CN114785836A - 一种基于5g可远程管控环保水处理控制*** - Google Patents

一种基于5g可远程管控环保水处理控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于5G可远程管控环保水处理的控制***，包括：可信安全控制模块与外部环保水处理设备信号连接，用于接收外部环保水处理设备的输出信号，并转换为控制信号返回以控制外部环保水处理设备，以及抵御网络攻击和对配置于控制***的操作***内部攻击；5G/有线网络双模网关模块与可信安全控制模块信号连接，用于可信安全控制模块与外网络进行通信连接；集中管控服务器经5G/有线网络双模网关模块与可信安全控制模块信号连接，用于提供远程数据安全访问以及远程管控可信安全控制模块。可保障整个***的安全与可信，解决现有***的信息安全问题，5G网络、有线网络且实现无扰自动择优切换，保障通信网络的稳定可靠。

Description

一种基于5G可远程管控环保水处理控制***
技术领域
本发明属于工业控制自动化领域，尤其涉及一种基于5G可远程管控环保水处理的控制***。
背景技术
环保水处理是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的，它兼有两者的优点，是两者结合的产物。其结构是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布；内圈是雪花状塑料枝条，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率。使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理。
环保水处理设施一般分散分布在河道、工厂、住宅区、野外等地区周边，其中大多地点有线网络接入施工等成本高，目前普遍采用专人值守、本地化现场控制设施的方式进行管理，无法实现集中管理监控、远程运维更新、少人无人化作业等现代化管控方式。
目前的控制***普遍采用本地化控制，不支持远程控制，而支持远程控制的控制器往往只是简单的在传统的控制器上加入了有线网络、5G网络等通信模块，通过网络远程下发控制指令，并没有考虑信息安全等功能，且***内部连接通信方式相对单一。
现有的基于5G的控制***方案，较相近的有CN111213537B和CN212135219U。其中CN111213537B每个小区域布置的降雨监测模块通过5G通信模块将数据传递给云端***进行处理，云端***处理后通过5G通信模块将指令传递到控制模块进行控制。该方法严重依赖持续稳定的5G通信，当5G通信不稳定或信号丢失等情况时，***无法完成正常控制功能。CN212135219U采用有线网络、5G网络发送接收器实现网络通信，5G网络出现故障时采用有线网络，但***没有加入信息安全防护的功能，存在网络攻击等隐患。
发明内容
本发明的技术目的是提供基于5G可远程管控环保水处理控制***，以解决控制方法单一以及信息安全问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种基于5G可远程管控环保水处理的控制***，包括：可信安全控制模块、5G/有线网络双模网关模块和集中管控服务器；
可信安全控制模块与外部环保水处理设备信号连接，用于接收外部环保水处理设备的输出信号，并转换为控制信号返回以控制外部环保水处理设备，以及抵御网络攻击和对配置于控制***的操作***内部攻击；
5G/有线网络双模网关模块与可信安全控制模块信号连接，用于可信安全控制模块与外网络进行通信连接；
集中管控服务器经5G/有线网络双模网关模块与可信安全控制模块信号连接，用于提供远程数据安全访问以及远程管控可信安全控制模块。
进一步优选地，还包括远程接入终端，远程接入终端与集中管控服务器信号连接，用于对可信安全控制模块远程管理、编程以及监控。
具体地，可信安全控制模块包括处理单元和安全硬件单元；
处理单元用于接收外部环保水处理设备的输出信号，并转换为控制信号返回以控制外部环保水处理设备；
输出信号为采集外部环保水处理设备得到的运行状态，控制信号用于对外部环保水处理设备的运行参数进行调节；
安全硬件单元用于抵御网络攻击和对配置于控制***的操作***内部攻击。
其中，可信安全控制模块支持数字量输入/输出、模拟量输入/输出、脉冲量输入/输出以及CAN、RS-485/422、Modbus、Profibus-DP、以太网通信。
其中，5G/有线网络双模网关模块接入方式为5G网络独立组网和/或非独立组网连接；
相对应地，5G/有线网络双模网关模块支持5G专网切片接入和/或光纤、双绞线有线网络接入，用于在5G网络与有线网络实现无扰自动择优切换。
具体地，5G/有线网络双模网关模块与安全可信控制模块采用以太网接口、USB、WIFI方式信号连接相连，用于可信安全控制模块与外网络进行通信连接。
具体地，远程接入终端为计算机、手机或平板电脑；远程接入终端与集中管控服务器5G或有线或WIFI信号连接。
一种环保水处理设备，受控于满足权利要求1至7任意一项的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，包括调节池、净化池、生化池、膜生物反应器池、清水池；
调节池用于进行水质和水量的调节；
净化池用于沉淀、混凝，以对污水进行初步净化；
生化池用于微生物降解污水；
膜生物反应器池内设有膜分离单元和生物处理单元，用于进行污水过滤与生物处理；
清水池用于将处理好后的水的暂存与向外排放。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
通过本发明，可实现环保水处理现场的精确快速控制与远程无线灵活管控，解决了现有***普遍本地化、远程控制方式单一的问题；通过本发明，可保障控制***的安全与可信，防范网络攻击与***内部入侵等，解决现有***的信息安全问题；通过本发明，可同时接入5G网络、有线网络且实现无扰自动择优切换，保障通信网络的稳定可靠，解决现有通信方式单一、稳定性差的问题；
具体地
1)通过设置5G/有线网络双模网关模块实现了5G高速高可靠网络连接以及有线网络无扰自动择优切换，保障了网络传输的稳定可靠；
2)可实现了现场的精确快速控制以及基于5G等网络的远程无线便捷管控；
3)通过设置集中管控服务器、远程终端等实现了远程、便捷、安全的管理、控制与监控，支持远程对现场不限于运行状态、运行参数、控制流程、视频数据等的监控与管理；
4)通过可信安全控制模块、可信安全盾等共同保障了控制***信息安全，在可信模式下，只有可信安全盾接入***且密码等人工验证通过的情况下才能对可信安全控制模块进行操控，加入了可信认证校验体系以防范网络攻击与***内部入侵。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明的一种基于5G可远程管控环保水处理控制***的结构框图；
图2为本发明的一种环保水处理流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于16RCPC主板的管理调试设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1，本实施例提供一种基于5G可远程管控环保水处理的控制***，包括：可信安全控制模块、5G/有线网络双模网关模块、集中管控服务器和远程接入终端。
可信安全控制模块与外部环保水处理设备信号连接，用于接收外部环保水处理设备的输出信号，并转换为控制信号返回以控制外部环保水处理设备，以及抵御网络攻击和对配置于控制***的操作***内部攻击。
可信安全控制模块支持数字量输入/输出、模拟量输入/输出、脉冲量输入/输出以及CAN、RS-485/422、Modbus、Profibus-DP、以太网等通信。通过内置的处理单元采集外部环保水处理设备得到输出信号，并基于输出信号下发控制信号用以控制外部环保水处理设备中调节池、净化池、生化池、膜生物反应器池、清水池等相关的阀、泵、风机等各类现场设备的流量、转速、风量等参数。通过内置的安全硬件单元，实现基于安全可信硬件的内存隔离、可信启动、完整性度量、可信运行以及网络主动防御功能，使得本实施例可以抵御非法探测、中间人攻击、***入侵等各类网络以及操作***内部攻击。
参看图1，在本实施例中，5G/有线网络双模网关模块与可信安全控制模块信号连接，具体采用以太网接口、USB、WIFI方式信号连接相连，用于可信安全控制模块与外网络进行通信连接。5G/有线网络双模网关模块支持5G网络独立组网(SA)、非独立组网(NSA)接入方式，向下兼容4G/3G/2G网络，支持5G专网切片接入，也支持光纤、双绞线等有线网络接入，可同时接入5G、有线网络并在某一网络信号差的情况下实现无扰自动择优切换。
集中管控服务器经5G/有线网络双模网关模块与可信安全控制模块信号连接，支持5G、有线网络等高速接入互联网，用于提供远程数据安全访问以及远程管控可信安全控制模块。
参看图1，远程接入终端可以为计算机、手机或平板电脑，远程接入终端与集中管控服务器通过5G或有线或WIFI信号连接信号连接，用于对可信安全控制模块远程管理、编程以及监控。此外，远程接入终端支持可信安全盾的USB等方式接入，在可信模式下，只有可信安全盾接入***且密码等人工验证通过的情况下才能对可信安全控制模块进行操控，通过加入可信认证校验体系以抵御攻击。
本实施例可远程、安全、便捷的管控海量分布各地的控制***，实现现场的精确快速控制以及远程集中的便捷管控，解决了现有控制***只支持本地化操控或简单的远程通信，无法实现远程灵活、安全可信的编程与监控的问题。通过可信安全控制模块、可信安全盾等共同保障了控制***信息安全，通过5G/有线网络双模网关模块实现了广泛分布、网络布线不方便时的5G高速高可靠网络连接以及部分5G网络信号不稳定场景的有线网络自动切换，通过集中管控服务器、远程终端实现了远程、便捷、安全的管理、控制与监控。
实施例2
参看图2，本实施例提供一种环保水处理设备，受控于满足权利要求1至7任意一项的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，包括将待处理污水依次通过的调节池、净化池、生化池、膜生物反应器池、清水池。各处理池的通信信号统一与实施例1的控制***相连。调节池主要进行水质和水量的调节，净化池主要通过沉淀、混凝的方法进行污水初步净化，生化池主要通过微生物降解进行污水进一步处理，膜生物反应器池通过膜分离单元和生物处理单元进行污水过滤与生物处理，清水池进行处理好后的水的暂存与向外排放。实施例1的控制***对本实施例精确快速控制与远程集中管控环保水处理流程，实现对现场运行状态、运行参数、控制流程、视频数据等的监控与管理。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，包括：可信安全控制模块、5G/有线网络双模网关模块和集中管控服务器；
所述可信安全控制模块与外部环保水处理设备信号连接，用于接收外部环保水处理设备的输出信号，并转换为控制信号返回以控制外部环保水处理设备，以及抵御网络攻击和对配置于所述控制***的操作***内部攻击；
所述5G/有线网络双模网关模块与所述可信安全控制模块信号连接，用于所述可信安全控制模块与外网络进行通信连接；
所述集中管控服务器经所述5G/有线网络双模网关模块与所述可信安全控制模块信号连接，用于提供远程数据安全访问以及远程管控所述可信安全控制模块。
2.根据权利要求1所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，还包括远程接入终端，所述远程接入终端与所述集中管控服务器信号连接，用于对所述可信安全控制模块远程管理、编程以及监控。
3.根据权利要求1所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，所述可信安全控制模块包括处理单元和安全硬件单元；
所述处理单元用于接收外部环保水处理设备的所述输出信号，并转换为所述控制信号返回以控制外部环保水处理设备；
所述输出信号为采集外部环保水处理设备得到的运行状态，所述控制信号用于对外部环保水处理设备的运行参数进行调节；
所述安全硬件单元用于抵御网络攻击和对配置于所述控制***的操作***内部攻击。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，所述可信安全控制模块支持数字量输入/输出、模拟量输入/输出、脉冲量输入/输出以及CAN、RS-485/422、Modbus、Profibus-DP、以太网通信。
5.根据权利要求1所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，所述5G/有线网络双模网关模块接入方式为5G网络独立组网和/或非独立组网连接；
相对应地，所述5G/有线网络双模网关模块支持5G专网切片接入和/或光纤、双绞线有线网络接入，用于在5G网络与有线网络实现无扰自动择优切换。
6.根据权利要求4所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，所述5G/有线网络双模网关模块与安全可信控制模块采用以太网接口、USB、WIFI方式信号连接相连，用于所述可信安全控制模块与外网络进行通信连接。
7.根据权利要求2所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，所述远程接入终端为计算机、手机或平板电脑；所述远程接入终端与所述集中管控服务器5G或有线或WIFI信号连接。
8.一种环保水处理设备，受控于满足权利要求1至7任意一项所述的基于5G可远程管控环保水处理的控制***，其特征在于，包括调节池、净化池、生化池、膜生物反应器池、清水池；
所述调节池用于进行水质和水量的调节；
所述净化池用于沉淀、混凝，以对污水进行初步净化；
所述生化池用于微生物降解污水；
所述膜生物反应器池内设有膜分离单元和生物处理单元，用于进行污水过滤与生物处理；
所述清水池用于将处理好后的水的暂存与向外排放。
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