智慧农村饮水安全远程监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及用水监控技术领域，尤其涉及一种智慧农村饮水安全远程监控系统。


背景技术：

2.目前，一些地区大多数农村居民的用水主要由供水系统抽取地下水或河水到水塔，然后通过管道输送到每家每户。供水系统主要采用继电器控制，通过浮球判断水塔水位的高低，根据水位的高低进行系统的启停。继电器控制供水系统可靠性差，导致经常出现缺水或冒灌的现象，造成居民用水不稳定，导致居民对用水量不满意。
3.目前一些地区大多数农村供水系统的特点是：供水控制系统可靠性差；无法远程监控，供水系统信息传递不及时；设备集中管理困难，监管不到位；水质易出现浑浊、ph值超标等。尤其是这些地区抽取的水一般来自于地下水，而下过暴雨之后，会出现水质浑浊的现象，供水系统抽取这些浑浊的水输送到每家每户，居民使用这些浑浊的水会危害到身体健康。


技术实现要素：

4.针对以上不足，本实用新型提供一种智慧农村饮水安全远程监控系统，解决下雨之后地下水水质变浑浊导致居民通过供水系统的输送而使用到浑浊的水，进而危害居民的身体健康的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种智慧农村饮水安全远程监控系统，包括供水系统模块、终端控制模块和远程监控模块，所述供水系统模块包括水源端、用户端、主水塔和次水塔，所述主水塔和次水塔之间通过管道连通并设置有第一电磁阀；所述水源端通过管道分别与主水塔和次水塔连通，所述主水塔与水源端之间的管道上设置有主水泵，所述次水塔和水源端之间的管道上设置有次水泵，所述主水塔通过管道与所述用户端连接；所述水源端连接有检测蓄水箱，所述检测蓄水箱内设置有水质分析仪，所述水质分析仪包括第一浊度传感器，所述次水塔内设置有第二浊度传感器，所述主水塔内设置有第一液位传感器，所述次水塔内设置有第二液位传感器；所述终端控制模块包括plc控制器，所述终端控制模块均与所述第一电磁阀、主水泵、次水泵、第一浊度传感器、第二浊度传感器、第一液位传感器和第二液位传感器连接，所述远程监控模块与终端控制模块连接。
7.进一步地，所述远程监控模块包括pc端和手机端，所述终端控制模块采用gprs与远程监控模块进行无线通信连接。
8.进一步地，所述主水塔通过管道连接有备用水塔，所述备用水塔通过管道与用户端连接；所述备用水塔和主水塔之间的管道上设置有第二电磁阀，所述备用水塔和用户端之间的管道上设置有第三电磁阀，所述第二电磁阀和第三电磁阀均与所述终端控制模块连接。
9.进一步地，所述主水塔的位置高度高于所述备用水塔的位置高度，以使得所述备用水塔和主水塔之间存在位置高度差；所述次水塔的位置高度高于主水塔的位置高度，以使得所述次水塔和主水塔之间存在位置高度差。
10.进一步地，所述水质分析仪还包括第一ph传感器，所述第一ph传感器与终端控制模块连接。
11.进一步地，所述主水塔、次水塔和备用水塔内分别设置有第二ph传感器、第三ph传感器和第四ph传感器，所述主水塔和备用水塔内分别设置有第三浊度传感器和第四浊度传感器，所述备用水塔内设置有第三液位传感器；所述第二ph传感器、第三ph传感器、第四ph传感器、第三浊度传感器、第四浊度传感器和第三液位传感器均与终端控制模块连接。
12.进一步地，所述主水塔和用户端之间的管道上以及所述备用水塔与用户端之间的管道上分别设置有抽水泵，所述抽水泵与终端控制模块连接。
13.进一步地，所述plc控制器的采用的是西门子s7
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1200。
14.进一步地，所述终端控制模块包括用于调节功率的变频器, 所述变频器分别与主水泵、次水泵、抽水泵和plc控制器连接。
15.进一步地，所述第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器均为压力传感器。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，
17.1.通过设置的主水塔和次水塔，地下水水质浑浊的情况下，经第一浊度传感器检测并将数据传到终端控制模块之后，终端控制模块会控制启动次水泵，先将地下水抽到次水塔中经沉淀且通过第二浊度传感器检测浑浊度达标之后再让水流进主水塔中，而主水塔内均为浑浊度达标的水，将主水塔的水输送至用户端，即在检测的浑浊度不达标的情况下，不会直接将地下水抽进主水塔，而是先抽进次水塔，若浑浊度达标，便会直接将地下水抽进主水塔，保证了在下雨的情况下地下水变浑浊时，用户端能够使用到浑浊度达标，较为清澈的地下水；
18.2.主水塔的位置高度高于备用水塔的位置高度，次水塔的位置高度高于主水塔的位置高度，打开电磁阀后，能够通过位置高度差使次水塔的水流进主水塔中，主水塔里的水流进备用水塔，无须水泵，减少了成本的投入，且具有节能的效果；
19.3.通过设置的备用水塔，在主水塔水量不够的情况下，通过终端控制模块的控制，将备用水塔内的水输送至用户端，保证居民的持续用水；
[0020] 4.通过设置有终端控制模块和远程监控模块，能及时、准确地反映水位高度、电机状态和水质ph值、浑浊度等参数，远程采集系统各部分的实际运行情况，能通过pc端、手机app实时远程监控系统运行状态，为合理实施调度操作提供了可靠的技术保证；能及时发现可能发生的设备损坏、冒罐等事故隐患，有效地避免这些重大事故的发生，保证设备运行安全；能帮助管理人员对有关设备运行工况进行实时监测，并随时调整其工作于经济运行区，延长设备使用寿命，提高其运行效率，降低运行成本。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0022]
图1为本实用新型中实施例结构示意图；
[0023]
图中所示标记为：1
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供水系统模块，2
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终端控制模块，3
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远程监控模块，4
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备用水塔，5
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主水塔，6
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次水塔，7
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水源端，8
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用户端，9
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主水泵，10
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次水泵，11
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抽水泵，12
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检测蓄水箱。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
本实用新型提供一种智慧农村饮水安全远程监控系统，如图1所示，包括供水系统模块1、远程监控模块3、终端控制模块2，供水系统模块1包括水源端7、用户端8、主水塔5、备用水塔4和次水塔6，主水塔5通过管道分别与备用水塔4和次水塔6相通，且管道上设置有电磁阀，而次水塔6和备用水塔4不直接连通。水源端7通过管道分别与主水塔5和次水塔6连通，主水塔5与水源端7之间的管道上设置有主水泵9，次水塔6和水源端7之间的管道上设置有次水泵10，主水塔5和备用水塔4分别通过管道与用户端8连接，主水塔5和用户端8之间的管道上与备用水塔4与用户端8之间的管道上分别设置有抽水泵11和电磁阀。主水塔5底部的位置高度高于备用水塔4顶部的位置高度，且主水塔5的下端设置有出水口,通过管道连接在备用水塔4上端的进水口上,以使得备用水塔4和主水塔5之间存在位置高度差,主水塔5内的水能自动流进备用水塔4内；而次水塔6底部的位置高度高于主水塔顶部5的位置高度，且次水塔6下端的出水口通过管道连接在主水塔5上端的进水口,以使得次水塔6和主水塔5之间存在位置高度差,次水塔6内的水能够自动流进主水塔5内。在水源端7旁设置有水质分析仪和检测蓄水箱12，监测蓄水箱12上设置有进水端和出水端，水质分析仪设置在检测蓄水箱12内，每隔段时间或在将水源端7的水抽进水塔之前，会先抽水到检测蓄水箱12，经水质分析仪检测完成后，将水排出。水质分析仪主要包括第一ph传感器和第一浊度传感器，而主水塔5、次水塔6和备用水塔4内分别设置有第二ph传感器、第三ph传感器和第四ph传感器，主水塔5、次水塔6和备用水塔4内分别设置有第三浊度传感器、第二浊度传感器和第四浊度传感器，主水塔5、次水塔6和备用水塔4内分别设置有第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器；而第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器均为压力传感器，可对水塔的水位进行监测。终端控制模块2与主水泵9和次水泵10连接，以及和供水系统模块1中的所有的电磁阀、ph传感器、浊度传感器和压力传感器连接。
[0026]
ph传感器和浊度传感器均为现有的仪器，具体地，ph传感器，通过检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号，即用氢离子玻璃电极与参比电极组成原电池，在玻璃膜与被测溶液中氢离子进行离子交换过程中，通过测量电极之间的电位差，来检测溶液中的氢离子浓度，从而测得被测液体的ph值。浊度传感器的工作原理是，浊度传感器内部是一个ir958与pt958封装的红外线对管，当光线穿过一定量的水时，光线的透过量取决于该水的污浊程度，水越污浊，透过的光就越少；光接收端把透过的光强度转换为对应的电流大小，透过的光多，电流大，反之透过的光少，电流小，通过测量接收端电流的大小，就可以计算出水的污浊程度。
[0027]
从水源端7抽取的水抽进检测蓄水箱12内，第一ph传感器和第一浊度传感器就会对检测水箱内的水进行检测，并将数据传输到终端控制模块2。终端控制模块2对供水系统模块1中的所有的电磁阀、ph传感器、浊度传感器和压力传感器采集数据进行现场实时显示储存及对历史信息统计。终端控制模块2包括有plc控制器，并设置于水塔附近，plc控制器通过对采集参数的分析判断进而对供水系统模块1中的所有的水泵和电磁阀进行控制。终端控制模块2的plc控制器通过核心零部件西门子s7
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1200 cpu的强大控制和高强度精准率来提升其可靠性，并通过变频器与plc控制器连接以调节水泵电机的功率使电能损耗降低。终端控制模块2会将水塔水位、ph、混浊度等参数实时传输到远程监控模块3，远程监控模块3块包括电脑端或手机端，可用手机app作为系统的辅助管理手段，实现短信报警、短信查询等功能，并能通过远程监控模块3人为的控制终端控制模块2的plc控制器，进而控制供水模块1的水泵和电磁阀。
[0028]
本实用新型的工作原理是，通过水源端7的第一ph传感器和第一浊度传感器预先检测地下水的水质数据并传输到终端控制模块2，终端控制模块2采用gprs通信将数据传输到远程监控模块3。若检测的浑浊度比较低，达到要求，终端控制模块2便会控制主水泵9启动将检测合格的地下水抽进主水塔5，若因下雨等原因导致地下水变浑浊，则检测到的地下水浑浊度高，便会启动次水泵10将水抽进次水塔6，次水塔6里的水经沉淀，浑浊度符合要求后，便会打开主水塔5和次水塔6之间的电磁阀，通过次水塔6与主水塔5之间的高度差使得次水塔6里的水流进主水塔5中，并启动水塔5的抽水泵11将水输送给用户端8,而在主水塔5内的水量充足的情况下,备用水塔4的水不会被启用。若主水塔5的水位过低，会启动备用水塔4的供水泵11将水供给各用户端8。若主水塔5的水量充足，而备用水塔4的水位过低，则会打开备用水塔4和主水塔5之间的电磁阀，通过主水塔5与备用水塔4之间的高度差使主水塔5的水便流进备用水塔4，直到备用水塔4的水位达到预定值便会关闭其电磁阀。
[0029]
通过设置的主水塔5、备用水塔4和次水塔6，下雨之后，水源端7的地下水变浑浊，当需要抽地下水时,先会抽取一些水到检测蓄水箱12内,通过检测之后将数据传到终端控制模块2,若浑浊度超标,终端控制模块2会启动次水泵10,将浑浊的地下水抽进次水塔6内,而不会启动主水泵9，防止浑浊的水抽进主水塔5内而导致用户端8的水变混浊。次水塔6抽满之后经过一段时间的沉淀，直到次水塔6内的浊度传感器检测到浑浊度达到要求后，终端控制模块2的控制器发出指令打开主水塔5和次水塔6之间的电磁阀，通过次水塔6与主水塔5之间的高度差使得次水塔6里的水流进主水塔5中，保证了下大雨之后用户端8能够使用到浑浊度达标，较为清澈的地下水。经过更长的时间之后，地下水的浑浊度达到要求，从水源端7抽水时则会启动主水泵9直接将水抽进主水塔5。当然，若次水塔6里的水沉淀的时间还不够长，浑浊度还没达到要求，而主水塔5内的水量却已经很少，水位低于预设值时，终端控制模块2将会启动备用水塔4的抽水泵11，并打开其电磁阀，将备用水塔4内的水输送至用户端8，进一步保证用户端8能够使用到浑浊度达标，较为清澈的地下水。
[0030]
通过终端控制模块2、远程监控模块3和供水系统模块1内各种水质分析仪和传感器的设置，能够及时、准确地反映水位高度、电机状态和水质ph值、浑浊度等参数，远程采集系统各部分的实际运行情况，为合理实施调度操作提供了可靠的技术保证。且能及时发现可能发生的设备损坏、冒罐等事故隐患，有效地避免这些重大事故的发生，保证设备运行安全。例如先前农村饮水工程采用的继电器供水系统，当浮球开关损毁时，极易发生冒罐事
故；本系统通过压力传感器代替浮球开关，提高了水位监测的可靠性和精度，即使压力传感器损坏，只需在程序中对压力传感器数值的判定，即可停止水泵运行，达到防止冒罐的情况发生。同时能帮助管理人员对有关设备运行工况进行实时监测，并随时调整其工作于经济运行区，延长设备使用寿命，提高其运行效率，降低运行成本。在满足供水水压的前提下，综合考虑用户用水情况，制定合理的供水方案，既可合理平衡管网压力，又能降低电耗及漏耗。例如当夜间用水量较小时，水塔不用长时间进行抽水供应，管理人员可通过本系统调整降低水塔水位的上限值，使水泵延长停止时间，达到节能目的。且能通过pc端、手机app实时远程监控系统运行状态。
[0031]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：包括供水系统模块（1）、终端控制模块（2）和远程监控模块（3），所述供水系统模块（1）包括水源端（7）、用户端（8）、主水塔（5）和次水塔（6），所述主水塔（5）和次水塔（6）之间通过管道连通并设置有第一电磁阀；所述水源端（7）通过管道分别与主水塔（5）和次水塔（6）连通，所述主水塔（5）与水源端（7）之间的管道上设置有主水泵（9），所述次水塔（6）和水源端（7）之间的管道上设置有次水泵（10），所述主水塔（5）通过管道与所述用户端（8）连接；所述水源端（7）连接有检测蓄水箱（12），所述检测蓄水箱(12)内设置有水质分析仪，所述水质分析仪包括第一浊度传感器，所述次水塔（6）内设置有第二浊度传感器，所述主水塔（5）内设置有第一液位传感器，所述次水塔（6）内设置有第二液位传感器；所述终端控制模块（2）包括plc控制器，所述终端控制模块（2）均与所述第一电磁阀、主水泵（9）、次水泵（10）、第一浊度传感器、第二浊度传感器、第一液位传感器和第二液位传感器连接，所述远程监控模块（3）与终端控制模块（2）无线连接。2.根据权利要求1所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述远程监控模块（3）包括pc端和手机端，所述终端控制模块（2）采用gprs与远程监控模块（3）进行无线通信连接。3.根据权利要求1所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述主水塔（5）通过管道连接有备用水塔（4），所述备用水塔（4）通过管道与用户端（8）连接；所述备用水塔（4）和主水塔（5）之间的管道上设置有第二电磁阀，所述备用水塔（4）和用户端（8）之间的管道上设置有第三电磁阀，所述第二电磁阀和第三电磁阀均与所述终端控制模块（2）连接。4.根据权利要求3所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述主水塔（5）的位置高度高于所述备用水塔（4）的位置高度，以使得所述备用水塔（4）和主水塔（5）之间存在位置高度差；所述次水塔（6）的位置高度高于主水塔（5）的位置高度，以使得所述次水塔（6）和主水塔（5）之间存在位置高度差。5.根据权利要求1所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述水质分析仪还包括第一ph传感器，所述第一ph传感器与终端控制模块（2）连接。6.根据权利要求3或4所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述主水塔（5）、次水塔（6）和备用水塔（4）内分别设置有第二ph传感器、第三ph传感器和第四ph传感器，所述主水塔（5）和备用水塔（4）内分别设置有第三浊度传感器和第四浊度传感器，所述备用水塔（4）内设置有第三液位传感器；所述第二ph传感器、第三ph传感器、第四ph传感器、第三浊度传感器、第四浊度传感器和第三液位传感器均与终端控制模块（2）连接。7.根据权利要求3或4所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述主水塔（5）和用户端（8）之间的管道上以及所述备用水塔（4）与用户端（8）之间的管道上分别设置有抽水泵（11），所述抽水泵（11）与终端控制模块（2）连接。8.根据权利要求1所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述plc控制器的采用的是西门子s7
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1200。9.根据权利要求7所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述终端控制
模块（2）包括用于调节功率的变频器,所述变频器分别与主水泵（9）、次水泵（10）、抽水泵（11）和plc控制器连接。10.根据权利要求6所述的智慧农村饮水安全远程监控系统，其特征在于：所述第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器均为压力传感器。
技术总结
本实用新型公开了一种智慧农村饮水安全远程监控系统，涉及用水监控技术领域。解决下雨之后地下水水质变浑浊导致居民通过供水系统的输送而使用到浑浊的水，进而危害居民的身体健康的问题。本实用新型包括供水系统模块、终端控制模块和远程监控模块，供水系统模块包括水源端、用户端、主水塔和次水塔，水源端连接有检测蓄水箱，检测蓄水箱内设置有第一浊度传感器，次水塔内设置有第二浊度传感器，主水塔通过管道与用户端连接。地下水经过第一浊度传感器检测，若浑浊度不达标，则会先将地下水抽到次水塔中经沉淀且通过第二浊度传感器检测浑浊度达标之后再让水流进主水塔，保证了在下雨的情况下地下水变浑浊时，用户端能够使用到较为清澈的地下水。较为清澈的地下水。较为清澈的地下水。


技术研发人员：丁欣 韦乐 尹江红 陈光会 姚开武 钟泰全 赵乐凯 韦振龙 张浩 李文敏 吴永康
受保护的技术使用者：广西水利电力职业技术学院
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021/7/8