一种城乡供水一体化数字水务控制系统

技术领域

本发明属于水务控制技术领域，具体的说是一种城乡供水一体化数字水务控制系统。

背景技术

随着城市化进程的不断加速，水资源的供需矛盾日益凸显，水环境污染和水资源浪费问题也日益突出；一体化数字水务控制系统应运而生，它通过现代化信息技术、传感器技术、数据采集技术等多种技术手段，实现对城乡供水进行一体化管理；

而全球范围内很多地区的水体环境都遭到了或多或少的污染，典型的就是淡水湖泊的污染；淡水是我们人体所必需的资源，这些遭到污染的水源进入我们的身体，经过长时间的污染物积累，就会导致我们的身体出现各种疾病，甚至是威胁我们的生命健康；所以，水质监测是实现一体化数字水务控制中重要的一环。

水质监测就是通过技术人员对水体进行采样，然后综合运用多样的技术手段来检测水体的各类参数，继而判断水体中的污染物是否会影响到人们的正常使用；由此可见水体采样情况能直接影响水质监测的结果；现有技术中，水体的采样都是通过技术人员对去水源地、水质处理池等地方的水体进行手工采样，并且采样完成后还需将样品特殊保存带回检测，降低采样效率的同时降低水质监测效率，水质监测效率低下可能导致水务控制系统不能及时获得有问题的水源或者水体在处理过程中的详细参数，无法及时作出调整以及预警，导致城乡供水的水务控制出现响应慢，效率低下，预警不及时的情况，甚至会造成有问题的水体供给到城乡使用的严重后果。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决上述的技术问题；本发明提出了一种城乡供水一体化数字水务控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提出了一种城乡供水一体化数字水务控制系统，包括硬件平台、软件平台和通信网络平台；硬件平台通过工作站对水厂进行监测和控制水厂的生产过程及供给；软件平台通过软件配合硬件平台对水厂的生产过程、供给和监测进行一体化管控；所述通信网络平台在硬件平台和软件平台建立数据传输和共享的通信网络，实现一体化数字水务控制系统的远程监管；

硬件平台包括采集模块、检测模块、监控模块、控制模块和数据处理模块；所述采集模块包括采集装置，并且将所述采集装置分散设立于水源管道、水质处理池和供水管道；所述采集装置为同一类型设置；

位于水质处理池的所述采集装置设立多个采样点，且每个采样点设置多个采样层，形成水质处理池的多点位多水层的采样方式；位于水源管道和供水管道的所述采集装置通过电磁阀周期性对管道内的水进行采样，并且配合位于水质处理池的所述采集装置建立采集覆盖网；

所述检测模块包括水质检测设备，且水质检测设备用于周期性的对水质进行深度检测；所述监控模块包括监控摄像头，且所述监控摄像头将监控画面统一传输至控制模块；所述控制模块包括控制设备和控制电脑，且控制设备用于对水厂的生产过程和监测工作进行控制，控制电脑用于显示监控画面并配合控制设备完成对水厂的生产过程和监测工作控制；所述数据处理模块用于对水厂生产过程的水质数据和监测数据进行归类、分析和云储存，并且将数据通过通信网络平台传输至软件平台，实现远程一体化数字水务控制。

优选的，所述采集装置包括采集盒，所述采集盒内位于中层位置安装有支撑板，且所述支撑板上开设有环形的轨道；所述支撑板远离所述采集盒内壁的一侧安装有传动带，且所述采集盒内安装有电机，所述电机的输出端与传动带连接；

所述轨道内均匀滑动连接有联动杆，且所述联动杆与传动带连接；所述轨道内设有杯架，且所述杯架内放置有采样杯，所述杯架与联动杆连接；所述采集盒内设置有检测仪器，且所述采集盒内远离所述检测仪器的位置安装有清洗组件；所述采集盒顶部正对所述采样杯的位置开设有进水口，且所述采集盒底部设有出水口，所述进水口由电磁阀控制，所述出水口与水厂污水管道连接。

优选的，水厂中的水质处理池根据采样点位置安装有升降装置，且位于水质处理池的所述采集装置安装于所述升降装置的升降端；位于水源管道和供水管道的所述采集装置中所述进水口通过三通管件与水源管道和供水管道连接。

优选的，所述杯架内壁均匀铰接有防滑块，且所述防滑块位于所述杯架内壁与采样杯表面之间；所述防滑块为防滑橡胶材质，且所述防滑块为弧状。

优选的，所述杯架内底部安装有吸盘，且所述吸盘位于所述采样杯底部中心位置，所述吸盘与采样杯底部紧密贴合。

优选的，所述杯架与联动杆铰接，且所述杯架与联动杆之间设有扭簧；所述杯架以所述联动杆为中心转动角度设为150度-180度；所述采集盒内位于所述清洗组件两侧的位置均匀设置有拦截杆，且所述拦截杆位于所述轨道下方，所述拦截杆顶部靠近所述采样杯中部。

优选的，所述清洗组件包括喷嘴，所述采集盒内远离所述检测仪器的位置安装有所述喷嘴，且所述喷嘴与水厂中清洗管路连通；所述喷嘴位于所述轨道上方，且所述喷嘴喷出状态为水雾状，所述清洗管路内为纯水。

优选的，所述采集盒内底部所述出水口处安装有水泵，且所述水泵通过水管与水厂排污管路连通；且所述采集盒底部为弧状。

优选的，所述采集盒顶部远离所述进水口的位置开设有通风口，且所述采集盒顶部滑动连接有密封盖；所述密封盖与采集盒顶部之间通过电动伸缩杆连接，且所述密封盖用于将所述通风口掩盖和密封。

优选的，所述采集盒位于所述通风口的位置安装有防尘滤网。

本发明的有益效果如下：

1.本申请提供的一种城乡供水一体化数字水务控制系统，其中采集装置设置为同一类型，规范化管理采集工作，统一采集操作，降低因技术人员实际操作的不同影响到采样及检测数据的风险，更加充分准确的体现水体的真实情况，提高检测数据准确程度，从而提高一体化数字水务控制对水质把控的效果；位于水质处理池的采集装置设立多个采样点，且每个采样点设置多个采样层，形成水质处理池的多点位多水层的采样方式，从而更加均匀化的对各个过程中的水体进行采样。

2.本申请提供的一种城乡供水一体化数字水务控制系统，其中位于水质处理池的采集装置和位于水源管道和供水管道的采集装置均以此流程进行水体的采集和监测工作，使得水体在采集后能及时进行检测，避免技术人员采集工作结束后还需将样品经过特殊储存送至检测的情况，并且采集全程均无需技术人员额外介入，统一水体采集操作，避免人为因素导致水质检测结果受影响的可能，更加充分准确的体现水体的真实情况，提高检测数据准确程度，进一步提高一体化数字水务控制对水质把控的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中水务控制系统的流程图；

图2是本发明中采集装置的立体图；

图3是本发明中位于水质处理池的采集装置的立体图；

图4是本发明中位于水源管道的采集装置的立体图；

图5是本发明中采集装置侧视方向的剖视图；

图6是本发明中采集装置俯视方向的剖视图；

图7是本发明中杯架的俯视图；

图8是本发明中杯架侧视方向的剖视图。

图中：采集装置1、采集盒2、支撑板21、轨道22、传动带23、电机24、联动杆25、进水口26、出水口27、杯架3、采样杯31、防滑块32、吸盘33、拦截杆34、检测仪器4、清洗组件5、喷嘴51、水泵52、通风口53、密封盖54、防尘滤网55。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图所示，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

水质监测就是通过技术人员对水体进行采样，然后综合运用多样的技术手段来检测水体的各类参数，继而判断水体中的污染物是否会影响到人们的正常使用；由此可见水体采样情况能直接影响水质监测的结果；现有技术中，水体的采样都是通过技术人员对去水源地、水质处理池等地方的水体进行手工采样，并且采样完成后还需将样品特殊保存带回检测，降低采样效率的同时降低水质监测效率，水质监测效率低下可能导致水务控制系统不能及时获得有问题的水源或者水体在处理过程中的详细参数，无法及时作出调整以及预警，导致城乡供水的水务控制出现响应慢，效率低下，预警不及时的情况，甚至会造成有问题的水体供给到城乡使用的严重后果；

为了有效解决上述问题，一种城乡供水一体化数字水务控制系统，如说明书附图中图1-图8所示，包括硬件平台、软件平台和通信网络平台；硬件平台通过工作站对水厂进行监测和控制水厂的生产过程及供给；软件平台通过软件配合硬件平台对水厂的生产过程、供给和监测进行一体化管控；通信网络平台在硬件平台和软件平台建立数据传输和共享的通信网络，实现一体化数字水务控制系统的远程监管；

硬件平台包括采集模块、检测模块、监控模块、控制模块和数据处理模块；采集模块包括采集装置1，并且将采集装置1分散设立于水源管道、水质处理池和供水管道；采集装置1为同一类型设置；

位于水质处理池的采集装置1设立多个采样点，且每个采样点设置多个采样层，形成水质处理池的多点位多水层的采样方式；位于水源管道和供水管道的采集装置1通过电磁阀周期性对管道内的水进行采样，并且配合位于水质处理池的采集装置1建立采集覆盖网；

检测模块包括水质检测设备，且水质检测设备用于周期性的对水质进行深度检测；监控模块包括监控摄像头，且监控摄像头将监控画面统一传输至控制模块；控制模块包括控制设备和控制电脑，且控制设备用于对水厂的生产过程和监测工作进行控制，控制电脑用于显示监控画面并配合控制设备完成对水厂的生产过程和监测工作控制；数据处理模块用于对水厂生产过程的水质数据和监测数据进行归类、分析和云储存，并且将数据通过通信网络平台传输至软件平台，实现远程一体化数字水务控制；

具体工作流程：在水厂进行水体处理过程中，采集数据、检测数据、监控数据、控制记录以及数据处理流程均由通信网络平台构建的数据共享网络，向负责人员进行联网展示，软件平台内还设有预警软件和故障诊断软件，硬件平台中的数据处理模块将现场传输回的数据进行对比以及分析，判断采样、检测和监控过程中是否出现不当数据或状况，并提前通知现场技术人员以及负责人员，做出预警，软件平台中的故障诊断软件根据预警数据短时间内进行简单故障诊断，为预警处理工作提供方向，缩短预警处理时间，加快一体化数字水务控制的响应，提高一体化数字水务控制的效果，对水体处理及时作出调整以及预警，保障城乡供水的水务控制的高效响应；

进一步的，在水源地进行采样时，技术人员对水源地在多个地点进行采集工作，但这些采样点只是对水源地的整体水质进行监测，并不能第一时间监测到水源地通往水厂的管道内水质，这就导致水源地的监测数据与实际水源地通往水厂的水质数据存在误差，造成无法第一时间了解实际水源数据和针对水源数据做出水质处理的调整工作，影响一体化数字水务控制对水质把控的实际效果；本发明通过将采集装置1分散设立于水源管道、水质处理池和供水管道，在水体从水源地到处理过程再到供向城乡的全程建立采集覆盖网，进行采集并监测，严格把控水体质量，提高一体化数字水务控制对水质把控的效果；

并且采集装置1设置为同一类型，规范化管理采集工作，统一采集操作，降低因技术人员实际操作的不同影响到采样及检测数据的风险，更加充分准确的体现水体的真实情况，提高检测数据准确程度，从而提高一体化数字水务控制对水质把控的效果；位于水质处理池的采集装置1设立多个采样点，且每个采样点设置多个采样层，形成水质处理池的多点位多水层的采样方式，从而更加均匀化的对各个过程中的水体进行采样。

实施例二：

在实施例一的基础上，如说明书附图中图1-图7所示，采集装置1包括采集盒2，采集盒2内部为密封处理，采集盒2内位于中层位置安装有支撑板21，且支撑板21上开设有环形的轨道22；支撑板21远离采集盒2内壁的一侧安装有传动带23，且采集盒2内安装有电机24，电机24的输出端与传动带23连接；电机24为现有技术中常规驱动机器；采集装置1还包括有定位组件和控制组件，定位组件用于对每个采集装置1进行编号以及位置定位，实现技术人员能够通过编号对应该采集装置1；控制组件用于接收硬件平台发出的控制命令以及对采集装置1的工作进行控制；

轨道22内均匀滑动连接有联动杆25，且联动杆25与传动带23连接；轨道22内设有杯架3，且杯架3内放置有采样杯31，杯架3与联动杆25连接；采集盒2内设置有检测仪器4，检测仪器4为本领域常规水体检测装置，且采集盒2内远离检测仪器4的位置安装有清洗组件5；采集盒2顶部正对采样杯31的位置开设有进水口26，且采集盒2底部设有出水口27，进水口26由电磁阀控制，出水口27与水厂污水管道连接；

水厂中的水质处理池根据采样点位置安装有升降装置，且位于水质处理池的采集装置1安装于升降装置的升降端；位于水源管道和供水管道的采集装置1中进水口26通过三通管件与水源管道和供水管道连接；

具体工作流程：在采样水体时，硬件平台控制采集装置1工作，进水口26的电磁阀开启，水体通过进水口26流入采集装置1内的采样杯31中；待第一个采样杯31采样结束后，电磁阀关闭，电机24对传动带23驱动，传动带23通过联动杆25带动杯架3沿支撑板21上的轨道22进行移动，杯架3带动第一个采样杯31移动远离进水口26的同时，带动第二个采样杯31移动至进水口26正下方，随后电磁阀开启，水体通过进水口26流入第二个采样杯31内；在采样杯31远离进水口26后并移动至检测仪器4下方时，检测仪器4对采样杯31内的水体进行水质检测，并将检测数据发送至硬件平台；随着传动带23继续带动采样杯31移动至靠近清洗组件5，清洗组件5对采样杯31进行清洗，准备进行下一次采样，清洗的污水则从出水口27排入水厂污水管路，以此方式进行循环采样，直至采集工作结束；

位于水质处理池的采集装置1和位于水源管道和供水管道的采集装置1均以此流程进行水体的采集和监测工作，使得水体在采集后能及时进行检测，避免技术人员采集工作结束后还需将样品经过特殊储存送至检测的情况，提高水质采样以及检测效率，提高水质监测效率，从而提高一体化数字水务控制对水质把控的效果；并且采集全程均无需技术人员额外介入，统一水体采集操作，避免人为因素导致水质检测结果受影响的可能，更加充分准确的体现水体的真实情况，提高检测数据准确程度，进一步提高一体化数字水务控制对水质把控的效果；

进一步的，由于水体在进行消毒等操作过程中，需要依次通过多个水质处理池，而普通水质处理池面积和容积较大，这对采集工作产生操作繁琐的影响，普通水体采集工作无法充分均匀对水质处理池内的水体进行采集；因此本发明中位于水质处理池的采集装置1通过升降装置安装在水质处理池中所设立的多个采样点，通过升降装置带动采集装置1在水质处理池内移动，并根据设立的水体采样层，由浅至深进行水体采集，自动化水体采集工作，简化水体采集操作，提高采集效率的同时，更加充分准确的体现水体的真实情况；

并且，位于水源管道和供水管道的采集装置1，则通过三通管件或者现有技术中常规的水管连接件与水源管道和供水管道等水体输送管道连通；在需要进行采集工作时，其操作流程与上述相同，规范化管理采集工作，并通过所建立的采集覆盖网，严格把控水体质量，提高一体化数字水务控制对水质把控的效果。

实施例三：

在实施例二的基础上，如说明书附图中图4-图7所示，杯架3内壁均匀铰接有防滑块32，且防滑块32位于杯架3内壁与采样杯31表面之间；防滑块32为防滑橡胶材质，防滑块32为常规防滑橡胶制成，且防滑块32为弧状；

杯架3内底部安装有吸盘33，且吸盘33位于采样杯31底部中心位置，吸盘33与采样杯31底部紧密贴合；

杯架3与联动杆25铰接，且杯架3与联动杆25之间设有扭簧；杯架3以联动杆25为中心转动角度设为150度-180度；采集盒2内位于清洗组件5两侧的位置均匀设置有拦截杆34，且拦截杆34位于轨道22下方，拦截杆34顶部靠近采样杯31中部；

具体工作流程：通过设置防滑块32，在采样杯31位于杯架3内时，采样杯31表面挤压防滑块32以铰接处向杯架3内壁转动，但由于其铰接处的扭簧复位产生的反作用力影响带动其将采样杯31夹持固定在杯架3内，减少杯架3在带动采样杯31移动过程中的晃动，提高采样的稳定程度，避免因晃动剧烈而影响采集工作，可能造成对一体化数字水务控制的影响；并且由于吸盘33的设置，在安装采样杯31时，将采样杯31底部与吸盘33压合，使得吸盘33对采样杯31底部形成吸附作用，将采样杯31稳固在杯架3内，配合防滑块32进一步提高采样过程的稳定程度；

在杯架3带动采样杯31移动靠近清洗组件5时，拦截杆34对杯架3靠近底部部位进行阻挡，联动杆25继续带动杯架3和采样杯31移动，使得杯架3和采样杯31以联动杆25为转动中心进行翻转，从而越过拦截杆34，采样杯31内的水体则因翻转而倒出，通过出水口27排出采集盒2；而倒出水体后的采样杯31则受杯架3与联动杆25之间扭簧复位作用进行复位，恢复至采样杯31杯口朝上的状态，随后清洗组件5对采样杯31进行冲洗，在冲洗完成后，采样杯31和杯架3以上述同样的方式越过拦截杆34的同时，将清洗水倒出，完成采样杯31的清洗工作，使得技术人员无需在每次采样后对采样杯31进行清洗工作，提高采样效率，从而提高一体化数字水务控制效率。

实施例四：

在实施例三的基础上，如说明书附图中图1、图4-图7所示，清洗组件5包括喷嘴51，采集盒2内远离检测仪器4的位置安装有喷嘴51，且喷嘴51与水厂中清洗管路连通；喷嘴51位于轨道22上方，且喷嘴51喷出状态为水雾状，清洗管路内为纯水；

采集盒2内底部出水口27处安装有水泵52，且水泵52通过软管与水厂排污管路连通；且采集盒2底部为弧状；

采集盒2顶部远离进水口26的位置开设有通风口53，且采集盒2顶部滑动连接有密封盖54；密封盖54与采集盒2顶部之间通过电动伸缩杆连接，且密封盖54用于将通风口53掩盖和密封；电动伸缩杆选用常规小型防水类型；

采集盒2位于通风口53的位置安装有防尘滤网55；

具体工作流程：在清洗组件5对采样杯31进行清洗时，水厂中的清洗管路通过软管与喷嘴51连通，清洗水通过喷嘴51喷向采样杯31，对采样杯31进行清洗，并且清洗水为纯水，纯水清洗能够去除水体残留在采样杯31中的钙镁离子和盐等影响水质监测的因素，避免采样杯31清洗时产生二次污染，导致影响采样和检测工作的情况出现，从而提高一体化数字水务控制效果；另外由于喷嘴51喷出的清洁水状态为水雾状，增加清洁水接触采样杯31的面积，从而使得采样杯31得到更加充分的清洗；

通过设置水泵52，且水泵52选用常规的微型防水种类；当位于水质处理池中的采集装置1对水体采样的同时需要对污水进行排出时，由于采集装置1此时下降至水质处理池内部，其所处位置低于普通正常排污管路的铺设位置，因为常规水厂排污管路大多铺设在地面或者地表内，这就导致采集装置1工作时的位置低于排污管路位置，采集盒2内的污水短时间内无法排出，随着污水逐渐增多，容易导致杯架3和采样杯31接触污水，提高二次污染的风险；故而当采样杯31内检测后的水体倒出或者清洗水倒出后形成污水，污水流动至采集盒2底部，水泵52通过出水口27将采集盒2底部的污水排出，并通过软管将污水排入水厂中的排污管路中，实现位于水质处理池中的采样装置1在采样的同时进行排污，再次降低采样过程中二次污染的风险，减少检测误差，从而提高一体化数字水务控制效果；

另外，在电磁阀打开进水口26时，可通过与水泵52对采集盒2内进行抽吸的作用，增加水体通过进水口26的流量，加快采样效率，进一步缩短检测时间，从而通过提高检测效率实现一体化数字水务控制效率的提高；并且通过采集盒2底部为弧状，使得采集盒2底部的污水均流向出水口27，避免污水过多残留在采集盒2内，影响采集盒2内部的干燥工作，导致其内部滋生细菌微生物等影响检测结果的情况出现；

在采集工作结束后，采集装置1通过控制电动伸缩杆升起带动密封盖54远离采集盒2顶部，达到打开通风口53的目的，而气泵向采集盒2内抽气，使得采集盒2内部形成空气流动，对采集盒2内部进行通风干燥，减少采集盒2内部滋生细菌微生物等影响检测结果的因素；

进一步的，在通风口53安装防尘滤网55，阻挡采集盒2通风时进入的灰尘等污染物；并且防尘滤网55选用可拆卸式安装，在技术人员需要周期性的对水质进行深度检测时，待采样装置1采样完成后，采集装置1打开通风口53，技术人员拆下防尘滤网55，将采样杯31取出即可，方便技术人员采样工作，提高采样检测效率，进而提高一体化数字水务控制效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。