一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种垃圾中转站的废水处理装置，特别涉及一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统。


背景技术：

2.由于垃圾中转站的环境比较差，为确保操作的身体健康和垃圾中转站安全运转，人们希望能够对垃圾中转站用于处理废水的设备的操作和监控实现远程控制，不仅可以方便快速的获取设备当前的运行情况，还能针对一些突发状况及时采取解决措施，从而避免一些不必要的人员安全和经济损失。同时，由于垃圾中转站处理废水装置的安全运行和相关数据十分重要，远程控制时还不得不面对相应的安全问题，比如第三方恶意篡改终端指令而引发安全事故，又或者盗取设备运行数据从而泄露的商业机密，这些安全问题一旦发生都可能带来灾难性的后果，因此，安全问题也必须加以解决。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷而提供一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，使其能够更安全地进行远程控制。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：
5.一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其包括水位检测传感器、进水控制阀、废水处理装置、可编程逻辑控制器、供电电源、数据传输单元、数据加密模块、云端服务器和若干电脑终端，水位检测传感器安装在废水处理设备的污水桶内壁上并将水位信号传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器连接于废水处理装置的进水控制阀用于控制废水的进水大小，当污水桶内的废水容量达到限度时关闭进水控制阀，反之则打开进水控制阀，电源连接于可编程逻辑控制器用于给控制器供电，数据传输单元将可编程逻辑控制器和云端服务器相连完成两者之间的数据通讯，电脑终端连接于云端服务器用来显示和控制装置的实时运转情况，数据加密模块分别连接数据传输单元和云端服务器，用来对传输的数据进行加密解密和权限验证。
6.更好地，数据加密模块包括数据加密模块一、数据加密模块二，数据加密模块一连接在数据传输单元，数据加密模块二连接在云端服务器，数据传输单元传输数据在到达数据加密模块一的时候先以des加密算法和事先存入在数据加密模块一中的秘钥对数据进行加密，然后将加密后的数据传输给数据加密模块二，数据加密模块二再用des加密算法和事先存入在数据加密模块二中的秘钥对数据进行解密，解密后的数据跟在服务器中写入的参数进行权限确认，确认通过之后，再将数据保存在数据库中，如果不通过，那么这些是非法数据，应当丢弃，并将事件记录在安全隐患当中，可以进行统一的检查。
7.更好地，将数据加密模块一连接在数据传输单元，将数据加密模块二连接在云端服务器，然后分别在两个数据加密模块中存入相同的8个字节的秘钥，数据传输单元和云端服务器之间的通讯，先将废水处理装置的参数写进云端服务器中，当装置要上传数据给服
务器的时候，数据的传输是从数据传输单元到云端服务器，数据在到达数据加密模块一的时候进行des对称加密，先将数据按照8个字节进行分块，因为des对称加密算法是以8个字节为一个块进行加密，一个数据块一个数据块的加密，一个8字节的明文加密后的密文也是8字节，如果明文长度不是8字节的整数倍，添加置为0的字节凑满8字节的整数倍，所以加密后的密文长度一定为8字节的整数倍，数据明文通过encoding指定不同的代码页，把字符串转成不同代码页对应的编码，变现为byte[]形式，然后将byte[]字节流明文用des算法和事先存入的8字节秘钥进行加密，生成byte[]字节流密文，加密之后将密文传输给数据加密模块二，数据加密模块二收到密文之后用des算法和事先存入的8字节秘钥进行解密，生成byte[]字节流明文，最后使用加密时encoding使用的代码页把byte[]形式的明文转换为适当的字符串明文，然后跟事先在服务器中写入的参数进行权限确认，确认通过之后，再将数据保存在数据库中，如果不通过，那么这些是非法数据，应当丢弃，并将事件记录在安全隐患当中；当电脑终端要下发操作指令给装置的时候，指令的传输是从电脑终端到云端服务器然后再到数据传输单元，数据到达数据加密模块二的时候先对数据进行加密，然后打包传输给数据加密模块一在数据加密模块一进行解密，解密之后对该条指令的操作人员进行权限验证是否具备操作权限，然后对该条指令进行验证是否是合法安全的操作，如果验证通过，那么将指令传输给可编程逻辑控制器控制废水处理装置进行相应的动作，如果验证未通过，那么该条指令废弃并将之记录在报警当中，然后将报警数据传输给服务器，到时候由权限更高的人员来检查和维修。
[0008]
更好地，所述云端服务器带有存储数据的数据库软件，使用该软件可以存储数据，由于历史保存在云端数据库中，技术人员可以随时的通过电脑终端查看设备运转的历史记录，更好的掌握设备状况。
[0009]
更好地，所述可编程逻辑控制器带有显示数据和修改参数的触摸屏，这样可以在可编程逻辑控制器上直接显示数据，进行操作。
[0010]
更好地，在废水处理装置的污水桶内根据不同深度安装水位传感器，并且将感受到的水位转变成变化的电信号传输给控制器，控制器将收到的电信号根据不同传感器的位置用相应的转化比例来计算出每个传感器的数值，然后根据算法去掉数据明显错误的传感器，将剩余的传感器采集的数据取平均数，计算出最后的废水容量，可编程逻辑控制器再将这个计算得出的数据传输给数据传输单元，数据传输单元将这个数据通过无线数据单元传输给云端服务器，并将之保存在数据库中，这样，操作人员可以通过电脑终端实时查看这些数据，以了解设备实时运转情况，并下发指令给设备以此来操控设备。
[0011]
更好地，远程控制的终端可以使用微信小程序和手机app，让技术人员随时随地的掌握设备运行情况。
[0012]
更好地，可编程逻辑控制器定时地将传感器数据进行纵向比较和横向比较，查询是否有长时间处于数据异常的传感器，如果有，就将该传感器异常情况通过数据传输单元上报给云端服务器，以便于工作人员知晓问题，及时的检查和修复装置。
[0013]
更好地，所述可编程逻辑控制器带有保存数据的存储模块。当通讯因为网络问题出现故障时，可编程逻辑将当前的数据保存在本地的存储设备中，当网络通讯恢复正常时，再将数据传输给云端服务器，可以有效的避免数据的丢失。
[0014]
与现有技术相比，本实用新型不但能够对垃圾中转站废水处理装置的关键数据实
现远程传输和操作，进行远程控制，而且能对传输数据进行加密和解密，因此，其远程控制系统安全性高。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型实施例一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统的原理框图。
具体实施方式
[0016]
以下结合附图、实施例对本实用新型作进一步描述。
[0017]
如图1所示，一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其包括一组水位检测传感器1、进水控制阀2、废水处理装置7、可编程逻辑控制器3、电源8、数据传输单元4、数据加密模块一9、数据加密模块二10、云端服务器5和若干电脑终端6。
[0018]
所述水位检测传感器1安装在废水处理设备7的污水桶内壁，连接于可编程逻辑控制器3，将污水桶内的废水容量数据转化为模拟量传输给可编程逻辑控制器3，通过公式计算得出当前污水桶内的废水容量，可编程逻辑控制器3连接于废水处理装置7的进水控制阀2用于控制装置的废水进水量，当污水桶内的废水容量达到限度时关闭进水控制阀2，反之则打开进水控制阀2。电源8连接于可编程逻辑控制器3和数据传输单元4用于给其供电，数据传输单元4将可编程逻辑控制器3和云端服务器5相连完成两者之间的数据通讯，电脑终端6连接于云端服务器5用来显示和控制装置的实时运转情况。
[0019]
所述水位传感器1将采集到的电信号传输给可编程逻辑控制器3，通过可编程逻辑控制器3中的处理芯片来计算出当前污水桶内的废水容量，计算公式根据不同传感器的位置和不同的传感器的类型而设定。一方面，可编程逻辑控制器3根据计算得出的结果去控制废水处置装置7的进水控制阀2，另一方面将数据传输给数据传输单元4，使用modbus-rtu协议，数据传输单元4为主站，可编程逻辑控制器3为从站，数据传输单元4通过485串口发送获取数据的指令给可编程逻辑控制器3，可编程逻辑控制器3将相应寄存器的值传回给数据传输单元4，完成一次数据通讯。之后数据传输单元4将获取到的数据通过tcp/ip协议以固定的数据结构传输给云端服务器5，在云端服务器5上有一个数据接收程序，将接收到的数据进行计算和处理，然后将结果保存在云端数据库中。在这之间会有一个数据的安全验证：数据在到达数据加密模块一9的时候先以des加密算法和事先存入在数据加密模块一9中的秘钥对数据进行加密，然后将加密后的数据传输给数据加密模块二10，数据加密模块二10再用des加密算法和事先存入在数据加密模块二10中的秘钥对数据进行解密，解密后的数据跟在服务器5中写入的参数进行权限确认，确认通过之后，再将数据保存在数据库中，如果不通过，那么这些是非法数据，应当丢弃，并将事件记录在安全隐患当中，可以进行统一的检查。
[0020]
更具体地，将数据加密模块一连接在数据传输单元，将数据加密模块二连接在云端服务器，然后分别在两个数据加密模块中存入相同的8个字节的秘钥，数据传输单元和云端服务器之间的通讯，先将废水处理装置的参数写进云端服务器中，当装置要上传数据给服务器的时候，数据的传输是从数据传输单元到云端服务器，数据在到达数据加密模块一的时候进行des对称加密，先将数据按照8个字节进行分块，因为des对称加密算法是以8个
字节为一个块进行加密，一个数据块一个数据块的加密，一个8字节的明文加密后的密文也是8字节，如果明文长度不是8字节的整数倍，添加置为0的字节凑满8字节的整数倍，所以加密后的密文长度一定为8字节的整数倍，数据明文通过encoding指定不同的代码页，把字符串转成不同代码页对应的编码，变现为byte[]形式，然后将byte[]字节流明文用des算法和事先存入的8字节秘钥进行加密，生成byte[]字节流密文，加密之后将密文传输给数据加密模块二，数据加密模块二收到密文之后用des算法和事先存入的8字节秘钥进行解密，生成byte[]字节流明文，最后使用加密时encoding使用的代码页把byte[]形式的明文转换为适当的字符串明文，然后跟事先在服务器中写入的参数进行权限确认，确认通过之后，再将数据保存在数据库中，如果不通过，那么这些是非法数据，应当丢弃，并将事件记录在安全隐患当中，可以进行统一的检查。
[0021]
当电脑终端要下发操作指令给装置的时候，指令的传输是从电脑终端到云端服务器然后再到数据传输单元，数据到达数据加密模块二的时候先对数据进行加密，然后打包传输给数据加密模块一在数据加密模块一进行解密，解密之后对该条指令的操作人员进行权限验证是否具备操作权限，然后对该条指令进行验证是否是合法安全的操作，如果验证通过，那么将指令传输给可编程逻辑控制器控制废水处理装置进行相应的动作，如果验证未通过，那么该条指令废弃并将之记录在报警当中，然后将报警数据传输给服务器，到时候由权限更高的人员来检查和维修。
[0022]
在云端服务器5中还有一个web服务后台使用python语言开发，应用tornado框架，用来与电脑终端6进行数据交互，电脑终端6发送一个获取数据的指令给web服务后台，后台程序将从数据库中获得的数据返回给电脑终端6。
[0023]
当技术人员需要控制废水处置装置7的进水控制阀2开关，那么可以通过电脑终端6发送相应的指令给云端服务器5，云端服务器5将该指令传输给数据传输单元4，数据到达数据加密模块二10的时候先对数据进行加密，然后打包传输给数据加密模块一9在数据加密模块一9进行解密，解密之后对该条指令的操作人员进行权限验证是否具备操作权限，然后对该条指令进行验证是否是合法安全的操作，如果验证通过，数据传输单元4发送设置寄存器指令给可编程逻辑控制器3，可编程逻辑控制器3读取约定好的寄存器值解析成指令动作，然后控制废水处置装置7的动作并且回复设置成功给电脑终端6，电脑终端6得到回复之后，将设置成功的状态显示给工作人员。如果验证未通过，那么该条指令废弃并将之记录在报警当中，然后将报警数据传输给服务器，到时候由权限更高的人员来检查和维修。

技术特征：
1.一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：其包括水位检测传感器、进水控制阀、废水处理装置、可编程逻辑控制器、供电电源、数据传输单元、数据加密模块、云端服务器和若干电脑终端，水位检测传感器安装在废水处理设备的污水桶内壁上并将水位信号传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器连接于废水处理装置的进水控制阀用于控制废水的进水大小，当污水桶内的废水容量达到限度时关闭进水控制阀，反之则打开进水控制阀，电源连接于可编程逻辑控制器用于给控制器供电，数据传输单元将可编程逻辑控制器和云端服务器相连完成两者之间的数据通讯，电脑终端连接于云端服务器用来显示和控制装置的实时运转情况，数据加密模块分别连接数据传输单元和云端服务器，用来对传输的数据进行加密解密和权限验证。2.如权利要求1所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：所述数据加密模块包括数据加密模块一、数据加密模块二，数据加密模块一连接在数据传输单元，数据加密模块二连接在云端服务器，数据传输单元传输数据在到达数据加密模块一的时候先以des加密算法和事先存入在数据加密模块一中的秘钥对数据进行加密，然后将加密后的数据传输给数据加密模块二，数据加密模块二再用des加密算法和事先存入在数据加密模块二中的秘钥对数据进行解密，解密后的数据跟在服务器中写入的参数进行权限确认，确认通过之后，再将数据保存在数据库中，如果不通过，那么这些是非法数据，应当丢弃，并将事件记录在安全隐患当中，可以进行统一的检查。3.如权利要求1所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：所述云端服务器带有存储数据的数据库软件，使用该软件存储数据。4.如权利要求3所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：在废水处理装置的污水桶内根据不同深度安装水位传感器，并且将感受到的水位转变成变化的电信号传输给控制器，控制器将收到的电信号根据不同传感器的位置用相应的转化比例来计算出每个传感器的数值，然后根据算法去掉数据明显错误的传感器，将剩余的传感器采集的数据取平均数，计算出最后的废水容量，可编程逻辑控制器再将这个计算得出的数据传输给数据传输单元，数据传输单元将这个数据通过无线数据单元传输给云端服务器，并将之保存在数据库中。5.如权利要求1所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器带有显示数据和修改参数的触摸屏，这样可以在可编程逻辑控制器上直接显示数据，进行操作。6.如权利要求1所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：所述远程控制的终端可以使用微信小程序和手机app。7.如权利要求1所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器定时地将传感器数据进行纵向比较和横向比较，查询是否有长时间处于数据异常的传感器。8.如权利要求1所述的用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器带有保存数据的存储模块。
技术总结
一种用于垃圾中转站废水处理装置的远程控制系统，其包括水位检测传感器、进水控制阀、废水处理装置、可编程逻辑控制器、供电电源、数据传输单元、数据加密模块、云端服务器和若干电脑终端，水位检测传感器安装在废水处理设备的污水桶内壁上并将水位信号传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器连接于废水处理装置的进水控制阀用于控制废水的进水大小，电源连接于可编程逻辑控制器用于给控制器供电，数据传输单元将可编程逻辑控制器和云端服务器相连完成两者之间的数据通讯，电脑终端连接于云端服务器用来显示和控制装置的实时运转情况，数据加密模块分别连接数据传输单元和云端服务器，用来对传输的数据进行加密解密和权限验证。验证。验证。


技术研发人员：阮雪薇 许天成 邵宇 方杰 阮文媚
受保护的技术使用者：宁波博衍环境科技有限公司
技术研发日：2020.04.11
技术公布日：2021/3/9