一种智能泵房监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能泵房监控系统，它是一种基于STM32控制的泵房数据采集和物联网监控及电机调速系统。所述系统包括模糊PID电机调速模块、信息采集控制模块、物联网模块。所述模糊PID电机调速模块包括STM32F103RCT6最小系统、压力传感器、PID控制器、变频器等；所述信息采集控制模块主要包括STM32F103RCT6最小系统、温湿度传感器、液位传感器、漏水检测传感器、电能表等主要数据采集模块；所述物联网模块主要包DTU及SIM卡。本实用新型专利技术专利具有数据采集全面、实时显示等优点，可实现电机启停、液位异常、漏水报警等短信提示，多个泵房集中监控。恒压模糊PID调速使供水压力更稳定，避免了电流对电网的冲击，降低设备损耗，节能显著。

An Intelligent Pump House Monitoring System

The utility model discloses an intelligent pump house monitoring system, which is a pump house data acquisition and Internet of Things monitoring and motor speed regulation system based on STM32 control. The system includes a fuzzy PID motor speed control module, an information acquisition and control module, and an Internet of Things module. The fuzzy PID motor speed control module includes STM32F103RCT6 minimum system, pressure sensor, PID controller, frequency converter, etc. The information acquisition control module mainly includes STM32F103RCT6 minimum system, temperature and humidity sensor, liquid level sensor, leakage detection sensor, electric energy meter and other main data acquisition modules; the Internet of Things module mainly includes DTU and SIM card. The patent of the utility model has the advantages of comprehensive data acquisition, real-time display, etc. It can realize short message prompts such as motor start-up and shut-down, abnormal liquid level, water leakage alarm, and centralized monitoring of multiple pumping stations. Constant voltage fuzzy PID speed regulation makes the water supply pressure more stable, avoids the impact of current on the power grid, reduces equipment losses, and saves energy remarkably.

【技术实现步骤摘要】
一种智能泵房监控系统
本技术涉及泵房各设备及环境参数的检测与控制管理。主要是指利用各个传感器实现对系统各参数的检测，并通过物联网模块将参数上传至网络，同时系统进行自动化调速供水，并通过物联网模块将参数上传至网络。
技术介绍
现如今泵房距值班室以及多个泵房之间较远，信息不能及时传输，需要值班人员定期巡逻，同时泵房工频恒压供水造成的电机频繁启动导致电机对电网冲击较大、设备损耗、供水压力不稳定等问题。在国家大力强调节能减排、节约水资源的前提下，本技术专利采用物联网技术将数据信息网络化、实时化，解决了值班人员费时费力的问题。而且采用模糊PID的控制方式实现对电机的调速，解决了上述工频供水带来的问题。
技术实现思路
本技术提供了一种供水泵房各设备及环境参数的检测与控制管理系统。将互联网与监控系统相结合，利用互联网进行监控，实现数据的实时化、网络化。同时引入模糊PID电机调速，使电机转速与需水量匹配，供水更加合理化。本技术设计是一种基于STM32F103RCT6的泵房数据采集和物联网远程监控及电机调速系统。所述系统包括模糊PID电机调速模块、嵌入式信息采集控制模块、物联网模块。所述模糊PID电机调速模块包括STM32F103RCT6最小系统(STM32F103RCT6芯片、BOOT电路、晶振电路以及复位电路)、压力传感器、PID控制器、变频器、泵房电机等；所述嵌入式信息采集控制模块主要包括STM32F103RCT6最小系统、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏水检测传感器、电能表等主要的数据采集模块；所述物联网模块主要包括物联网网关、SIM卡。首先，本技术专利在电机泵房安装湿度与温度传感器，在泵房的水箱安装液位传感器，在泵房地面安装漏水检测传感器，在供水管道处安装水压传感器，在电机的电源侧安装电能表，用以检测各个参数。STM32F103RCT6芯片利用SP3485通讯芯片通过RS-485通讯接口连接各个传感器，采用Modbus-RTU协议进行数据的读取。将采集的数据储存到STM32F103RCT6寄存器中，通过内部计算处理后，将数据通过RS-485接口将数据传输给MCGS触摸屏与物联网模块，MCGS触摸屏显示各个采集值，进行更加方便的人机交互。物联网模块将各个数据上传至物联网云端，用户可登陆云端，输入密码后进行各类数据的查看，并且可以查看历史数据，组态方便的显示界面，该数据通过SIM卡的GPRS数据传输实现。其次，本技术专利STM32F103RCT6芯片编写有模糊PID算法程序，通过设定值与压力传感器检测值对比。将其误差与误差变化输入，进行电机的调速，使供水系统保持恒水压供水。所述的模糊PID变频调速是利用采集到的水压值与设定值对比，通过控制芯片内部编写好的程序进行对变频器的控制，进行电机的调速。该模块的核心控制器为32位芯片STM32F103RCT6。所述的嵌入式信息采集模块，是各个传感器与stm32之间通过RS-485接口相连，采用Modbus-RTU协议进行通讯。所述的物联网模块，是STM32F103RCT6将采集到的信息处理后通过RS-485端口，利用Modbus协议将数据传给物联网网关，并将其传输至物联网云服务器，用户可以登录云服务器查看相关数据。本技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)泵房据值班室较远，值班人员不需要定时巡逻，更加节省物力财力。(2)物联网模块的加入，可以使信息网络化、实时化，使管理人员在有网的情况下，随时随地查看数据。(3)可以实现多个泵房的集中管理，使管理人性化。(4)可以实现数据异常的报警功能，避免危险与事故的发生，保证人员与财产的安全。(5)恒压模糊PID调速使恒压供水的压力稳定性更好，避免了工频电机的频启与启动大电流对电网的冲击，降低了设备的损耗，起到了节能减排的效果。附图说明图1为本技术智能泵房监控系统。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。如图1所示，本技术是一种智能泵房监控系统。是一种基于STM32F103RCT6的泵房数据采集和物联网远程监控及电机调速系统。系统主要包括所述系统包括模糊PID电机调模块、嵌入式信息采集控制模块、物联网模块。所述模糊PID电机调速模块包括STM32F103RCT6最小系统、压力传感器、PID控制器、变频器、泵房电机等；所述嵌入式信息采集控制模块主要包括STM32F103RCT6最小系统、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏水检测传感器、电能表等主要的数据采集模块；所述物联网模块主要包联网网关、SIM卡。在泵房的水箱安装液位传感器，在泵房地面安装漏水检测传感器，在供水管道处安装水压传感器，在电机的电源侧安装电能表，用以检测各个参数。STM32F103RCT6芯片利用SP3485通讯芯片通过RS-485通讯接口连接各个传感器，通过Modbus-RTU协议进行数据的读取，将采集的数据储存到Stm32寄存器中。采集到的数据通过内部计算处理后，通过RS-485接口将数据传输给MCGS触摸屏与物联网模块，MCGS触摸屏用于各类数据的现场显示，直观的显示温湿度、压力、水位、电机电流、电机电压等指标，进行更加方便的人机交互，物联网模块将各个数据上传至物联网云端。用户可登陆物联网云服务端，输入密码后进行各类数据的查看，并且可以查看历史数据，查看异常数据的报警信息，可以组态方便的显示界面，该数据通过GPRS数据传输实现。该物联网模块还具备短息提示功能，可以实现泵的启停、液位异常、漏水等方面的短息提示。所述压力传感器检测供水管道的压力输入至STM32F103RCT6芯片，与设定值进行比较，将其误差与误差变化作为模糊PID控制器的输入量，输出调整后的PID参数，进而控制变频器，进行电机的调速，使供水系统保持恒水压供水。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能泵房监控系统，其特征在于，包括模糊PID电机调速模块、嵌入式信息采集控制模块、物联网模，所述模糊PID电机调速模块包括STM32F103RCT6最小系统(STM32F103RCT6芯片、BOOT电路、晶振电路以及复位电路)、压力传感器、变频器、泵房电机等；所述嵌入式信息采集控制模块主要包括STM32F103RCT6最小系统、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏水检测传感器、LCD多功能电能表等主要的数据采集模块；所述物联网模块主要包括物联网网关、电话卡。

【技术特征摘要】
1.一种智能泵房监控系统，其特征在于，包括模糊PID电机调速模块、嵌入式信息采集控制模块、物联网模，所述模糊PID电机调速模块包括STM32F103RCT6最小系统(STM32F103RCT6芯片、BOOT电路、晶振电路以及复位电路)、压力传感器、变频器、泵房电机等；所述嵌入式信息采集控制模块主要包括STM32F103RCT6最小系统、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、漏水检测传感器、LCD多功能电能表等主要的数据采集模块；所述物联网模块主要包括物联网网关、电话卡。2.根据权利要求1所述的智能泵房监控系统，其特征在于：选取STM32F103RCT6为CPU，搭配BOOT电路、晶振电路、RS-485通讯电路以及复位电路组成嵌入式系统，控制数据的采集、通讯。3.根据权利要求1所述的智能泵房监控系统，其特征在于：通过STM32F103RCT6编写好的模糊PID程...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹梦龙，王成荣，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37