一种自动化药剂投加管理系统技术方案

本发明专利技术涉及污水处理技术领域，具体为一种自动化药剂投加管理系统，包括污水采集模块，用于对若干个污水池进行均匀划分，得到若干个污水池中大小相同的各个污水区域，在当前时段内将各个污水区域的污水采集进污水容器；污水拍摄模块，得到污水最佳拍摄环境；水质分析模块，用于对在污水最佳拍摄环境下对各个污水区域对应污水容器进行拍摄，获得各个污水区域对应的水质图像；将水质图像与各个水质等级对应的水质标准图像进行相似度判断；自动药剂投加模块，用于对基于当前时段的各个污水区域对应水质等级，对各个污水区域对应的污水池的水质情况进行评估，向各个污水池投加相应剂量的药剂。剂。剂。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化药剂投加管理系统


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体为一种自动化药剂投加管理系统。

技术介绍

[0002]随着我国社会得出人工增加、城市化加快、工业的发展大量的水资源被不断的污染，排出大量的污水，对环境造成了巨大的危害，污水对于人类生活来说危害十分严重，首先，对于污水对于病菌来说是良好的生活环境，会大幅度滋生病菌，会引发疾病的传播，如霍乱、伤寒等疾病，其次，污水中也存在着大量的有害物质，可能会污染水源，对人们的生命和健康安全造成潜在的威胁，甚至会使得水生生物之间的生态平衡受到损失，破坏环境的可持续发展。
[0003]如今在对污水的治理过程中向污水中投加药剂也是常见的手段之一，向污水中投加药剂可以的作用主要有以下几点：1.去除污水中悬浮物，可以向污水中投入药剂使得水中悬浮物凝聚成较大的团簇，从而去除水中的悬浮物，2.去除水中的有机物，向污水中投加药剂可以刺激微生物的生长与繁殖，有助于有机物的分解，3.调节水的PH值，向水中投加药剂可以改变水体的PH值，使得有害物更加容易沉淀，降低有害物的毒性，4.消毒杀菌，向水中投加药剂可以起到消毒杀菌的作用，消除水中细菌、微生物，避免水质受到污染，在污水检测过程中对污水进行化学检测是检测水质情况的常用手段之一，但是常规的化学检测对经验依赖性高，需要检验人员具有一定的化学技能和知识储备，同时常规化学检测需要大量的准备步骤和实验步骤，需要消耗大量的时间，如何去自动判断水质情况，从而自动化向污水投加药剂去提高水质，目前来说没有一个较为有效的措施。
专利
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种自动化药剂投加管理系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种自动化药剂投加管理系统，管理系统包括污水采集模块、污水拍摄模块、水质分析模块、自动药剂投加模块；
[0006]污水采集模块，用于对将污水池划分为大小相同的若干个污水区域，将各个污水区域内的污水采集进污水容器中，从各个污水容器中随机选取若干个污水容器中作为实验污水容器；
[0007]污水拍摄模块，用于在不同拍摄环境下时候用工业相机对实验污水容器中污水进行拍摄，得到各个不同拍摄环境下对应的污水图像；计算各个污水图像对应的图像亮度值，获取图像亮度阈值，提取图像亮度值与图像亮度阈值最近的污水图像的拍摄环境，并记为污水最佳拍摄环境；
[0008]水质分析模块，用于在污水最佳拍摄环境下对各个污水区域对应污水容器进行拍摄，获得各个污水区域对应的水质图像；将水质图像与各个水质等级对应的水质标准图像进行图像相似度计算，选取图像相似度最高的水质标准图像对应的水质等级，记为水质图
像对应的污水区域的水质等级；
[0009]自动药剂投加模块，用于对各个污水区域对应的污水池的水质情况进行评估，得到污水池的水质等级对应的预测药剂投加量；对污水池的各个污水容器中污水进行化学检测，得到污水池的水质等级对应标准药剂投加量；基于水质等级对应标准药剂投加量和预测药剂投加量，对各个水质等级对应的预测准确性进行评估，获取预测水质等级；当污水池被水质等级与预测水质等级相同时，使用预测药剂投加量作为污水池对应的药剂投加量，向污水池进行药剂自动投加。
[0010]进一步的，污水拍摄模块包括图像区域选取单元、最佳拍摄环境单元：
[0011]污水拍摄模块，用于对若干个污水池进行均匀划分，得到若干个污水池中大小相同的各个污水区域，将各个污水区域的污水采集进污水容器中，随机选取若干个污水容器中作为实验污水容器，使工业相机在不同拍摄环境下对实验污水容器中污水进行拍摄，得到各个不同拍摄环境下对应的污水图像；对各个污水图像进行分析，得到污水最佳拍摄环境；
[0012]图像区域选取单元，用于随机选取任一污水容器放入拍摄背景板进行拍摄，得到对应的水质图像，获取水质图像各个像素点对应的rgb值，将水质图像中像素点rgb都为255的记为背景像素点，对水质图像中像素点rgb不都为255进行背景像素点判断；对水质图像中被判定为背景像素点对应的像素点进行去除，将保留的像素点组成的图像记为目标物图像；
[0013]最佳拍摄环境单元，用于对实验污水容器工业相机在各个不同拍摄环境下对实验污水容器进行拍摄；拍摄环境包括拍摄角度、拍摄光线强度、拍摄距离；得到不同拍摄环境下对应的水质图像；对水质图像中背景像素点进行去除，得到目标物图像；对各个不同拍摄环境下的目标物图像进行评估，得到污水最佳拍摄环境。
[0014]进一步的，图像区域选取单元包括：
[0015]使用白色作为污水容器的拍摄背景板对应颜色，对实验污水容器进行拍摄，得到实验污水容器对应的水质图像，将拍摄的水质图像进行噪声滤波，获取噪声滤波后的水质图像各个像素的rgb值，将水质图像各个像素对应的rgb数值都分别为255的记为背景像素点；基于实验污水容器在水质图像中占的像素点个数，获取最大像素点数；以最大像素点数对应的像素点个数作为背景像素点距离半径，选取背景像素点的背景像素点距离半径内rgb数值不都为255的像素点，记为疑似背景像素点，获取疑似背景像素点rgb数值rgb
a
＝(r
a
,g
a
,b
a
)，对疑似背景像素点计算背景相似值
[0016][0017]当疑似背景像素点的背景相似值大于背景概率阈值时，将疑似背景像素点记为背景像素点；当疑似背景像素点的背景相似值小于背景概率阈值时，将疑似背景像素点记为普通像素点；对水质图像中被判定为背景像素点对应的像素点进行去除，将保留的像素点组成的图像记为目标物图像。
[0018]进一步的，最佳拍摄环境单元包括：
[0019]使用不同拍摄光源对实验污水容器上投射灯光，同时在不同的拍摄距离下使用不同角度对实验污水容器内污水进行拍摄，得到各个不同拍摄环境对应的水质图像，对水质
图像的疑似背景像素点计算背景相似值，当疑似背景像素点对应的背景相似值大于背景概率阈值时，将疑似背景像素点记为背景像素点，对水质图像中的背景像素点进行去除，得到目标图像；选取面积最小的正方形将目标图像进行覆盖，以目标图像对应的像素点大小，作为正方形对应像素点大小；随机从目标图像选取若干个像素点对应的rgb值；将正方形与目标图像不存在覆盖重叠的像素点记为空白像素点；计算空白像素点对应的空白像素点rgb
oc
：
[0020][0021]其中，j为目标图像对应的像素点总个数；rgb
i
为目标图像随机选取的第i个像素点对应的rgb值；
[0022]基于正方形建立坐标系，将正方形的左下角第一个像素点作为原点，以原点正上方对应的正方形线记为y轴；以原点正右边对应的正方形线记为x轴，以一个像素点作为正方形对应的单位长度；当正方形中存在于目标图像的重叠像素点，将目标图像对应的像素点对应的rgb数值赋值给正方形重叠像素点对应的正方形像素点的rgb值rgb
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化药剂投加管理系统，其特征在于，所述管理系统包括污水采集模块、污水拍摄模块、水质分析模块、自动药剂投加模块；所述污水采集模块，用于对将污水池划分为大小相同的若干个污水区域，将各个污水区域内的污水采集进污水容器中，从各个污水容器中随机选取若干个污水容器中作为实验污水容器；所述污水拍摄模块，用于在不同拍摄环境下时候用工业相机对实验污水容器中污水进行拍摄，得到各个不同拍摄环境下对应的污水图像；计算各个污水图像对应的图像亮度值，获取图像亮度阈值，提取图像亮度值与图像亮度阈值最近的污水图像的拍摄环境，并记为污水最佳拍摄环境；所述水质分析模块，用于在污水最佳拍摄环境下对各个污水区域对应污水容器进行拍摄，获得各个污水区域对应的水质图像；将水质图像与各个水质等级对应的水质标准图像进行图像相似度计算，选取图像相似度最高的水质标准图像对应的水质等级，记为所述水质图像对应的污水区域的水质等级；所述自动药剂投加模块，用于对各个污水区域对应的污水池的水质情况进行评估，得到污水池的水质等级对应的预测药剂投加量；对污水池的各个污水容器中污水进行化学检测，得到污水池的水质等级对应标准药剂投加量；基于水质等级对应标准药剂投加量和预测药剂投加量，对各个水质等级对应的预测准确性进行评估，获取预测水质等级；当污水池被水质等级与预测水质等级相同时，使用预测药剂投加量作为所述污水池对应的药剂投加量，向所述污水池进行药剂自动投加。2.根据权利要求1所述的一种自动化药剂投加管理系统，其特征在于，所述污水拍摄模块包括图像区域选取单元、最佳拍摄环境单元：所述污水拍摄模块，用于对若干个污水池进行均匀划分，得到若干个污水池中大小相同的各个污水区域，将各个污水区域的污水采集进污水容器中，随机选取若干个污水容器中作为实验污水容器，使工业相机在不同拍摄环境下对实验污水容器中污水进行拍摄，得到各个不同拍摄环境下对应的污水图像；对各个污水图像进行分析，得到污水最佳拍摄环境；所述图像区域选取单元，用于随机选取任一污水容器放入拍摄背景板进行拍摄，得到对应的水质图像，获取水质图像各个像素点对应的rgb值，将水质图像中像素点rgb都为255的记为背景像素点，对水质图像中像素点rgb不都为255进行背景像素点判断；对水质图像中被判定为背景像素点对应的像素点进行去除，将保留的像素点组成的图像记为目标物图像；所述最佳拍摄环境单元，用于对实验污水容器工业相机在各个不同拍摄环境下对实验污水容器进行拍摄；所述拍摄环境包括拍摄角度、拍摄光线强度、拍摄距离；得到不同拍摄环境下对应的水质图像；对所述水质图像中背景像素点进行去除，得到目标物图像；对各个不同拍摄环境下的目标物图像进行评估，得到污水最佳拍摄环境。3.根据权利要求2所述的一种自动化药剂投加管理系统，其特征在于，所述图像区域选取单元包括：使用白色作为污水容器的拍摄背景板对应颜色，对实验污水容器进行拍摄，得到实验污水容器对应的水质图像，将拍摄的水质图像进行噪声滤波，获取噪声滤波后的水质图像
各个像素的rgb值，将水质图像各个像素对应的rgb数值都分别为255的记为背景像素点；基于实验污水容器在水质图像中占的像素点个数，获取最大像素点数；以最大像素点数对应的像素点个数作为背景像素点距离半径，选取背景像素点的背景像素点距离半径内rgb数值不都为255的像素点，记为疑似背景像素点，获取疑似背景像素点rgb数值rgb
a
＝(r
a
,g
a
,b
a
)，对所述疑似背景像素点计算背景相似值)，对所述疑似背景像素点计算背景相似值当疑似背景像素点的背景相似值大于背景概率阈值时，将所述疑似背景像素点记为背景像素点；当疑似背景像素点的背景相似值小于背景概率阈值时，将所述疑似背景像素点记为普通像素点；对水质图像中被判定为背景像素点对应的像素点进行去除，将保留的像素点组成的图像记为目标物图像。4.根据权利要求3所述的一种自动化药剂投加管理系统，其特征在于，所述最佳拍摄环境单元包括：使用不同拍摄光源对实验污水容器上投射灯光，同时在不同的拍摄距离下使用不同角度对实验污水容器内污水进行拍摄，得到各个不同拍摄环境对应的水质图像，对水质图像的疑似背景像素点计算背景相似值，当疑似背景像素点对应的背景相似值大于背景概率阈值时，将疑似背景像素点记为背景像素点，对水质图像中的背景像素点进行去除，得到目标图像；选取面积最小的正方形将目标图像进行覆盖，以目标图像对应的像素点大小，作为正方形对应像素点大小；随机从目标图像选取若干个像素点对应的rgb值；将正方形与目标图像不存在覆盖重叠的像素点记为空白像素点；计算空白像素点对应的空白像素点rgb
oc
：其中，j为目标图像对应的像素点总个数；rgb
i
为目标图像随机选取的第i个像素点对应的rgb值；基于正方形建立坐标系，将所述正方形的左下角第一个像素点作为原点，以原点正上方对应的正方形线记为y轴；以原点正右边对应的正方形线记为x轴，以一个像素点作为正方形对应的单位长度；当正方形中存在于目标图像的重叠像素点，将目标图像对应的像素点对应的rgb数值赋值给正方形重叠像素点对应的正方形像素点的rgb值rgb
o
＝(r
o
,g
o
,b
o
)；计算目标图像对应正方形的图像亮度值R：其中，m为正方形中对应的像素点总个数；分别为正方形建立的坐标系中坐标为(x,y)像素点对应的rgb对应的数值；获取图像亮度阈值R
c
，计算图像亮度值与图像亮度阈值的切合度当各个图像亮度值与图像亮度阈值的切合度对应数值各不相同时，选取切合度数值最大的图像亮度值对应的拍摄环境，记为污水最佳拍摄环境；当存在图像亮度值与图像亮度阈值的切合度对应数值相同时，选取拍摄光线强度最小对应的拍摄环境记为污水最佳拍摄环境。5.根据权利要求4所述的一种自动化药剂投加管理系统，其特征在于，所述水质分析模
块包括图像分析单元、相似度单元、水质分析单元；所述图像分析单元，用于对在污水最佳拍摄环境下拍摄出各个污水区域对应的水质图像，对各个污水区域对应的水质图像，对其背景像素点进行判定，将被判定为背景像素点的相似度进行去除，获得目标物图像；所述相似度单元，用于对任意水质标准图像与目标图像之间的相似度进行计算，选取图像相似度最大对应的水质标准图像记为目标水质标准图像；所述水质分析单元，用于对将目标水质标准图像对应的水质等级记为目标图像对应的水质等级；对各个污水区域对应的水质图像进行相似度判断，获取各个污水...

【专利技术属性】
技术研发人员：庆巴图，汤春娜，
申请(专利权)人：美人鱼企业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：