物联网的污水处理方案设计

1、第 第 页物联网的污水处理方案设计1 前言物联网The Internet of things是 “物物相连的互联网”，即通过射频技术、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，按商定的协议，把任何物体与因特网连接起来，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种智能网络。物联网技术已成为当前各国科技和产业竞争的热点，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。20* 年“物联网”首次写入，是我国推动经济转型升级和产业结构调整，推动“两化融合”的重要举措。随着经济的进展，我国的污水排放量已越来越大，已造成地表水的严峻污染，环境质量呈现不断恶化趋势。目前全国各地对污染源和排污河渠

2、的水质监测仍停留在手工监测阶段，时间掩盖率低，样品缺乏科学性和代表性，难以反映企业及城市污水排放连续改变的状况。因此在污水的处理方面，提供一个有效、有用、先进的污水监控处理系统和解决方法，极为迫切，势在必行。2 系统总体设计本系统基于物联网相关理念和架构进行设计，总体根据物联网架构理论上分为三个层次，从下到上，依次是感知层、网络层和应用层。感知层：包括全部监测点所需要的专业监测设备，数字电表、数字水表、流量计、重金属离子传感器以及各种气体所用到的专业传感器。感知层要求传感器及其接口设备具有高速、数字化、高精度作为其主要特征。网络层：包括全部可用于数据传输的网络，3G网络、GPRS网络、WiFi

3、网络及工业以太网将用于将感知层的数据接入后端的应用层。传输层上实现物理链路的互通性，交互协议的稳定性，数据传输的实时性、安全性将成为该层的主要特征。应用层：主要完成对采集到的各类传感器数据进行快速处理、系统化分析、直观化展示以及海量存储等功能，从而能够实现动态监测和预警，从而预防各类事故的发生，提高应急事项处理效率，实时发觉问题、处理问题和解决问题。3 感知层设计方案3.1 分析生活污水处理厂项目主要消耗能源包括电力消耗、水消耗，其生产过程主要是通过生物反应改善水质，生产过程中只消耗电力用于电机等机械设备，并不排放其他有毒废弃物或有毒、有害气体，故监测需求有几种。A 污水处理用电消耗监测，包括

4、处理污水运用的总电压、总电流、总用电量。B 溶解氧含量监测，包括污水进水、及排放出水口。C PH值监测，包括污水进水、及排放出水口。3.2 传感器及数据变送器针对上述监测需求，传感器及变送器设计方案有几种。A 串行连接现有数字化水表及电表设备。在原有电力总线与水管总线以串行连接方式加装数字式计量装置，装置要求如表1。B 溶解氧传感器。溶解氧传感器要求如表2。C 数据变送器。数据变送器用于前端传感器的模拟量信号电流或电压转换成为标称的数字量信息，以用于数据传输和存储，并向传感器提供须要的电源输出和补偿电压或电流。4 网络层设计方案本项目工程中传输层主要用于将各类传感器的变送器采集猎取的数据传输至

5、后台服务应用平台，为了实现传输层的稳定性、可扩展性以及数据协议的全都性，全部传输层设备均运用统一的接入方式和单一的数据交互协议。4.1 功能数据传输节点是传感器节点与后台服务应用之间的桥梁，其主要功能包括通过MODBUS协议将传感器数据采集至节点上进行数据处理及封装；通过数据传输节点进行数据采集频率的掌握；对数据进行校验及加密；对数据进行缓存；提供统一的Internet物理链路，方便系统扩展与维护。4.2 网络选择针对目前项目中的三种场景，采纳GSM/GPRS网络作为首选数据传输网络，该网络具有肯定的数据带宽及较高的掩盖范围，无需铺设网络线路，同时对于较为繁复的电磁环境能够进行稳定传输，包括建筑物阻隔等无线传输障碍问题都能很好的应对，从最大程度上保证了物理链路的稳定性与牢靠性。1 硬件需求依据项目需求及网络特性，数据传输节点硬件需求如表3。5 应用层设计方案应用层所需硬件系统主要用于处理、存储、展示感知层所采集的物理数据，根据功能可分为Web服务器、数据存储服务器、数据响应处理服务器，硬件系统组织及功能如图1所示。目前服务器硬件平台技术已特别成熟，商业级服务器即可满意项目需求。6 结束语采纳物联网技术实现无线传感网络中信息的传输，通过传感器采集的信息来监测污水状况