[发明专利]一种针对农村面源污染的湿地自动化控制系统

权利要求书

1.一种针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，包括中央控制模块、人工湿地模块、用于向人工湿地模块供水的进水模块以及用于向外排水的出水模块，其特征在于，通过所述中央控制模块接收相应信号进行处理并发出控制执行信号，并判断人工湿地模块的当前状态，进入空闲模式、工作模式、休床模式以及检修模式；在所述进水模块处设置有水质检测模块以及流量监测模块，在所述人工湿地模块内设置有液位检测模块，在所述人工湿地模块附近设置有天气监测模块，所述进水模块、出水模块、水质检测模块、流量监测模块、液位检测模块以及天气监测模块均与设置的中央控制模块进行通讯；

所述中央控制模块，判断的人工湿地模块状态为：

当人工湿地模块处于空闲模式下，中央控制模块控制进水模块向人工湿地模块进行布水，进入工作模式；

当人工湿地模块处于工作模式下，中央控制模块根据水质检测模块以及流量监测模块的信号来自动设置水力停留时间，待水力停留时间结束，开启出水模块排水，之后进入休床模式或空闲模式；

当人工湿地模块处于休床模式下，中央控制模块根据上一次工作模式下处理状况以及在休床期间的天气监测模块的数据来确定休床时间，待休床时间结束，进入空闲模式；

在人工湿地模块处于工作模式下，中央控制模块根据液位检测模块得到的信号判断是否出现堵塞，若出现堵塞则停止工作，发出报警并自动进入检修模式，待检修完成之后可进入工作模式或空闲模式或休床模式。

2.根据权利要求1所述针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，其特征在于，所述进水模块包括进水闸门和/或进水水泵；所述出水模块包括出水闸门和/或出水水泵；所述水质检测模块包括用于检测来水水质的水质检测探头；所述流量监测模块包括用于检测来水流量以及流速的流量计；所述天气监测模块包括用于采集环境温度的温度传感器以及用于检测雨量或雪量的光学雨雪量计。

3.根据权利要求2所述针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，其特征在于，所述液位检测模块包括位于人工湿地模块表面的第一液位传感器、位于人工湿地模块底部的第二液位传感器，在所述人工湿地模块内设置有检查井，所述第二液位传感器设置于检查井内，所述第一液位传感器用于检测表面水位，判断滤床是否发生堵塞，所述第二液位传感器用于检测内部水位，用于判断是否达到布水水位高度；在工作模式下,布水结束1h后，第一液位传感器检测到的表面水位不为0且数值超过人工湿地模块设计高度的20％时说明发生堵塞。

4.根据权利要求1所述针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，其特征在于，在工作模式下，所述天气监测模块统计在T₁h时间内累计降雨量P₁mm，在所述中央控制模块内设置雨量设计值P_设计1mm，当P₁≥P_设计1时，进入雨天液位模式。

5.根据权利要求4所述针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，其特征在于，所述雨天液位模式为所容纳水量液位为人工湿地模块设计液位的50％-100％。

6.根据权利要求1所述针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，其特征在于，在工作模式下，所述进水模块开始进水，所述流量监测模块将监测到的流量信号送至中央控制模块，所述中央控制模块统计水力负荷，实时统计经过24h的实际累计水力负荷为日水力负荷，实时统计经过一周的实际累计水力负荷为周水力负荷，实时统计经过一年的实际累计水力负荷为年水力负荷；

判断日水力负荷是否达到日水力负荷设定值，或周水力负荷是否达到周水力负荷设定值，或年水力负荷是否达到年水力负荷设定值；

若是，则所述中央控制模块控制人工湿地模块进入休床模式；

若否，则所述中央控制模块控制人工湿地模块达到设计液位停止进水。

7.根据权利要求1所述针对农村面源污染的湿地自动化控制系统，其特征在于，在工作模式下，所述水质检测模块从进水开始到进水结束检测来水的水质并将信号传递至中央控制模块，所述中央控制模块计算出水质平均值，将水质平均值与中央控制模块内置的水质设定值进行对比，最终确定污染类型从而得到水力停留时间。