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. .. 基于物联网的污水处理智能监控系统 常松，潘良波，胡杰，侯晓颖 （山东正元地理信息工程有限责任公司，济南 250001） 摘要：针对我国污水处理厂运行效率低、缺乏有效监管及运行模式粗放等现状，设计了基于物联网的污水处理智能监控系统。该系统从感知层、网络层和应用层3个层面进行构建提出污水处理智能监控系统方案，详细探讨了监控系统的主要内容和各项关键技术。可为污水处理厂的运行和管理提供完善的数字化解决方案污水处理能力和效率均可得到明显提升。 关键词：监控系统 物联网 污水处理。 1 引言 1.1 污水处理现状 1、进口设备的维修及设备备件的开发。我国污水处理设备多为进口，一些进口老旧设备容易出现不同程度损坏。因此必须培养对进口设备维修保养的国内外专业人员，是其完全掌握其维修标准。还得有充足的备用配件，对于一些将要被淘汰的产品，其零部件需要国内自行加工制造，只有保证其正常运行才能使进口设备发挥出它的作用。否则设备的损坏，配件的缺乏会影响污水处理厂的正常运行带来不必要的经济损失。 2、污水处理效率低。我国虽然已建成很多污水处理厂，但在城市本身的处理率不高。目前大城市已着手进行污水处理厂建设的规划工作。但中小城市还没有将污水处理的规划纳入到城市发展的议程。其主要原因就是没有专门的建设资金，地方政府不重视污水治理或没有筹措资金，加快水污染治理工程建设。 3、许多地区盲目选择污水处理工艺，不结合本地区的实际情况而一味追去热门工艺。不考虑本地区的进水水质、处理水量以及出水用途问题，以至造成设施设备闲置，导致无法正常使用。增大了建设投资也提高了日常运作成本。 4、污水处理厂的进水池，格栅间，初沉池，沉砂池，及污泥处理系统的储泥池，脱水机房等都会产生严重的臭气，但是许多污水处理厂却没有除臭装置。即影响操作运行人员的身体健康，也给周围居民生活环境带来污染，污泥没有最终的处置途径，大部分的废水使用后也无处理方法，造成了严重的浪费，应建立良好地后续处理设备，消除污染，保护环境。 5、污水处理厂运行经费不能到位。全国目前已经建成投产运行的污水处理厂中，满负荷运行的不到1/3。其原因是：运行经费不到位，国家建设基金有限而地方自行收取的污水处理费没有正规标准，导致许多省市收取污水处理费不均，还有的是只收工厂、企业的没收居民的，或者是虽然收取，但收费标准定的比较低，远不能满足污水处理厂正常运行所需的最低费用。因此设立严格正规的污水处理费收取法规是解决资金短缺的必要途径。 1.2 目的意义 综合我国水处理厂具有数量多且分散、水量小、水质差别大、投资薄弱且资源分散、管理技术人员水平相对落后以及缺少专业人员的指导等特点。为此笔者提出基于物联网的污水处理自动控制系统对区域若干污水处理厂的进、产、排3个主要环节实行物联网式的集中控制。实现对污水处理企业生产过程的实时控制与精细化管理，达到规范管理、节能降耗、减员增效的目的。 2 建设内容 基于物联网的污水处理自动控制系统从感知层、网络层和应用层3个层面进行构建，通用数据采集中间件模块，负责实现对感知层的物体进行编号、物体识别及信息采集与反馈等功能。通用消息通信中间件和基础数据管理平台负责对从感知层获取的数据进行通信和预处理。企业生产优化调度与控制管理中间件在应用层通过前面收集、反馈的数据信息结合污水处理行业的需求，最终形成基于物联网的污水处理企业智能化管理解决方案。 2.1 设计 2.1.1 通用数据采集中间件 该中间件作为部署在物联网感知层的应用，是实现污水处理行业物联网应用全面感知的基础重点解决感知和识别物体的问题，并采集、捕获信息。该中间件以各种总线网络和计算机网络作支撑，把分散在各地的监控站自动化系统的复杂的生产数据采集、迁移并集中于调度端（或监控中心），使用一套公共的数据采集管理平台对数据进行存储、维护和管理，并提供给外部应用系统使用。通过该平台解决了长期困扰给、排水行业的下属厂站分布面广、各厂站使用自控设备及组态软件品牌繁多、无法进行统一规范管理的难题。数据采集管理平台功能框架如图1所示。 图1 数据采集管理平台功能框架 系统底层为自控系统或者与之对应的组态软件它们是实时数据的基础所在，采集平台可以直接从自控系统上获取数据，当条件不具备时，也可以从与之对应的组态软件（如WinCC、RSView）上获取数据；中间层由硬件层和网络层组成，硬件层主要由功能强大的协议转换器组成，它可以将各种总线协议及Modbus RTU协议等转换成支持以太网的OPC Server、Modbus TCP协议等，网络层主要是由ADSL宽带、光纤接入、GPRS、GSM以及CDMA等提供网络接入；管理层以数据采集中间件为核心，通过网络层采集基础数据，设备远程管理功能可以实现对采集设备的远程管理和维护，节省人力、物力，数据标签管理功能