一种分布式污染源排放过程工况监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种分布式污染源排放过程工况监控系统，包括监控平台、服务器、中控主站和若干个子站，所述的若干个子站各自分别连接有若干个监控仪表，用于监测各监控仪表实时数据，所述若干个子站与中控主站之间相互无线通信连接，所述中控主站与所述服务器之间通过网络连接，所述服务器与所述监控平台相互通信连接。所述中控主站包括主站控制器、第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元；所述子站包括子站控制器、第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元。本实用新型专利技术实现了对污水处理过程中各个设备工况、水质参数指标、统计实现准确监测和无人值守。节省企业管理成本，降低工作繁琐程度。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式污染源排放过程工况监控系统
本技术属于环保设备领域，具体涉及一种分布式污染源排放过程工况监控系统。
技术介绍
随着水环境质量的日益恶化以及人们对水资源要求的日益提高，对水环境的监测和治理在环境保护工作中得到越来越广泛的应用。目前，水污染物在时空上的变化数据只有通过实地监测并模拟后得到，由于污染源综合管理的数据来源比较广泛，同时数据量也非常大，但对这些数据的收集、传输、存储和应用相对比较分散，尚不能将污染源管理数据全面有效地转化为可用信息资源。最重要的是部分地方和单位对环境信息化的要求认识不足，并且各自为政，因此造成了污染源数据封锁闭塞的现象，最终导致“信息孤岛”的出现。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种分布式污染源排放过程工况监控系统，实现了对污水处理过程中各个设备工况、水质参数指标、统计实现准确监测和无人值守。节省企业管理成本，降低工作繁琐程度。技术方案：本技术所述的一种分布式污染源排放过程工况监控系统，包括监控平台、服务器、中控主站和若干个子站，所述的若干个子站各自分别连接有若干个监控仪表，用于监测各监控仪表实时数据，所述若干个子站与中控主站之间相互无线通信连接，所述中控主站与所述服务器之间通过网络连接，所述服务器与所述监控平台相互通信连接；所述中控主站包括主站控制器、第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元，所述主站控制器分别与所述第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元连接，所述主站控制器通过第一无线通信单元与所述服务器进行相互通信，所述主站控制器通过第二无线通信单元分别与各子站进行相互通信；所述子站包括子站控制器、第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元，所述的子站控制器分别与所述第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元连接，所述子站控制器通过所述模拟量采集单元对各输出模拟信号的监控仪表的数据进行采集，所述子站控制器通过所述数字量通信单元对各个数字仪表发出控制命令或接收数据，所述子站控制器通过所述第二无线通信单元与中控主站进行相互通信。进一步的，所述主站控制器和子站控制器采用STM32F407VET6单片机。进一步的，所述第一无线通信单元采用GPRS通信单元或以太网通信单元；所述第二无线通信单元采用LORA通信单元。进一步的，所述GPRS通信单元包括依次连接的GPRS模块、信号处理电路、通信接口电路，所述GPRS模块通过所述信号处理电路和通信接口电路与主站控制器连接进行相互通信。进一步的，所述GPRS模块采用USR-GPRS232-7S3模组；所述信号处理电路采用电平匹配电路，该电平匹配电路包括三极管、电阻和电容；所述接口电路采用RS232接口电路，该RS232接口电路包括SP3232EEN芯片、电容和DB9母头连接器。进一步的，所述LORA通信单元采用基于芯片SX1278的模组单元。进一步的，所述模拟量采集单元包括集成电路芯片CS5460A、差分放大电路、多路复用电路、光电隔离通信电路、电阻和电容。进一步的，所述数字量通信单元包括RS232接口电路单元和RS485接口电路单元。进一步的，各个所述子站中第二无线通信单元中的无线通信模块的工作频率相同，信道相同，相互之间编码地址不同。进一步的，所述监控仪表包括三相交流电表、PH计、液位计、流量计、DOC计和MLSS计等仪表。有益效果：本技术的有益效果如下：(1)根据污水厂处理工艺，选择数据采集相对集中的地方设置监测子站，每个子站具备模拟信号采集、RS485/RS232数字通信接口、开关量输入输出接口等信号端口，其中模拟信号采集精度千分之一。对于距离较远而又相对独立的传感器或一次仪表，采用无线远传模块与对应子站通信；(2)在中控室中搭建主站节点，主站完成与子站的数据交互、数据的收集处理及与控制平台服务器通信，将获取的数据打包发给平台服务器，最后投放到中控大屏上，由管理人员统一管理；(3)主站与子站通信通过LORA无线方式，每个子站的LORA模块地址编码不同，主站通过下发查询指令给指定的子站，子站收到指令并解析，返回主站查询的数据；(4)主站通过GPRS或以太网与服务器通信，每10秒发送一次数据，汇总各个节点信息到平台；(5)平台对收到的各个子站数据进行分析处理，当发现有数据异常时会及时通过平台弹出警示窗口和短消息通知相关管理人员；(6)子站预留多路模拟信号输入接口、开关量输入输出接口、数据接口，需要增加接入的设备时可以方便接入而不用更改子站控制程序，所有的信号来源在平台上进行配对，方便灵活；(7)选取最有利的地理位置构建多个子站，子站个数据可以根据需要自由扩展，每个子站管理指定区域内的数据收集，避免了长距离拉通信线缆，节省了人力物力。附图说明图1为本技术的分布式污染源排放工况监控整体拓扑结构图；图2为本技术的监控仪中中控主站电路结构框图；图3为本技术的监控仪中子站电路结构框图；图4为本技术GPRS通信单元中的GPRS模块电路原理图；图5为本技术GPRS通信单元中的信号处理电路电路原理图；图6为本技术GPRS通信单元中的通信接口电路电路原理图；图7为本技术LORA通信单元中LORA模块电路原理图；图8为本技术数字量通信单元中RS232接口电路单元电路原理图；图9为本技术数字量通信单元中RS485接口电路单元电路原理图；图10为本技术模拟量采集单元中的芯片CS5460A电路图；图11为本技术模拟量采集单元中的多路复用电路图；图12为本技术模拟量采集单元中的差分放大电路图；图13为本技术模拟量采集单元中的光电隔离通信电路图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。如图1所示的一种分布式污染源排放过程工况监控系统，包括监控平台、服务器、中控主站和若干个子站，所述的若干个子站各自分别连接有若干个监控仪表，用于监测各监控仪表实时数据，所述若干个子站与中控主站之间相互无线通信连接，本实施例中优选采用LORA无线方式进行通信。所述中控主站与所述服务器之间通过网络连接，本实施例中优选采用GPRS进行无线通信，所述服务器与所述监控平台相互通信连接，监控平台优选采用具有显示屏的PC机。其中，如图2所示，中控主站包括主站控制器、GPRS通信单元(第一无线通信单元)、LORA通信单元(第二无线通信单元)和电源单元，所述主站控制器分别与所述GPRS通信单元、LORA通信单元和电源单元连接，所述主站控制器通过GPRS通信单元与所述服务器进行相互通信，所述主站控制器通过LORA通信单元分别与各子站进行相互通信。本实施例中，优选地，主站控制器采用STM32F407VET6单片机。STM32F407系列基于高性能ARMCorte-M432位RISC内核，工作频率高达168MHz。Cortex-M4core具有浮点单元(FPU)单精度，支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了一整套DSP指令和内存保护单元(MPU)，可增强应用程序的安全性。STM32F407系列采用高速嵌入式存储器(闪存高达1Mbyte，高达192KB的SRAM)，最高可达4KB备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式污染源排放过程工况监控系统，其特征在于：包括监控平台、服务器、中控主站和若干个子站，所述的若干个子站各自分别连接有若干个监控仪表，用于监测各监控仪表实时数据，所述若干个子站与中控主站之间相互无线通信连接，所述中控主站与所述服务器之间通过网络连接，所述服务器与所述监控平台相互通信连接；所述中控主站包括主站控制器、第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元，所述主站控制器分别与所述第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元连接，所述主站控制器通过第一无线通信单元与所述服务器进行相互通信，所述主站控制器通过第二无线通信单元分别与各子站进行相互通信；所述子站包括子站控制器、第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元，所述的子站控制器分别与所述第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元连接，所述子站控制器通过所述模拟量采集单元对各输出模拟信号的监控仪表的数据进行采集，所述子站控制器通过所述数字量通信单元对各个数字仪表发出控制命令或接收数据，所述子站控制器通过所述第二无线通信单元与中控主站进行相互通信。

【技术特征摘要】
1.一种分布式污染源排放过程工况监控系统，其特征在于：包括监控平台、服务器、中控主站和若干个子站，所述的若干个子站各自分别连接有若干个监控仪表，用于监测各监控仪表实时数据，所述若干个子站与中控主站之间相互无线通信连接，所述中控主站与所述服务器之间通过网络连接，所述服务器与所述监控平台相互通信连接；所述中控主站包括主站控制器、第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元，所述主站控制器分别与所述第一无线通信单元、第二无线通信单元和电源单元连接，所述主站控制器通过第一无线通信单元与所述服务器进行相互通信，所述主站控制器通过第二无线通信单元分别与各子站进行相互通信；所述子站包括子站控制器、第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元，所述的子站控制器分别与所述第二无线通信单元、模拟量采集单元、数字量通信单元、时钟单元和电源单元连接，所述子站控制器通过所述模拟量采集单元对各输出模拟信号的监控仪表的数据进行采集，所述子站控制器通过所述数字量通信单元对各个数字仪表发出控制命令或接收数据，所述子站控制器通过所述第二无线通信单元与中控主站进行相互通信。2.根据权利要求1所述的一种分布式污染源排放过程工况监控系统，其特征在于：所述主站控制器和子站控制器采用STM32F407VET6单片机。3.根据权利要求1所述的一种分布式污染源排放过程工况监控系统，其特征在于：所述第一无线通信单元采用GPRS通信单元或以太网通信单元；所述第二无线通信单元采用LORA通信单元。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏建明，吴兵，蒋强，邵智，
申请(专利权)人：江苏泰坤环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32