本水质监测***，有利于***的维护更新。
在一个实施方式中，数据透传模块通过无线或有线网络方式与云端服务器通讯连接，调用云端服务器的FRP服务模块建立远程控制接口；远程控制终端通过无线或有线网络方式连接云端服务器的FRP服务模块，以数据透传的方式获取数据透传模块的信息。数据透传模块通过调用FRP服务模块提供远程控制接口供远程控制终端获取所需信息，数据透传模块自身不会对传输至FRP服务模块的信息进行解析或处理。
在一个实施方式中，数据透传模块设置有远程控制组件，该远程控制组件预先存储不同类型监测设备的控制指令；数据透传模块调用FRP服务模块建立远程控制接口，根据以有线网络连接的监测设备类别，配置远程控制接口可运行的控制指令。
在一个实施方式中，远程控制终端读取远程控制接口相关配置数据，并向用户以可视化的方式呈现，方便用户获取相关信息。
在一个实施方式中，远程控制终端设置有站点配置模块，该站点配置模块建立能接入远程控制接口的虚拟接口，并通过虚拟接口读取远程控制接口相关配置数据，选择需要调控的监测设备并建立控制连接，方便用户管理接入的外部站点，集中监控所需场所。
在一个实施方式中，远程控制终端设置有站点控制模块，该站点控制模块读取站点配置模块的相关信息，将已经建立控制连接的监测设备的当前信息以可视化的方式向用户呈现，该当前信息包括监测设备的当前运行状态信息以及监测设备当前可运行的控制指令信息。
在一个实施方式中，监测设备内设置有命令协议模块和执行控制模块；该命令协议模块内存储有指令识别组件，该指令识别组件解析监测设备所接收的指令，并将该指令转换成对应的执行动作指令；该执行控制模块根据指令识别组件发出的执行动作指令，控制监测设备改变运行状态。进一步的，执行控制模块标识监测设备的当前工作状态，生成状态标识信息并经数据透传模块传输至远程控制终端，向用户呈现监测设备的当前工作状态，方便用户实时获取监测设备的运行状态，了解经远程控制终端发出的控制指令是否被执行。
在一个实施方式中，远程控制模块发出控制指令，以数据透传的方式传输至数据透传模块，通过虚拟串口以Modebus协议–RTU方式将控制指令传输至监测设备。
本发明具有以下优点：
1、通过云端服务器的FRP服务模块建立远程控制接口，远程控制终端可快速实现对水质自动监测站的可远程控制功能，水质监测站的现场省去了设置远控主机以及排布接线的投入，对于各不同环境的水质监测站而言，本水质监测***的投入和开发难度更低，也有利于远程控制终端日后的维护。
2、通过数据透传模块承担的桥梁作用，监测设备能够接受和执行远程控制终端发送的***控制和质控指令，使水质自动监测站运营方和管理者能够对水质自动监测站的取配水***、分析仪器、质控设备和留样设备四方面关键设备进行远程控制，实现整个监测***流程的可控。
3、在水质自动监测站遇到特发事件，应急测量情况时，本水质监测***的远程控制功能实现快速响应，减少了人员必须到场操作的要求。
4、利用设置数据透传模块的水质监测***，能够兼容不同水质自动监测站内不同的监测设备的控制整合，不同的水站建设商只需参照水质监测***，可接入同一个远程控制终端实现远程控制，推动水质自动监测站的自动化性能提升，对构建水质自动监测站远程控制的规范具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明实施例中水质监测***的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
本实施例提供的水质监测***，适用于多个水质自动监测站，其包括监测设备、远程控制终端以及数据透传模块，其中，如图1所示，
监测设备包括现场PLC主控设备、分析设备、质控设备以及留样设备；
PLC主控设备用于控制水质自动监测站的配水***；根据不同的输入指令，PLC主控设备能够实现配水***取水、配水、清洗以及报警等动作执行；
分析设备用于对水质自动监测站内的水样进行取样以及分析取样的水质状况；根据不同的输入指令，分析设备能够实现取水、清洗、校时、标样核查等动作执行；
质控设备包括质控主机以及多个质控终端，用于控制水质自动监测站的水样分析质量，每路质控终端对应一台分析设备；根据不同的输入指令，质控设备能够实现母液标样核查、加标回收、空白样、标样核查等动作执行；
留样设备用于对水质自动监测站内的水样留存，留样设备接收进行留样的控制指令即根据自身指定的动作流程执行水样留存的任务。
本实施例中，作为现场控制终端的计算机设置有可读存储介质，可读存储介质内加载现场控制接口软件，现场控制接口软件通过调用数据透传模块的串口配置组件，通过串口配置组件建立与PLC主控设备、分析设备、质控设备以及留样设备的物理串口连接的虚拟串口，使计算机得以通过串口连接方式与监测设备以有线网络方式通讯。同时，计算机作为现场控制终端以无线网络的方式与云端服务器通讯连接，调用云端服务器的FRP服务模块建立远程控制接口；远程控制终端通过无线网络方式连接云端服务器的FRP服务模块，以数据透传的方式获取数据透传模块的信息，实现远程控制终端与数据透传模块的数据交互。
本实施例中，数据透传模块设置有远程控制组件，该远程控制组件预先存储不同类型监测设备的控制指令，如PLC主控设备、分析设备、质控设备以及留样设备的控制指令。数据透传模块调用FRP服务模块建立远程控制接口时，根据以有线网络连接的监测设备类别，配置远程控制接口可运行的控制指令：PLC主控设备控制指令、分析设备控制指令、质控设备控制指令以及留样设备控制指令。
本实施例中，远程控制终端为平台服务器，平台服务器加载有站点配置模块和站点控制模块，其中，
站点配置模块用于新增、修改或删除接入平台服务器控制的站点，通过建立虚拟接口并对应远程控制接口的地址，基于远程登录用户和密码和站点唯一识别码的核查，读取对应远程控制接口的相关配置数据，向用户以可视化的方式呈现；用户根据调控需要，选择PLC主控设备、分析设备、质控设备以及留样设备等监测设备，建立对PLC主控设备、分析设备、质控设备以及留样设备的控制连接；
站点控制模块读取站点配置模块的相关信息，将已经建立控制连接的监测设备，，如PLC主控设备、分析设备、质控设备以及留样设备的当前信息以可视化的方式向用户呈现，该当前信息包括监测设备的当前运行状态信息以及监测设备当前可运行的控制指令信息。
本实施例的水质监测***运转过程如下：
一、现场控制接口软件建立远程控制接口
现场控制接口软件通过外网与云端服务器的FRP服务模块生成远程控制接口，并通过调用现场控制接口软件的远程控制组件，为生成的远程控制接口配置PLC主控设备、现场分析设备、质控设备以及留样设备的控制连接，如
针对PLC主控设备，生成整个配水***的启停取水、启停管理清洗、测量周期调整、启停应急监测、启停用控制***等反控指令；
针对现场分析设备，生成各分析设备、分析仪器的测量、标定、清洗、重启等反控指令；
针对质控设备，生成质控仪器的母液标样核查、加标回收、空白样、标样核查等反控指令；
针对留样设备，生成留样仪器的留样反控指令；
同时，生成对应控制指令的控制接口并以可视化的方式呈现给用户。用户通过可视化界面的操控按钮，即可控制现场PLC主控设备执行对应的功能操作；
平台服务器调用云端服务器的FRP服务模块，实现与现场控制接口软件的数据交互，该数据交互过程采用数据透传的方式进行，现场控制接口软件不对交互的数据进行编译、分析等处理。
二、平台服务器调用远程控制接口
根据与平台服务器连接的站点信息，调用站点配置模块建立虚拟接口，输入站点的远程控制接口地址、站点唯一识别MN号、登录账号以及密码，接入对应站点。在对应的虚拟接口上添加对应站点的监测设备，建立控制连接。
对站点的监测设备建立控制连接后，调用站点控制模块，以可视化的方式展示相应可控监测设备的具体设备列表。点击对应的监测设备的控制图标，弹出该监测设备的控制菜单。通过控制菜单界面获取查看到当前监测设备的状态信息和可控制的指令，选中对应的控制指令按钮即可发出控制命令至对应监测设备。
平台服务器发出控制指令后，控制指令以数据透传的方式传输至数据透传模块，再通过计算机与监测设备的串口通讯，以Modebus协议–RTU方式将控制指令传输至对应的监测设备或仪器，监测设备或仪器接收到控制指令后，根据监测设备或仪器自身的协议约定，调用命令协议模块的指令识别组件，解析监测设备所接收的指令，将该指令转换成对应的执行动作指令并发送至执行控制模块，控制监测设备改变运行状态，以执行相应的工作。
监测设备或仪器执行接收到的控制指令后，执行控制模块标识监测设备或仪器的当前工作状态，生成状态标识信息并通过数据透传模块反馈到平台服务器，用户在平台服务器的控制指令界面上通过状态信息便可了解到现场监测设备或仪器执行指令的情况。
三、平台服务器远程调控监测设备
以PLC主控设备为例，PLC主控设备作为客户端，平台服务器执行信息读取操作读取PLC主控设备，能够获取配水***的当前取水状态、配水状态、清洗状态、缺水报警等工作信息，同时，PLC主控设备基于远程控制组件的配置，能够接收如取水、管理清洗、应急监测等控制指令。
当在平台服务器的可视化界面上，点击触发启动取水分析的反控指令，即可通过数据透传模块发送到PLC主控设备，PLC主控设备接收到取水指令后，根据自身制定的动作流程开始运作，同时，把当前工作信息标记为取水状态，让平台服务器能读取PLC主控设备当前的状态信息，了解到PLC主控设备已响应指令。
本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水质监测***，其特征在于，包括：
监测设备，用于监控现场的水质状况；
远程控制终端，用于向用户呈现由所述监测设备获取的信息；
数据透传模块，用于中转承载监测设备与远程控制终端的数据交互；
其中，
所述监测设备控制信息上传操作和指令执行操作的执行，所述信息上传操作基于物理连接通讯将监测设备获取的信息传输至数据透传模块；所述指令执行操作用于接收远程控制终端发出的指令，并基于所接收的指令改变监测设备的运行状态；
所述远程控制终端控制指令输出操作的执行，所述指令输出操作基于远程通讯向数据透传模块发出控制所述检测设备运行状态的指令；
所述数据透传模块在现场控制终端运行，与监测设备通过有线网络进行通信以及与远程控制终端通过无线网络进行通信；所述数据透传模块控制双向传输操作的执行，所述双向传输操作用于交互监测设备与远程控制终端的通讯信息。
2.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述数据透传模块通过串口连接方式与监测设备通讯连接，且数据透传模块内设置有串口配置组件，所述串口配置组件建立与监测设备的物理串口连接的虚拟串口。
3.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述数据透传模块通过无线或有线网络方式与云端服务器通讯连接，调用云端服务器的FRP服务模块建立远程控制接口；所述远程控制终端通过无线或有线网络方式连接云端服务器的FRP服务模块，以数据透传的方式获取数据透传模块的信息。
4.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述数据透传模块设置有远程控制组件，所述远程控制组件预先存储不同类型监测设备的控制指令；所述数据透传模块调用FRP服务模块建立远程控制接口，根据以有线网络连接的监测设备类别，配置远程控制接口可运行的控制指令。
5.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述远程控制终端读取远程控制接口相关配置数据，并向用户以可视化的方式呈现。
6.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述远程控制终端设置有站点配置模块，所述站点配置模块建立能接入远程控制接口的虚拟接口，并通过虚拟接口读取远程控制接口相关配置数据，选择需要调控的监测设备并建立控制连接。
7.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述远程控制终端设置有站点控制模块，所述站点控制模块读取站点配置模块的相关信息，将已经建立控制连接的监测设备的当前信息以可视化的方式向用户呈现，所述当前信息包括监测设备的当前运行状态信息以及监测设备当前可运行的控制指令信息。
8.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述监测设备内设置有命令协议模块和执行控制模块；所述命令协议模块内存储有指令识别组件，所述指令识别组件解析监测设备所接收的指令，并将所述指令转换成对应的执行动作指令；所述执行控制模块根据指令识别组件发出的执行动作指令，控制监测设备改变运行状态。
9.根据权利要求8所述的一种水质监测***，其特征在于，所述执行控制模块标识监测设备的当前工作状态，生成状态标识信息并经数据透传模块传输至远程控制终端，向用户呈现监测设备的当前工作状态。
10.根据权利要求1所述的一种水质监测***，其特征在于，所述远程控制模块发出控制指令，以数据透传的方式传输至数据透传模块，并通过虚拟串口以Modebus协议–RTU方式将控制指令传输至监测设备。
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