一种污水检测单节点系统

1.本发明属于污水检测技术领域，具体涉及一种污水检测单节点系统。


背景技术：

2.近年来随着社会的发展，工业污水和城市废水的排放量不断加剧，极大的污染了现有水资源，因此高效的污水治理是目前急需解决的问题。
3.具体在进行污水治理前，需要进行污水检测以确定不同污水的实际污染程度；人工检测是目前使用较多的水质检测方法，但是人工检测的效率较低，且还有部分工作环境是无法执行人工检测的，因此不便实现及时、准确且全面的污水检测。


技术实现要素：

4.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种污水检测单节点系统。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污水检测单节点系统，包括云平台、供能系统和负载系统，所述供能系统利用太阳能发电和/或风力发电技术为负载系统供电，且所述负载系统包括：采样池，采集污水样品；数据采集单元，采集所述采样池内污水样品的检测数据，且所述检测数据包括rgb图像数据和电导率数据；数据处理单元，分析所述检测数据是否异常，且在异常时执行警报、并将所述检测数据上报至云平台。
6.优选的，所述采样池的进水侧和出水侧分别连接有in控制阀和out控制阀，且利用in控制阀和out控制阀的启闭实现所述采样池内污水样品的采集。
7.优选的，所述负载系统还包括灯光补偿单元，且所述灯光补偿单元根据当前检测环境光线对所述采样池的数据采集光线进行补偿。
8.优选的，所述数据处理单元包括第一分析模块，且所述第一分析模块用于分析所述rgb图像数据是否超出f
1(max)
阈值、所述电导率数据是否超出f
2(max)
阈值。
9.优选的，所述数据处理单元还包括第二分析模块，且所述第二分析模块利用cnn模型进行所述检测数据的分类、并分析分类结果是否超出f
3(max)
阈值。
10.优选的，所述数据处理单元还包括第三分析模块，且所述第三分析模块用于分析所述检测数据的数据容量是否超出f
4(max)
阈值。
11.优选的，所述负载系统还包括超声清洗单元，且所述超声清洗单元在所述数据处理单元完成数据处理后超声清洗所述采样池。
12.优选的，污水检测单节点系统执行周期性污水检测，且在一个检测周期中，以所述采样池开始采样为周期起始，以所述超声清洗单元完成清洗为周期结束。
13.优选的，所述负载系统还包括自检单元，所述自检单元响应于一个检测周期的开
始执行所述数据采集单元及所述超声清洗单元的自检，且在自检数据异常时执行警报、并将所述自检数据上报至云平台。
14.优选的，所述数据处理单元和自检单元均利用nb-iot物联网技术将对应数据上报至云平台。
15.另外，对于上述所公开的污水检测系统，在出现异常警报时，可人工对采样池内的污水样品进行进一步取样，以方便后续进行实验室化验，进一步的对于实验室的化验结果，也相应的上报至云平台。
16.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：利用本发明所提供的污水检测系统实现污水的全自动检测及异常警报，以此提高检测效率。在本发明中，具体以电导率检测和rgb图像检测相结合的方式作为检测手段，并且在检测过程中还能有效根据环境光线对数据采集光线进行补偿，从而有效保证了检测结果的准确。
17.另外，对于本发明的污水检测系统，优选采用太阳能及风能等可再生资源进行供能，且整体系统执行周期性的污水检测，以此保证整体系统中在不执行检测操作时能自动进入休眠状态，进而大大降低了整体系统的运行能耗。
附图说明
18.图1为本发明污水检测系统中负载系统的结构示意图；图2为本发明执行污水检测的流程图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
20.请参阅图1-图2所示，在本发明中提供了一种污水检测单节点系统，具体该系统主要包括云平台、供能系统和负载系统，其中：供能系统利用太阳能发电和/或风力发电技术为负载系统供电；负载系统按照图2所示的流程执行周期性污水检测，且负载系统具体包括：采样池、数据采集单元、数据处理单元、灯光补偿单元、超声清洗单元和自检单元。
21.上述采样池的进水侧和出水侧分别连接有in控制阀和out控制阀，且利用in控制阀和out控制阀的启闭实现采样池内污水样品的采集。具体，在一个检测周期中，以采样池开始采样为周期起始。
22.自检单元响应于一个检测周期的开始执行数据采集单元及超声清洗单元的自检，且在自检数据异常时执行警报、并将自检数据上报至云平台；完成样品采集与自检后，数据采集单元利用传感器采集采样池内污水样品的检测数据，且检测数据包括rgb图像数据和电导率数据；对应的，rgb图像数据优选基于tcs3200光谱芯片采集，电导率数据优选基于sldddl-901芯片采集；
在数据采集的同时，灯光补偿单元根据当前检测环境光线对采样池的数据采集光线进行补偿；在完成数据后，数据处理单元包括第一分析模块、第二分析模块和第三分析模块，且利用第一分析模块初步分析rgb图像数据是否超出f
1(max)
阈值、电导率数据是否超出f
2(max)
阈值；在初步分析无异常时，第二分析模块利用cnn模型进行检测数据的分类、并分析分类结果是否超出f
3(max)
阈值；在分类结果无异常时，通过第三分析模块分析检测数据的数据容量是否超出f
4(max)
阈值；上述数据分析均无异常时，超声清洗单元在数据处理单元完成数据处理后超声清洗采样池。
23.另外，结合图2可知：若在第一分析模块、第二分析模块和第三分析模块的任一分析过程中出现数据异常(超过对应阈值)时，对应的均对采样池内的样品进行采样保存，以待后续执行实验室化验，同时执行异常记录及警报、并且将自检数据上报至云平台。
24.综上，数据处理单元和自检单元优选利用nb-iot物联网技术将对应数据上报至云平台。
25.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种污水检测单节点系统，其特征在于，包括云平台、供能系统和负载系统，所述供能系统利用太阳能发电和/或风力发电技术为所述负载系统供电，且所述负载系统包括：采样池，采集污水样品；数据采集单元，采集所述采样池内污水样品的检测数据，且所述检测数据包括rgb图像数据和电导率数据；数据处理单元，分析所述检测数据是否异常，且在异常时执行警报、并将所述检测数据上报至云平台。2.根据权利要求1所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述采样池的进水侧和出水侧分别连接有in控制阀和out控制阀，且利用in控制阀和out控制阀的启闭实现所述采样池内污水样品的采集。3.根据权利要求1所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述负载系统还包括灯光补偿单元，根据当前检测环境光线对所述采样池的数据采集光线进行补偿。4.根据权利要求1所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述数据处理单元包括第一分析模块，且所述第一分析模块用于分析所述rgb图像数据是否超出f
1(max)
阈值所述电导率数据是否超出f
2(max)
阈值。5.根据权利要求4所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述数据处理单元还包括第二分析模块，且所述第二分析模块利用cnn模型进行所述检测数据的分类、并分析分类结果是否超出f
3(max)
阈值。6.根据权利要求5所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述数据处理单元还包括第三分析模块，且所述第三分析模块用于分析所述检测数据的数据容量是否超出f
4(max)
阈值。7.根据权利要求1所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述负载系统还包括超声清洗单元，在所述数据处理单元完成数据处理后超声清洗所述采样池。8.根据权利要求7所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：污水检测单节点系统执行周期性污水检测，且在一个检测周期中，以所述采样池开始采样为周期起始，以所述超声清洗单元完成清洗为周期结束。9.根据权利要求8所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述负载系统还包括自检单元，响应于一个检测周期的开始执行所述数据采集单元及所述超声清洗单元的自检，且在自检数据异常时执行警报、并将所述自检数据上报至云平台。10.根据权利要求9所述的一种污水检测单节点系统，其特征在于：所述数据处理单元和自检单元均利用nb-iot物联网技术将对应数据上报至云平台。

技术总结
本发明属于污水检测技术领域，公开了一种污水检测单节点系统，包括供能系统和负载系统，所述供能系统利用太阳能发电和/或风力发电技术为所述负载系统供电，且所述负载系统包括：采样池，采集污水样品；数据采集单元，采集所述采样池内污水样品的检测数据，且所述检测数据包括RGB图像数据和电导率数据；数据处理单元，分析所述检测数据是否异常，且在异常时执行警报、并将所述检测数据上报至云平台；综上，本发明能有效实现污水的全自动检测及异常警报，以此提高检测效率；具体在本发明中，以电导率检测和RGB图像检测相结合的方式作为检测手段，并且在检测过程中还能有效根据环境光线对数据采集光线进行补偿，从而有效保证检了测结果的准确。结果的准确。结果的准确。


技术研发人员：王华军 罗平
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/9/6