[发明专利]一种基于物联网的泵站自动控制装置

权利要求书

1.一种基于物联网的泵站自动控制装置，其特征在于：包括智能数字终端、水位检测装置、温度检测装置、压力检测装置、流量检测装置、电量检测装置、控制单元、水泵、第一过滤器、蓄水池、第二过滤器和排水管；所述控制单元分别与所述智能数字终端、水位检测装置、温度检测装置、压力检测装置、流量检测装置、电量检测装置及水泵连接；所述水位检测装置、温度检测装置、压力检测装置、流量检测装置及电量检测装置分别用于检测所述水泵的水位、温度、压力、流量及电量；所述水泵上端与所述第一过滤器及蓄水池连通；所述水泵右端与所述第二过滤器和排水管连通；

所述基于物联网的泵站自动控制装置还包括电磁阀，所述电磁阀设置在所述水泵和第二过滤器之间；

所述基于物联网的泵站自动控制装置还包括污水检测装置，所述污水检测装置包括光源、第一光纤耦合器、校准样品池、待测样品池、第二光纤耦合器和光电探测器；所述光源通过滤光片、会聚透镜连接所述第一光纤耦合器的输入端；所述第一光纤耦合器的输出端分别通过所述校准样品池和待测样品池连接所述第二光纤耦合器的输入端，所述校准样品池内装有衬底标准液，所述待测样品池内装有待测水流样品；所述光电探测器接收所述第二光纤耦合器的输出端光信号，将所述光信号转换为电信号，并将所述电信号发送到所述控制单元；所述电信号包括待测信号U_S和校准信号D_S。

2.如权利要求1所述的基于物联网的泵站自动控制装置，其特征在于，所述控制单元包括污水数据处理模块和控制模块；所述污水数据处理模块用于对所述待测信号U_S和校准信号D_S进行处理，得到水流污染指数，并将所述水流污染指数发送到所述控制模块；所述控制模块用于将所述水流污染指数和预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果向所述水泵下发控制命令。

3.如权利要求2所述的基于物联网的泵站自动控制装置，其特征在于，所述污水数据处理模块包括：

待测信号分量获取单元，用于对所述待测信号U_S进行处理，得到待测水流样品的吸光值与粒子浓度；

校准信号分量获取单元，用于对所述校准信号D_S进行处理，得到衬底标准液的吸光值与粒子浓度；

水流污染指数获取单元，用于对所述待测水流样品的吸光值与粒子浓度和衬底标准液的吸光值与粒子浓度进行比较，得到水流污染指数。

4.如权利要求3所述的基于物联网的泵站自动控制装置，其特征在于，所述待测信号分量获取单元根据如下计算过程对所述待测信号U_S进行处理：

将所述待测信号U_S经过采样后的待测污染信号表示为x(n)，所述待测污染信号x(n)满足的差分方程为：

c₁[x(n-1)+x(n-3)]+c₂x(n-2)+[x(n)+x(n-4)]＝0

该差分方程的系数c₁、c₂分别为：

c₁＝-2(cosΩ₁₁+cosΩ₁₂)

c₂＝4cosΩ₁₁cosΩ₁₂+2

其中Ω₁₁和Ω₁₂分别为待测水流样品的吸光值与粒子浓度；

利用能量算子和差分能量算子得到该差分方程的系数表达式为：

其中，Ψ[x(n)]为待测污染信号的能量算子，其表达式为Ψ[x(n)]＝x²(n)-x(n-1)x(n+1)；

γ_k[x(n)]为待测污染信号k阶离散差分能量算子：其表达式为γ_k[x(n)]＝x(n)x(n+k-2)-x(n-1)x(n+k-1)；

联立式该差分方程的两个系数表达式，得到待测水流样品的吸光值与粒子浓度的表达式为：