[實用新型]基于無線傳感器網絡的治污設備的監控系統

有效

• 申請號: 201420725948.9
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN204331423U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 杜曉通;王偉;張煥水
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本實用新型涉及一種基于無線傳感器網絡的治污設備的監控系統。

背景技術

無線傳感器網絡，Wireless?Sensor?Networks，簡稱為WSN，是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。傳感器技術、微機電系統、現代網絡和無線通信等技術的進步，推動了現代無線傳感器網絡的產生和發展。無線傳感器網絡擴展了人們信息獲取能力，將客觀世界的物理信息同傳輸網絡連接在一起，在下一代網絡中將為人們提供最直接、最有效、最真實的信息。無線傳感器網絡能夠獲取客觀物理信息，具有十分廣闊的應用前景，能應用于軍事國防、工農業控制、城市管理、生物醫療、環境檢測、搶險救災、危險區域遠程控制等領域。已經引起了許多國家學術界和工業界的高度重視，被認為是對21世紀產生巨大影響力的技術之一。

無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。

水質監測是監視和測定水體中污染物的種類、各類污染物的濃度及變化趨勢，評價水質狀況的過程。此外，有時需進行流速和流量的測定。隨著我國現代化的發展，淡水資源越來越緊缺，這使得我國資源性缺水問題日益嚴重，水污染問題又造成我國存在著水質性缺水，為了及時有效的了解掌握水質情況，我國自20世紀70年代起，逐步發展了水質在線監測裝置，并在實踐中建立了相應的水質自動監測站。

隨著經濟的快速發展，水污染情況不斷加劇，使得污水處理和再生行業受到空前的關注。現在的去污設備最主要的有以下幾種：離心機、污泥脫水機、曝氣機、微濾機、氣浮機、臭氧發生器等。由于這些設備用電量較大，有一部分污水處理廠關閉了全部或者部分治污設備，編造虛假數據應付檢查，以此來減少電費，獲取更高的利潤。因此設計一種監測裝置來監測治污設備的運行狀態，可以將用電量與治污效果進行比對分析，更有利于規范污水處理行業的治污及收費標準。

實用新型內容

本實用新型的目的在于防止污水治理企業關閉部分治污設備，并編造虛假數據，套取高額的污水處理費等情況，同時監測設備的是否出現故障，而提供的一種基于無線傳感器網絡的治污設備的監控系統。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于無線傳感器網絡的治污設備的監控系統，它由PC機、協調器、無線傳感器節點、連接在治污設備上的電能表和若干水質參數檢測傳感器組成，水質參數檢測傳感器分別安裝在治污管道前端和后端，用來檢測治污管道中處理前和處理后的水質信息；

所述無線傳感器節點分為A類無線傳感器節點和B類無線傳感器節點，A類無線傳感器節點實時監測電能表的信息，B類無線傳感器節點實時監測水質信息，并且這兩類節點將所監測的數據發送給協調器，協調器分析處理接收到的數據，與預設的電能表值以及治污效果預定范圍值同時進行比較，判斷治污設備是否發生故障或該治污區域編造虛假數據的情況，最后協調器將判斷結果發送至PC機。

所述水質參數檢測傳感器包括COD傳感器、BOD傳感器、DO傳感器、PH值傳感器、厭氧菌傳感器、耗氧菌傳感器、混濁度傳感器和水位傳感器，用來檢測治污管道中的水質信息。

所述無線傳感器節點，包括微控制器模塊、射頻單元和電源單元，所述微控制器與射頻單元通過SPI通信接口互相通信；所述微控制器還設有編程接口，電源單元為供電模塊。

所述A類無線傳感器節點和B類無線傳感器節點分別與協調器之間的拓撲結構采用星型網絡拓撲模式，構建自組無線傳感器網絡。

所述構建的自組無線傳感器網絡的協議棧遵循IEEE802.15.4標準，網絡層的協議格式符合Zigbee標準。

一種基于無線傳感器網絡的治污設備的監控系統的監測方法，該方法的步驟包括：

步驟1：將無線傳感器節點分成A類無線傳感器節點和B類無線傳感器節點，A類無線傳感器節點與各治污設備的電能表連接，用來獲取電能表數值；B?類無線傳感器節點與各水質參數檢測傳感器連接，用來獲取水質治理前和水質治理后的參數值；

步驟2：A類無線傳感器節點實時監測連接在治污設備上的電能表信息，B類無線傳感器節點實時監測水質信息，并且這兩類節點將所監測的信息發送給協調器；