基于物聯(lián)網(wǎng)的生活廢水智能管理與綜合利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)也廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。利用物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)，對(duì)生活廢水進(jìn)行二次利用，可以有效地保護(hù)環(huán)境、緩解水資源等問(wèn)題，為創(chuàng)建節(jié)水型城鎮(zhèn)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展，共建和諧社會(huì)起到了推動(dòng)作用。
1 相關(guān)技術(shù)及現(xiàn)狀
本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)生活廢水的智能化處理，把可二次利用的廢水儲(chǔ)存起來(lái)，用于沖便器、智能化綠化和灌溉等。
經(jīng)查閱相關(guān)資料，現(xiàn)有節(jié)水系統(tǒng)對(duì)日常生活廢水只能進(jìn)行人為的判斷，即人為地進(jìn)行三通閥的開(kāi)關(guān)。
隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工具也在日新月異地更新，其中，灌溉系統(tǒng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率起著不可替代的作用。原有的節(jié)水灌溉系統(tǒng)雖然在降低作物灌溉制度，提高作物產(chǎn)量上有明顯的作用，但由于人工操作的可變性過(guò)大，致使灌溉的合理性無(wú)法得到進(jìn)一步的提高。
本系統(tǒng)基于傳感器技術(shù)，對(duì)土壤含水量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。把采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給中央控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)軟件，進(jìn)行運(yùn)算，以精確實(shí)現(xiàn)智能化灌溉。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的生活廢水二次利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)
系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(IOT)，通過(guò)系統(tǒng)智能化管理，對(duì)日常生活中的廢水(洗菜水、洗衣水、洗澡水等)進(jìn)行統(tǒng)一的判斷、處理、分類(lèi)，把可二次利用的廢水儲(chǔ)存在地面下的總蓄水池中，通過(guò)智能化控制，把廢水進(jìn)行綜合利用。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，日常生活中沖便器所需要的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生活中產(chǎn)生的可二次利用的廢水。因此，依據(jù)此特點(diǎn)，本系統(tǒng)另一用途：利用傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等對(duì)綠色植被、農(nóng)作物進(jìn)行智能化灌溉。
智能灌溉系統(tǒng)由中央控制計(jì)算機(jī)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、測(cè)量控制單元和相應(yīng)傳感器、灌溉設(shè)備組成。數(shù)據(jù)采集和灌溉控制通過(guò)無(wú)線方式由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色植被、農(nóng)作物的氣象參數(shù)和灌溉參數(shù)的實(shí)時(shí)采集。
整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與以往的廢水處理系統(tǒng)相比較，采用了過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，傳感器進(jìn)行判斷，系統(tǒng)智能化抽水，系統(tǒng)智能化灌溉，避免了以往廢水處理用化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，節(jié)省了傳統(tǒng)灌溉的人力資源。整個(gè)系統(tǒng)遵循綠色環(huán)保、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念，突出體現(xiàn)能源再生利用、超低能耗、信息化控制、健康環(huán)保和人性化的設(shè)計(jì)理念，其工作原理如圖1所示。
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