一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，属于污水曝气监控系统技术领域，通过采用污水检测传感器组全面的对污水情况进行获取信息，然后将获取的信息反馈至PID控制器内，操作人员可以将测定的实际情况与预计需要达到的目标值进行设定，并通过设定后确定需要多大功率的水泵，因为实际值与目标值差异比较大则短时间内无法快速处理污水，则需要多个水泵来同时进行，然后启动污水处理变频组对污水处理水泵组进行启动运行，通过采用污水处理变频组可以更高精度的控制污水处理水泵组的运行功率，达到更好的除污平衡，以此来实现节能的功能，通过设计紫外光灯管并结合太阳能发电组实现无需供电自行可以对污水进行处理的功能。行处理的功能。行处理的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统


[0001]本专利技术涉及一种污水曝气监控系统，特别是涉及一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，属于污水曝气监控系统


技术介绍

[0002]在现有技术中对污水进行处理的时候采用的多数都是通过曝气的方式来进行处理，并采用了传感器等监控模块来实现曝气过程中对污水治理的反馈，如现有技术中申请号为CN201010174951.2公开的一种基于传感器网络的污水曝气监控系统，包括设置在监控现场的无线传感器单元，无线传感器单元通过汇聚点与现场控制服务器连接，现场控制服务器与远程监控服务器连接，远程监控服务器与调节曝气量的自控调节阀连接。
[0003]但现有技术中仅仅只是通过比较单一的污水检测模块无法构成比较全面的污水情况的检测，另外也无法高效全面的进行污水治理因为至采用比较常见的曝气的方式为主则效率是非常低的，其次也没有良好的划分对于污染比较严重的污水本身需要特殊处理，但现有技术中并没有给予有效的划分，另外也无法达到统筹规划的功能，为此设计一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是为了提供一种采用无线传感器网络、相互反馈、节能、全面的污水曝气监控系统。
[0005]本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：
[0006]一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，包括污水检测传感器组，还包括原料余量反馈传感器组、原料余量存储仓组、太阳能发电组、混合反应池和紫外光灯管；r/>[0007]污水检测传感器组，用于采用污水各种污染程度的信息反馈至PID控制器；
[0008]PID控制器，用于获取污水检测传感器组和原料余量反馈传感器组反馈的信息并依据实际值以及目标值进行控制污水处理变频组运行，根据设定的余量目标值和实际值来定期提醒工作人员补充原料；
[0009]污水处理变频组，用于获取PID控制器的控制信号，并调节污水处理水泵组的运行功率进行污水处理；
[0010]原料余量反馈传感器组，用于获取原料余量存储仓组内原料的剩余用量并反馈至PID控制器；
[0011]原料余量存储仓组，用于对治理污水采用的原料进行分类存储的存储仓并通过电磁阀组与污水处理水泵组连通；
[0012]污水处理水泵组，用于获取污水处理变频组发送的控制指令，调节污水处理变频组的功率进而调节污水治理的强度；
[0013]太阳能发电组，用于获取太阳能转化为电能给紫外光灯管供电；
[0014]紫外光灯管，用于对污水进行总有机碳的降低处理，且紫外光灯管与PID控制器电
性连接，获取PID控制器的启停指令；
[0015]混合反应池，用于将严重污染区域污水河流导入至混合反应池并通过污水处理水泵组将细菌剂、接种剂和泥池稀释水导入至污水反应池进行反应处理，再导回至污水河流中。
[0016]优选的，污水检测传感器组包括余氯传感器、浊度传感器、PH传感器、TOC传感器、ORP传感器、污水导电率传感器和混合反应池导电率传感器；
[0017]余氯传感器，用于获取污水中氯的含量并反馈至PID控制器；
[0018]浊度传感器，用于获取污水的浑浊度并反馈至PID控制器；
[0019]PH传感器，用于获取污水的酸碱度并反馈至PID控制器；
[0020]TOC传感器，用于获取污水的总有机碳量并反馈至PID控制器；
[0021]ORP传感器，用于获取污水的测定含有氧化性或还原性污染物的情况并反馈至PID控制器；
[0022]污水导电率传感器，用于获取污水中许多化学物质和溶解物质浓度并反馈至PID控制器；
[0023]混合反应池导电率传感器，用于测定混合反应池对污水进行处理情况并反馈至PID控制器。
[0024]优选的，PID控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器；
[0025]比例控制器，根据当前误差与目标值之间的差异来获得输出信号，其表达式为：
[0026]u(t)=Kp*e(t)；
[0027]积分控制器，根据误差随时间的累积来获得输出信号，其表达式为：
[0028]u(t)=Ki*∫[0,t]e(t)dt；
[0029]微分控制器，根据误差的变化速率来产生输出信号，其表达式为：
[0030]u(t)=Kd*(de/dt)(t)；
[0031]比例控制器、积分控制器和微分控制器组合构成PID控制器，用于循环控制，其表达式为：
[0032]u(t)=Kp*e(t)+Ki*∫[0,t]e(t)dt+Kd*(de/dt)(t)；
[0033]其中，u(t)是控制器的输出信号，Kp、Ki和Kd是调节参数，e(t)是当前时刻的误差，de/dt是误差的变化速率。
[0034]优选的，原料余量存储仓组包括活性炭粉末存储仓、酸\碱存储仓、细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量存储仓；
[0035]活性炭粉末存储仓，用于对活性炭粉末进行存储工作人员也可以补入活性炭粉末；
[0036]酸\碱存储仓，该酸\碱存储仓分为两组，一组是酸存储仓，一组是碱存储仓，用于对酸碱分别进行存储，工作人员也可以补入酸\碱；
[0037]细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量存储仓，分别设有细菌剂仓、接种剂仓和泥池稀释水仓，分别对细菌剂、接种剂和泥池稀释水进行存储，工作人员也可以补入细菌剂、接种剂和泥池稀释水。
[0038]优选的，原料余量反馈传感器组包括活性炭余量检测模块、酸\碱余量检测模块、细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量检测模块；
[0039]活性炭余量检测模块，用于对活性炭粉末存储仓内活性炭的余量进行检测并反馈至PID控制器提醒工作人员定期补充活性炭粉末；
[0040]酸\碱余量检测模块，用于对酸\碱存储仓内的酸\碱余量进行检测，并反馈至PID控制器提醒工作人员定期补充酸\碱量；
[0041]细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量检测模块，用于对细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量存储仓内细菌剂、接种剂和泥池稀释水的余量进行检测，并反馈至PID控制器提醒工作人员定期补充细菌剂、接种剂和泥池稀释水。
[0042]6、根据权利要求1所述的一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，其特征在于：污水处理水泵组包括曝气多管路水泵、曝气辅助水泵、酸\碱导入泵、导出\导入水泵、细菌剂、接种剂和泥池稀释水导入泵；
[0043]曝气多管路水泵，用于将污水进行曝气处理并通过第一电磁阀与活性炭粉末存储仓连通，用于吸出活性炭粉末与污水混合在一起进行曝气处理；
[0044]曝气辅助水泵，当曝气多管路水泵的曝气功率长时间达到额定功率后则启动曝气辅助水泵进行辅助进行曝气，且曝气辅助水泵也通过第一电磁阀与活性炭粉末存储仓连通；
[0045]酸\碱导入泵，用于将酸\碱存储仓内的酸\碱吸出导入至污水中与污水混合调节PH值，且酸\碱导入泵通过第二电磁阀与酸\碱存储仓连通，且酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，包括污水检测传感器组，其特征在于：还包括原料余量反馈传感器组、原料余量存储仓组、太阳能发电组、混合反应池和紫外光灯管；污水检测传感器组，用于采用污水各种污染程度的信息反馈至PID控制器；PID控制器，用于获取污水检测传感器组和原料余量反馈传感器组反馈的信息并依据实际值以及目标值进行控制污水处理变频组运行，根据设定的余量目标值和实际值来定期提醒工作人员补充原料；污水处理变频组，用于获取PID控制器的控制信号，并调节污水处理水泵组的运行功率进行污水处理；原料余量反馈传感器组，用于获取原料余量存储仓组内原料的剩余用量并反馈至PID控制器；原料余量存储仓组，用于对治理污水采用的原料进行分类存储的存储仓并通过电磁阀组与污水处理水泵组连通；污水处理水泵组，用于获取污水处理变频组发送的控制指令，调节污水处理变频组的功率进而调节污水治理的强度；太阳能发电组，用于获取太阳能转化为电能给紫外光灯管供电；紫外光灯管，用于对污水进行总有机碳的降低处理，且紫外光灯管与PID控制器电性连接，获取PID控制器的启停指令；混合反应池，用于将严重污染区域污水河流导入至混合反应池并通过污水处理水泵组将细菌剂、接种剂和泥池稀释水导入至污水反应池进行反应处理，再导回至污水河流中。2.根据权利要求1所述的一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，其特征在于：污水检测传感器组包括余氯传感器、浊度传感器、PH传感器、TOC传感器、ORP传感器、污水导电率传感器和混合反应池导电率传感器；余氯传感器，用于获取污水中氯的含量并反馈至PID控制器；浊度传感器，用于获取污水的浑浊度并反馈至PID控制器；PH传感器，用于获取污水的酸碱度并反馈至PID控制器；TOC传感器，用于获取污水的总有机碳量并反馈至PID控制器；ORP传感器，用于获取污水的测定含有氧化性或还原性污染物的情况并反馈至PID控制器；污水导电率传感器，用于获取污水中许多化学物质和溶解物质浓度并反馈至PID控制器；混合反应池导电率传感器，用于测定混合反应池对污水进行处理情况并反馈至PID控制器。3.根据权利要求1所述的一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，其特征在于：PID控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器；比例控制器，根据当前误差与目标值之间的差异来获得输出信号，其表达式为：u(t)=Kp*e(t)；积分控制器，根据误差随时间的累积来获得输出信号，其表达式为：u(t)=Ki*∫[0,t]e(t)dt；
微分控制器，根据误差的变化速率来产生输出信号，其表达式为：u(t)=Kd*(de/dt)(t)；比例控制器、积分控制器和微分控制器组合构成PID控制器，用于循环控制，其表达式为：u(t)=Kp*e(t)+Ki*∫[0,t]e(t)dt+Kd*(de/dt)(t)；其中，u(t)是控制器的输出信号，Kp、Ki和Kd是调节参数，e(t)是当前时刻的误差，de/dt是误差的变化速率。4.根据权利要求1所述的一种采用无线传感器网络的污水曝气监控系统，其特征在于：原料余量存储仓组包括活性炭粉末存储仓、酸碱存储仓、细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量存储仓；活性炭粉末存储仓，用于对活性炭粉末进行存储工作人员也可以补入活性炭粉末；酸碱存储仓，该酸碱存储仓分为两组，一组是酸存储仓，一组是碱存储仓，用于对酸碱分别进行存储，工作人员也可以补入酸碱；细菌剂、接种剂和泥池稀释水余量存储仓，分别设有细菌剂仓、接种剂仓和泥池稀释水仓，分别对细菌剂、接种剂和泥池稀释水进行存储，工作人员也可以补入细菌剂、接种剂和泥池稀释水。5.根据权利要求1所述的一种采用无线传...

【专利技术属性】
技术研发人员：征晓勇，钟原，
申请(专利权)人：江苏环川环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：