多层次村镇污水处理远程监控系统的研究

发布时间：2017-08-26 05:14

  本文关键词：多层次村镇污水处理远程监控系统的研究

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【摘要】：随着我国城市化进程的不断加快,大量的生活废水排放导致水污染日益严重,环保部门对生活污水处理质量的监控力度也越来越高。因为村镇污水处理站点分布地域广,位置偏僻,所以远程监控发挥着重要的作用。传统的远程监控系统的实现方式和维护费用高,因此无线通信技术用于远程监控系统势在必行。本课题为安徽省重大科技攻关项目,与某知名环保科技公司合作,以村镇污水处理项目为背景,研发了一套多层次村镇污水处理远程监控系统。该系统可以对分散在村镇的各级污水处理站点运行情况实时监测和远程控制。对于人口相对集中,污水排放量大的村镇,建设有动力低耗能一体化污水处理回用系统;对于人口稀少,污水排放量小的农村地区建设微动力污水处理站点。文章首先在充分研究并分析数据传输方式的基础上,选用了GPRS和3G网络作为数据传输通道。然后通过对项目需求分析,设计多层次村镇污水处理远程监控系统的整体方案。依据整体方案分别对污水处理监控系统进行远程站和监控中心的设计。远程站设计主要包括系统的硬件选型和软件设计,远程站需要远传的数据包括水质参数、各设备的在线运行状态以及图片信息。为了实现远程端与监控中心通信,通过梯形图编程对GPRS模块进行初始化。监控中心设计首先对OPC服务器和网络摄像机进行配置,其次创建FTP服务器,存储被传输的图片;另外,设计了一套基于C/S模式的监控查询系统,实现在线查看远程设备运行及水质参数的实时监视、历史曲线图绘制等相关功能。由于污水处理系统的数据量非常大、存在冗余,本文最后对历史数据压缩算法进行研究,通过比较分析得出旋转门算法最适合于浮点型数据,并对该算法进行改进,仿真测试结果表明具有更高的压缩性能。利用VBS编程将该算法应用到监控系统,实现对历史数据的压缩处理,从而减少数据冗余和节省存储空间。本论文的主要贡献在于为城镇化建设和新农村建设中的污水处理项目的BOT运营提供了一个有效的解决方案。该监控系统有效的解决了偏远地区集成式污水处理设备无人值守的问题。该系统已经在当涂、和县、五河、宜兴等地的村镇污水处理厂运行近半年多,各项功能均达到要求。
【关键词】：GPRS 污水处理 监控系统 数据压缩
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究目的及意义10
• 1.2 远程监控系统的国内外研究现状10-12
• 1.3 通信方式的选择12-15
• 1.4 本文研究的主要内容15-17
• 第二章 污水处理远程监控系统的总体结构17-24
• 2.1 污水处理的工艺17-18
• 2.2 监控系统介绍18-20
• 2.2.1 监控系统的功能18-19
• 2.2.2 监控系统的组成19-20
• 2.3 远程监控系统的总体框架设计20-21
• 2.4 系统的设计目标21-22
• 2.5 系统的组网方式22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第三章 监控系统的远程站设计24-39
• 3.1 远程站系统架构设计24-26
• 3.1.1 GPRS技术简介25-26
• 3.1.2 DTU工作原理26
• 3.2 远程站系统的硬件选型26-29
• 3.2.1 PLC控制器的选型26-28
• 3.2.2 GPRS无线模块的选型28-29
• 3.3 控制系统的软件设计29-33
• 3.4 远程站配置33-37
• 3.4.1 工程项目创建33-34
• 3.4.2 GPRS通信组态34-35
• 3.4.4 工程选项设置35-36
• 3.4.5 组态变量36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 监控系统的中心站设计与实现39-57
• 4.1 系统相关技术介绍39-41
• 4.1.1 WINCC组态简介39
• 4.1.2 3G网络概述39-40
• 4.1.3 OPC技术介绍40-41
• 4.2 中心站配置41-45
• 4.2.1 配置OPC服务器41-42
• 4.2.2 刷新GRM设备42
• 4.2.3 GRM设备远程管理42-43
• 4.2.4 创建FTP服务器43-44
• 4.2.5 3G网络摄像机配置44-45
• 4.3 中心站监控画面设计45-52
• 4.3.1 监控中心布局45-46
• 4.3.2 监控画面设计46-52
• 4.4 过程数据归档52-56
• 4.4.1 用户归档概述52
• 4.4.2 创建用户归档52-53
• 4.4.3 数据归档触发53
• 4.4.4 归档程序实现53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 数据压缩技术57-63
• 5.1 历史数据压缩的必要性57
• 5.2 数据压缩技术分析57-62
• 5.2.1 矩形波串法和后向斜率法58-60
• 5.2.2 PLOT算法60-61
• 5.2.3 旋转门压缩算法61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章数据处理及优化63-77
• 6.1 算法分析63-67
• 6.1.1 旋转门压缩算法原理63
• 6.1.2 算法实现流程63-64
• 6.1.3 仿真测试64-67
• 6.2 改进的旋转门压缩算法67-72
• 6.2.1 旋转门算法优化67-69
• 6.2.2 数据解压实现69-70
• 6.2.3 仿真测试70-72
• 6.3 监控中心历史数据处理72-76
• 6.3.1 数据库连接72-73
• 6.3.2 SQL数据库设计73-74
• 6.3.3 归档数据的备份及优化74-76
• 6.4 本章小结76-77
• 第七章 总结与展望77-78
• 参考文献78-82
• 附录A 插图清单82-84
• 附录B 附表清单84-85
• 附录C 部分程序代码85-92
• 在校期间发表的学术论文92-93
• 致谢93

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本文编号：739862