基于漂浮式一体化智慧泵站的智慧水务控制系统

本发明涉及一体化智慧泵站，尤其涉及一种基于漂浮式一体化智慧泵站的智慧水务控制系统。

背景技术：

1、一体化智慧泵站多置于河道或水池内，用于农田排水、农业灌溉等。现有的一体化智慧泵站的控制系统不够全面，在使用的过程中不够方便，不能满足实际的工作需求，例如无法监测水源水位的变化，泵站工作人员难以实时获得水位数据，当水位过低时，水泵无法正常取水，导致水泵空转损坏；水泵四周没有防护设备，容易发生安全事故，并且水泵在运行过程中存在被污泥杂物堵塞的情况，造成水泵无法正常运行工作。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于漂浮式一体化智慧泵站的智慧水务控制系统，用以实时检测水源水位的变化，防止水泵空转损坏，并且减少安全事故的发生，维持水泵的正常运行工作。

2、第一方面，本发明提供了基于漂浮式一体化智慧泵站的智慧水务控制系统，所述控制系统基于漂浮式一体化智慧泵站实现，并且所述漂浮式一体化智慧泵站通过移动通信网络与智慧泵站服务器进行连接；所述漂浮式一体化智慧泵站包括漂浮机构和输水管；所述控制系统包括固定于漂浮机构内侧的第一液位变送器以及外侧的液位监测机构；所述漂浮机构外围设置有电子围栏，所述当电子围栏检测到活体物体时，进行声光报警，并将报警信号远程发送至客户端；

3、所述第一液位变送器用于测量水泵相对于水平面的水位；启动水泵前通过第一液位变送器测量水位，当第一液位变送器检测到水位大于第一阈值时，启动水泵。水泵运行过程中，第一液位变送器实时检测水位；根据历史水位数据，采用lstm算法，预测未来n分钟的水位趋势。根据水位趋势，实时调整水泵功率，用于保证水泵功率运行在最佳工作区间；当第一液位变送器检测到水位小于第一阈值时，自动关闭水泵；所述液位监测机构包括第二液位变送器、螺杆、轴承、电机和第一压力变送器；所述第一压力变送器两端分别通过弹簧机构与第二液位变送器和螺杆连接；所述第二液位变送器设置于浮球中；根据第一压力变送器获取的压力值，控制电机工作，电机通过弹簧机构驱动螺杆上下移动，以使浮球紧靠河底，以便实时测量河流的水位；其中轴承用于固定螺杆，保证螺杆进行上下移动；所述输水管上安装有压力传感器和第一流量计，所述控制系统根据输水管压力传感器获取的水压和第一流量计获得的流量，根据需求的供水压力或者供水流量，控制水泵的输出功率；所述控制系统根据压力传感器获取的水压和第一流量计获得的流量以及控制系统输出的水泵电流、电压、运行功率，启动清污机构。

4、可选地，所述控制系统还包括太阳能供电机构，所述太阳能供电机构包括电池板、充电装置、蓄电池以及蓄电池检测装置，所述蓄电池检测装置用于检测蓄电池的电压、电流和寿命。

5、可选地，所述控制系统还包括河道流速流量监测装置，所述河道流速流量监测装置采用多普勒雷达测速原理，用于测量河道水位、流速、流量和累计流量。

6、可选地，所述控制系统还包括岸上摄像头和水底摄像头，所述岸上摄像头用于监控整个泵站的工作状态以及识别预警；所述水底摄像头用于监控水泵、拦污罩、清污机构和密闭机构。

7、可选地，所述漂浮机构安装有浊度仪，用于测量水中的浊度。

8、可选地，所述控制系统还包括一体化设备室，所述一体化设备室包括逆止阀、第二流量计、第二压力变送器、远传压力表和恒压/恒流量供水控制系统。

9、可选地，所述控制系统还包括密闭机构；在关闭水泵时，延迟m分钟后，此时启动密闭机构，自动关闭拦污罩进水孔；启动水泵前，首先启动密闭机构，打开拦污罩进水孔；当主电源断电，水泵异常关闭时，此时密闭机构将运用太阳能供电机构，以便自动关闭拦污罩进水孔。

10、可选地，所述控制系统还包括清污机构；在水泵运行时，清污机构根据控制系统运行状况和实时数据，自动控制，以清理拦污罩。

11、可选地，所述lstm模型融合注意力机制，采用堆叠的长短期记忆网络lstm；所述lstm模型由数据预处理、lstm网络、注意力机制attention、dropout层以及全连接层五个部分组成。

12、本发明提供的技术方案中，该智慧水务控制系统基于漂浮式一体化智慧泵站实现，并且漂浮式一体化智慧泵站通过移动通信网络与智慧泵站服务器进行连接；漂浮式一体化智慧泵站包括漂浮机构和输水管；该控制系统包括固定于漂浮机构内侧的第一液位变送器以及外侧的液位监测机构；漂浮机构外围设置有电子围栏，当电子围栏检测到活体物体时，进行声光报警，并将报警信号远程发送至客户端；第一液位变送器用于测量水泵相对于水平面的水位；启动水泵前通过第一液位变送器测量水位，当第一液位变送器检测到水位大于第一阈值时，启动水泵；水泵运行过程中，第一液位变送器实时检测水位。根据历史水位数据，采用lstm模型，预测未来n分钟的水位趋势；根据水位趋势，实时调整水泵功率，用于保证水泵功率运行在最佳工作区间；当第一液位变送器检测到水位小于第一阈值时，自动关闭水泵；液位监测机构包括第二液位变送器、螺杆、轴承、电机和压力变送器；压力变送器两端分别通过弹簧机构与第二液位变送器和螺杆连接；第二液位变送器设置于浮球中；根据第一压力变送器获取的压力值，控制电机工作，电机通过弹簧机构驱动螺杆上下移动，以使浮球紧靠河底，以便实时测量河流的水位；其中轴承用于固定螺杆，以保证螺杆进行上下移动；输水管上安装有压力传感器和流量计，控制系统根据压力传感器获取的水压和第一流量计获得的流量，根据需求的供水压力或者供水流量，控制水泵的输出功率；所述控制系统根据压力传感器获取的水压和第一流量计获得的流量以及控制系统输出的水泵电流、电压、运行功率，启动清污机构，该控制系统通过第一液位变送器和液位监测机构可以实时监测水源水位的变化，泵站工作人员通过实时获得水位数据，防止了水泵空转损坏的情况；通过增加电子围栏防护设备，减少了安全事故的发生，并且水泵在运行过程中可以启动清污机构，维持了水泵的正常运行。

技术特征：

1.一种基于漂浮式一体化智慧泵站的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统基于漂浮式一体化智慧泵站实现，并且所述漂浮式一体化智慧泵站通过移动通信网络与智慧泵站服务器进行连接；所述漂浮式一体化智慧泵站包括漂浮机构(1)和输水管(2)；所述控制系统包括固定于漂浮机构(1)内侧的第一液位变送器(11)以及外侧的液位监测机构(12)；所述漂浮机构(1)外围设置有电子围栏(9)，所述当电子围栏(9)检测到活体物体时，进行声光报警，并将报警信号远程发送至客户端；

2.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括太阳能供电机构(3)，所述太阳能供电机构(3)包括电池板(31)、充电装置(32)、蓄电池(33)以及蓄电池检测装置(34)，所述蓄电池检测装置(34)用于检测蓄电池(33)的电压、电流和寿命。

3.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括河道流速流量监测装置(4)，所述河道流速流量监测装置(4)采用多普勒雷达测速原理，用于测量河道水位、流速、流量和累计流量。

4.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括岸上摄像头(5)和水底摄像头(6)，所述岸上摄像头(5)用于监控整个泵站的工作状态以及识别预警；所述水底摄像头(6)用于监控水泵、拦污罩、清污机构(14)和密闭机构(13)。

5.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述漂浮机构(1)安装有浊度仪(7)，用于测量水中的浊度。

6.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括一体化设备室(8)，所述一体化设备室(8)包括逆止阀(81)、第二流量计(82)、第二压力变送器(83)、远传压力表(84)和恒压/恒流量供水控制系统(85)。

7.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括密闭机构(13)；在关闭水泵时，延迟m分钟后，此时启动密闭机构(13)，自动关闭拦污罩进水孔；启动水泵前，首先启动密闭机构(13)，打开拦污罩进水孔；当主电源断电，水泵异常关闭时，此时密闭机构(13)将运用太阳能供电机构(3)，以便自动关闭拦污罩进水孔。

8.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括清污机构(14)；在水泵运行时，清污机构(14)根据控制系统运行状况和实时数据，自动控制，以清理拦污罩。

9.根据权利要求1所述的智慧水务控制系统，其特征在于，所述lstm模型融合注意力机制，采用堆叠的长短期记忆网络lstm；所述lstm模型由数据预处理、lstm网络、注意力机制attention、dropout层以及全连接层五个部分组成。

技术总结
本发明涉及一体化智慧泵站技术领域，尤其是提供了一种基于漂浮式一体化智慧泵站的智慧水务控制系统。该控制系统包括第一液位变送器以及液位监测机构。水泵运行过程中，第一液位变送器实时检测水位。根据历史水位数据，采用LSTM模型，预测未来N分钟的水位趋势；根据水位趋势，实时调整水泵功率，用于保证水泵功率运行在最佳工作区间；当第一液位变送器检测到水位小于第一阈值时，自动关闭水泵；漂浮机构外围设置有电子围栏，当电子围栏检测到活体物体时，进行声光报警，并将报警信号远程发送至客户端；输水管上安装有压力传感器和第一流量计；通过增加电子围栏防护设备，减少了安全事故的发生。

技术研发人员：何波,何滔,李军,祁恩春,李之韫
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15