CN112875827A - 基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统和水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统和水处理系统，该智能加药系统包括用于采集矾花图像和水质参数的采集装置，用于根据矾花特征，水质参数确定矾花特征、水质参数、加药参数三者之间的关联关系的关联模型，用于判断上一次加药参数是否适用于当前水质参数的合理性的加药参数确定装置以及用于执行加药操作的加药装置，可以实现通过自动化的方式完成包括加药参数确定在内的加药操作，提升了工作效率，工人只需要关注于智能加药系统的工作情况即可，对工人的经验、技术水平要求不高，降低了工作强度降低了工作成本。

Description

基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统和水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统和水处理系统。

背景技术

污水处理过程中往往需要向污水中加入混凝剂(加药)等实现混凝，以使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集。混凝是污水处理的重要环节，对出水水质等有较大影响。

相关技术中，对于污水的处理，往往是依赖于人工进行加药参数确定、执行加药等操作，需要不断确定新的加药参数，按照新的加药参数进行加药操作，缺乏系统化智能化工具的辅助，工作效率较低、成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统和水处理系统，用于解决过传统方法中依赖于人工进行加药参数确定、执行加药等操作，工作效率较低、成本较高的技术问题。

针对于上述问题，本发明提供了一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，包括：

采集装置，用于采集矾花图像和水质参数；

关联模型，用于根据矾花特征，所述水质参数确定矾花特征、水质参数、加药参数三者之间的关联关系；

加药参数确定装置，用于获取上一次加药操作对应的上一次加药参数，并根据所述矾花图像确定矾花特征，根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型判定所述上一次加药参数的合理性；

加药装置，用于当判定结果为合理，将所述上一次加药参数作为执行加药参数，并根据所述执行加药参数执行加药操作。

可选的，当判定结果为合理不合理，根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型确定本次建议加药参数；

将所述本次建议加药参数作为执行加药参数，并根据所述执行加药参数执行加药操作。

可选的，根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型判定所述上一次加药参数的合理性包括：

根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型确定本次建议加药参数；

获取所述上一次加药参数与所述本次建议加药参数之间的差异；

若所述差异小于或等于预设差异阈值，判定结果为合理；

若所述差异大于预设差异阈值，判定结果为不合理。

可选的，还包括输入装置，用于以下至少之一：

获取加药参数调整信息，并根据所述加药参数调整信息调整所述执行加药参数；

获取水质参数调整信息，并根据所述水质参数调整信息调整所述水质参数。

可选的，所述采集装置包括图像采集装置，所述图像采集装置包括采集窗口、清洁臂和清洁刮条，若需要对所述采集窗口进行清洁，所述清洁臂带动所述清洁刮条将所述采集窗口表面的附着物刮落。

可选的，还包括数据存储装置，用于存储历史信息，所述历史信息包括以下至少之一：

加药时间、水质参数、矾花特征、矾花图像、本次建议加药参数、执行加药参数、加药参数调整信息、水质参数调整信息、加药参数调整信息的获取时间、水质参数调整信息的获取时间、加药参数调整信息的输入来源、水质参数调整信息的输入来源。

可选的，还包括提示装置，用于以下至少之一：

间隔预设时间提示进行采集窗口清洁；

所述采集装置包括水质采集装置，若所述水质采集装置采集到的所述水质参数为空，提示水质参数采集异常。

可选的，还包括显示装置，用于显示水处理信息，所述水处理信息包括以下至少之一：

矾花图像、矾花特征信息、矾花图像识别结果、水质参数、上一次加药参数、合理性、执行加药参数、预设时间段内加药参数时间趋势、预设时间段内水质参数时间趋势、加药池效果图。

可选的，所述水质参数包括水质合格判定参数，所述智能加药系统还包括函数调整装置，若所述水质合格判定参数大于预设合格阈值，所述执行加药参数包括本次建议加药参数，用于调整所述关联模型。

本发明实施例还提供了一种水处理系统，包括如上述任一项所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统。

如上所述，本发明提供的一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统和水处理系统，具有以下有益效果：

该智能加药系统包括用于采集矾花图像和水质参数的采集装置，用于根据矾花特征，水质参数确定矾花特征、水质参数、加药参数三者之间的关联关系的关联模型，用于判断上一次加药参数是否适用于当前水质参数的合理性的加药参数确定装置以及用于执行加药操作的加药装置，可以实现通过自动化的方式完成包括加药参数确定在内的加药操作，提升了工作效率，工人只需要关注于智能加药系统的工作情况即可，对工人的经验、技术水平要求不高，降低了工作强度，降低了工作成本。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的智能加药系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的图像采集装置部分结构的一种结构示意图；

图3为图2所示结构的侧面示意图；

图4为本发明实施例一提供的具体的智能加药系统的一种结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的具体的智能加药系统的操作使用方式流程示意图；

图6为控制页面图；

图7为图像识别页面图；

图8为加药控制页面图；

图9为图像识别参数页面图；

图10为水质参数页面图；

图11为大屏展示页面图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一

请参阅图1，本发明实施例提供的一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，包括：

采集装置15，用于采集矾花图像和水质参数；

关联模型，用于确定矾花特征、水质参数、加药参数三者之间的关联关系；

加药参数确定装置3，用于获取上一次加药操作对应的上一次加药参数，并根据矾花图像确定矾花特征，根据矾花特征、水质参数以及关联模型判定上一次加药参数的合理性；

加药装置4，用于当判定结果为合理，将上一次加药参数作为执行加药参数，并根据执行加药参数执行加药操作。

可选的，继续参见图1，采集装置15包括：

图像采集装置1，用于采集矾花图像；

水质采集装置2，用于采集水质参数。

在一些实施例中，图像采集装置包括采集窗口、清洁臂和清洁刮条，若需要对采集窗口进行清洁，清洁臂带动清洁刮条将采集窗口表面的附着物刮落。

可选的，参见图2和图3，清洁臂5可以是设置于采集窗口6相对两侧，清洁刮条7两端分别与一个清洁臂5固定连接，通过清洁臂5带动清洁刮条7沿采集窗口6一侧运动到另一侧，以实现将采集窗口6表面的附着物刮落。若希望清洁效果更佳，可以使清洁刮条往复运动，以增强清洁能力。

可选的，继续参见图2和图3，清洁结构还包括刮条暂存槽8，刮条暂存槽8设置于靠近采集窗口6的一侧，当不需要进行清洁时，清洁臂5带动清洁刮条7暂存与刮条暂存槽8中，这样既可以保护刮条，又可以不阻挡采集窗口的图像采集路径。

可选的，刮条暂存槽也可以在清洁刮条的运动方向前后各设置一个。

需要说明的是，图2和图3仅是一种清洁机构的示例，清洁臂也可以是仅有一个，清洁刮条上设置于硬度较高的支架上，通过清洁臂带动支架进而实现将采集窗口表面的附着物刮落。

可选的，刮条的运动方式除图2和图3所示的平移之外，还可以是中心转动等方式，在此不做限定。

可选的，图像采集装置设置于水下，用于拍摄水图像，由于水中包括矾花，水图像成像的主要是矾花，因此，水图像也就是矾花图像。

可选的，图像采集装置包括设置于水下的摄像头，采集窗口可以理解为摄像头的镜头。由于水中包括有很多杂质，可能会不断累积附着在镜头上，进而影响拍摄到的矾花图像的质量，因此，需要对镜头进行清洁。

镜头的清洁方式可以是将图像采集装置转移出水后，进行清洁，如采用喷淋、冲刷的方式进行清洁。

镜头清洁的方式也可以是直接在水下，通过图像采集装置自带的清洁机构来对镜头进行清洁。

在一些实施例中，该智能加药系统应用于流动的水处理，由于水的污染程度短时间内可能变化并不是很大，因此可以通过加药参数确定装置确定上一次加药参数应用于处于当前水是否合适，若合适则直接采用上一次加药参数作为执行加药参数进行加药操作，可以免除对于加药参数的不必要的频繁调整，降低资源浪费。

可选的，通过水处理系统可以直接实现基于获取到的矾花图像所确定的矾花特征，以及采集到的水质参数，关联模型自动化的加药参数确定上一次加药参数是否合适，并进行加药，使得加药过程智能化、自动化，不再需要人工肉眼观察矾花情况，并根据经验确定加药参数，经过处理后的水质较为稳定，水处理效果较佳。

可选的，水质参数可以通过多个检测传感器获取。

可选的，水质参数包括但不限于PH值、温度、进水浊度、加药池出水浊度、流量、碱度、TDS(Total dissolved solids，溶解性固体总量)、电导率、药浓度、悬浮物浓度等中至少之一。

可选的，添加到水中的药包括但不限于混凝剂、絮凝剂等。

可选的，加药参数包括但不限于混凝剂的添加量、絮凝剂的添加量。

可选的，关联模型可以通过如下方式得到：

获取样本数据，并对初始关联模型进行训练，得到关联模型，样本数据包括但不限于多组矾花特征、加药参数和水质参数等。

其中，为使关联模型的适用性更佳，样本数据可以是在水处理系统所应用的水环境下获取。

可选的，预关联模型还可以通过其他相关技术实现，在此不做限定。

可选的，矾花特征的提取可以基于相关技术的方法实现，在此不做限定。

可选的，加药参数确定装置可以间隔一定反应时间才对上一次加药参数的合理性进行确定，这样可以使得上一次所加药品与水充分反应，节约资源。

可选的，反应时间可以由本领域技术人员自行设定，在此不做限定。

可选的，加药参数确定装置可以在完成试一次加药操作之后，直接才对上一次加药参数的合理性进行确定，对于反应时间非常短暂，随着药品加入迅速完成反应的情况，可以及时调整加药参数，系统灵活性、准确性更佳，水质处理质量较好。

在一些实施例中，当判定结果为合理不合理，根据矾花特征、水质参数以及关联模型确定本次建议加药参数，将本次建议加药参数作为执行加药参数，并根据执行加药参数执行加药操作。

可选的，根据矾花特征、水质参数以及关联模型判定上一次加药参数的合理性包括：

根据矾花特征、水质参数以及预设矾花特征-加药参数关联模型确定本次建议加药参数；

获取上一次加药参数与本次建议加药参数之间的差异；

若差异小于或等于预设差异阈值，判定结果为合理；

若差异大于预设差异阈值，判定结果为不合理。

可选的，预设差异阈值可以由本领域技术人员进行设定，在此不做限定。

可选的，预设差异阈值可以是针对各种水质参数均是相同的，也可以根据水质参数的不同设定多个预设差异阈值。

可选的，对于合理性的确定，还可以使用本领域其他相关技术实现，在此不做限定。

可选的，当上一次加药参数不再适合当前的水情况，也即当前的矾花特征、水质参数中至少之一与上一次加药时所对应的上一次矾花参数、水质参数存在较大程度上的差异，或者由于关联模型的优化，使得当上一次加药参数不再适合当前的水情况，此时则需要重新调整加药参数。

可选的，可以直接根据矾花特征、水质参数以及关联模型确定本次建议加药参数，将本次建议加药参数作为执行加药参数，进行加药操作。

可选的，可以从外界获取加药参数调整信息，例如工人手动输入数值作为执行加药参数，进行加药操作。

可选的，当判定合理性为不合理，此时可以对用户进行提示，以提醒用户是选用本次建议加药参数作为执行加药参数，还是自行输入加药参数调整信息，以确定执行加药参数。

可选的，污水处理系统还包括输入装置，用于以下至少之一：

获取加药参数调整信息，并根据加药参数调整信息调整执行加药参数；

获取水质参数调整信息，并根据水质参数调整信息调整水质参数。

可选的，输入装置包括但不限于触摸屏等。

可选的，加药参数调整信息包括加药量增加/减少量，此时，根据加药参数调整信息对执行加药参数进行调整，例如增加/减少相应的加药量，再根据执行加药参数执行加药操作。

可选的，加药参数调整信息包括人工输入加药量，此时，直接根据加药参数调整信息对执行加药参数进行调整，将加药参数调整信息作为执行加药参数，再根据执行加药参数执行加药操作。

可选的，若水质采集装置发生故障，采集不到水质参数，或者采集的水质参数明显错误时，通过输入装置提供了一种人工补救的方式，避免因水质采集装置故障所导致的智能加药系统所处理的水的品质下降问题，甚至智能加药系统不能正常工作的问题。

通过输入装置的设置，该智能加药系统可以在自动执行加药操作的基础上，接受人工调节，当客户有其他突发需求时，可以采用人工输入加药参数等方式，实现对智能加药系统的直接控制。

在一些实施例中，智能加药系统还包括数据存储装置，用于存储历史信息，历史信息包括但不限于以下至少之一：

加药时间、水质参数、矾花特征、矾花图像、本次建议加药参数、执行加药参数、加药参数调整信息、水质参数调整信息、加药参数调整信息的获取时间、水质参数调整信息的获取时间、加药参数调整信息的输入来源、水质参数调整信息的输入来源。

相关技术中，由于加药过程往往是依赖于人工判断、人工加药，因此，对于加药参数以及反映结果等并不会对各项数据记录，以及后续的分析，并不会对加药参数进行量化优化。而本发明实施例中，通过将历史信息加以记载，可以有效的帮助相关技术人员对于历史加药情况进行分析，及时发现问题并根据数据统计结果加以调整。例如，基于一段时间的执行加药参数与本次建议加药参数的误差分析，若每一次的本次建议加药参数中加药量都小于执行加药参数的加药量，则可以得到控制该智能加药系统的操作人员的偏好是希望使用尽量少的药量，因此，可以基于上述分析结果对关联模型加以调整，降低各水质参数、矾花特征所对应的加药参数中的加药量。

可选的，加药时间可以将开始加药的时间作为加药时间，也可以将加药结束的时间作为加药时间，还可以是自开始加药到结束加药的时间段等，本领域技术人员可以根据需要选取。

可选的，针对于每一次加药操作的上述信息在存储时加以区分，例如关联识别码或直接关联加药时间，以便后续分析。

可选的，加药参数调整信息的获取时间、水质参数调整信息的获取时间均可以基于智能加药系统自身的时间或网络时间确定。

可选的，加药参数调整信息的输入来源、水质参数调整信息的输入来源可以由当前智能加药系统的控制系统所登录的账号、加药参数调整信息、水质参数调整信息输入时所填写的输入信息等方式确定。

可选的，通过将上述历史信息进行存储，可以实现对于智能加药系统的历史处理结果进行追溯，也可以实现根据历史信息对智能加药系统的执行效果进行统计，方便对于智能加药系统的调整、故障检修。

在一些实施例中，智能加药系统还包括数据发送装置，用于发送历史信息。

可选的，数据发送装置可以根据数据请求，有针对性的发送对应的历史信息。例如，请求1月1日到1月30日的加药时间、水质参数、矾花特征、矾花图像信息，则发送装置可以提取数据存储装置中的对应的历史信息，并发送给对应的请求设备。

可选的，数据发送装置所发送的历史信息可以是某一时间段的全部历史信息，也可以是用户所选定的或系统默认设置的某些类别的历史信息，例如选择导出最近一个月的加药参数、水质参数。

在一些实施例中，还包括提示装置，用于以下至少之一：

间隔预设时间提示进行采集窗口清洁；

采集装置包括水质采集装置，若水质采集装置采集到的水质参数为空，提示水质参数采集异常。

可选的，提示装置包括但不限于显示屏、扬声器、指示灯等中至少之一。

例如，通过显示屏显示消息提示、通过扬声器语音播报提示信息、通过指示灯指示提示等。

可选的，提示装置包括触摸屏，在触摸屏显示提示消息后，引导用户在触摸屏上执行预设操作，例如，触摸屏提示进行采集窗口清洁，此时触摸屏还提示“点击屏幕开始采集窗口清洁”，这样可以方便用户操作，更加便捷。

在一些实施例中，污水处理系统还包括显示装置，用于显示水处理信息，水处理信息包括但不限于以下至少之一：

矾花图像、矾花特征信息、矾花图像识别结果、水质参数、上一次加药参数、合理性、执行加药参数、预设时间段内加药参数-时间趋势、预设时间段内水质参数-时间趋势、加药水池效果图。

可选的，上述水处理信息可以是实时信息，也可以是历史信息，或，将实时信息和历史信息同时显示，在此不做限定。

可选的，矾花图像可以是照片，也可以是视频。

可选的，矾花特征信息可以通过预先将矾花特征进行分类标注，显示对应的矾花特征信息标识信息。

可选的，执行加药参数可能是采用上一次加药参数、本次建议加药参数、根据加药参数调整信息调整后的执行加药参数中任意之一。

可选的，可以将上一次加药参数、本次建议加药参数同时显示，用户根据需要可以采用本次建议加药参数直接作为执行加药参数，也可以输入加药参数调整信息，根据加药参数调整信息得到执行加药参数。

可选的，合理性为“合理”、“不合理”两种结果的显示方式有所区别，例如将“不合理”标红突出显示。

可选的，预设时间段内加药参数时间趋势包括预设时间段内上一次加药参数、本次建议加药参数以及执行加药参数中至少之一按照时间顺序显示为折线图或条形图等。

可选的，加药池效果图可以将加药池的结构模型化展示。

可选的，预设时间段内水质参数时间趋势包括预设时间段内某一个或多个水质参数按照时间顺序显示为折线图或条形图等。

可选的，预设时间段内加药参数时间趋势与预设时间段内水质参数时间趋势可以采用复式坐标轴，在同一图标中显示。

在一些实施例中，水质参数包括水质合格判定参数，智能加药系统还包括函数调整装置，若水质合格判定参数大于预设合格阈值，执行加药参数包括本次建议加药参数，用于调整关联模型。

可选的，水质合格判定参数包括加药池出水浊度，此时，若加药池出水浊度过高，过于预设合格阈值，显然，存在加药量不足的问题，说明基于关联模型所确定的本次建议加药参数并不准确，因此，可以通过函数调整装置对关联模型进行实时调整，提升其所输出的本次建议加药参数中加药量，以防止后续基于该关联模型所判断的合理性以及所提供的本次建议加药参数持续性错误，影响污水处理系统的处理效果。

通过在工作过程中实时对关联模型进行调整，可以进一步提升智能加药系统的处理质量，当污水的状况发生与关联模型训练时的训练集存在较大幅度的差异时，关联模型也能使用当前的运行结果进行调整，使得系统更加灵活，适用面更广。

可选的，本发明实施例提供的智能加药系统，可以应用于工业，市政等多个领域的水处理过程中。

在一些实施例中，输入装置、提示装置、显示装置可以集成于触摸屏，通过对触摸屏的点击或滑动等操作实现输入加药参数调整信息和/或水质参数调整信息，通过触摸屏显示带显示信息，并实现提示。

本发明实施例提供了一种智能加药系统，包括用于采集矾花图像和水质参数的采集装置，用于根据矾花特征，水质参数确定矾花特征、水质参数、加药参数三者之间的关联关系的关联模型，用于判断上一次加药参数是否适用于当前水质参数下的合理性的加药参数确定装置，以及用于执行加药操作的加药装置，可以实现通过自动化的方式完成包括加药参数确定在内的加药操作，提升了工作效率，工人只需要关注于智能加药系统的工作情况即可，对工人的经验、技术水平要求不高，降低了工作强度，降低了工作成本。

本发明实施例还提供了一种水处理系统，该水处理系统包括上述任一个实施例所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统。

该水处理系统的相关有益效果可参见上述关于智能加药系统的描述，在此不再赘述。

以下通过一个具体的实施例，对于上述实施例提供的智能加药系统进行进一步示例性说明。

参见图4，本发明提供的一种具体的智能加药系统示例，该智能加药系统基于图像识别和数据挖掘技术实现水处理无人化智能加药，包括作为图像采集装置的相机9、作为水质采集装置的若干个传感器10、集成有提示装置以及显示装置的显示屏11、加药装置12、作为加药参数确定装置的处理器13，输入装置14。

参见图5，该具体的智能加药系统的操作使用方式如下所示：

S501：账户登录，进入控制页面进行操作。

可选的，可以使用游览器打开网址进入智能加药系统的控制系统的账户登陆页面，使用账户密码登录，登录成功后进入控制台进行操作。也可以使用客户端等方式实现智能加药系统的账户登陆。

可选的，登录后显示的控制页面可以参见图6，顶部操作栏包括实时监控，历史数据，标识信息和用户头像。标识信息包括但不限于智能加药系统logo，客户logo，Segmalogo等。实时监控被选中后，显示页面切换至实时监控页面；历史数据被选中后，显示页面切换至历史数据页面；用户头像被选中后，将弹出退出提示框，通过选中该提示框可退出污水处理系统的相关软件。其中，继续参见图6，实时监控页面(顶部操作栏下方页面)包括水下图像，图像识别结果，加药参数设置，图像参数和水质参数。

S502：相机进行矾花图像采集。

可选的，通过相机获取水下的矾花图像和实时的水下视频。

S503：图像识别结果查看和相机摄像头清洗提醒。

可选的，在实时监控界面点击查看图像识别结果。

如图7所示，用户可以在这里查看实时水下图像701和图像识别结果702。

继续参见图7，在实时水下图像701的界面上方，还包括有设置控件，可以设置清洗摄像头的频率，当设置的时间到达时将弹出摄像头头清洗弹窗来提醒清洗摄像头，如图6中弹框610所示。

S504：加药相关参数展示。

参见图8，显示装置将加药相关参数进行集中展示，加药参数包括絮凝剂和混凝剂两类，加药相关参数包括上一次加药参数也即图8中的“当前投加量”、合理性也即图8中的“是否合适”、本次建议加药参数也即图8中的“建议投加量”。其中，合理性是基于关联模型所确定的。

同时还包括输入控件801，当用户点击“手动调整”文样的输入控件后，可以通过输入装置输入加药参数调整信息。

S505：确认反应时间。

可选的，提示用户确认药剂反应时间，用户可以自行设置药剂反应时间，例如20分钟等。

可选的，合理性的判断所采用的水质参数是与反应时间相关的，如设置反应时间为20分钟，则依据投药后间隔20分钟所获取的水质参数作为合理性判断的参考依据。可见，合理设置反应时间，可以有效的提升合理性的判断，进而提升水质处理的质量与效率。

S506：调整加药方式。

可选的，污水处理系统提供了用户选择调整加药方式的途径。系统提供手动调整和系统自动调整两种加药方式，手动方式下由用户通过输入装置自行填写调整加药参数，进而实现对执行加药参数的调整，自动方式下由系统计算合适的本次建议加药参数，并直接将本次建议加药参数作为执行加药参数，进行自动添加。

S507：选择是否忽略反应时间。

可选的，用户还可以选择是否忽略反应时间。在药剂反应时间内，也即在上一次加药完成后，由于系统之前设置有一定的反应时间，此时不会进行合理性判断，用户在该反应舌尖内可以选择忽略反应时间或是不忽略反应时间。

S508：判断合理性。

如果选择的是不忽略反应时间，经过设定的反应时间后，处理器才会启动判断合理性的工作，采用实时的水质参数、矾花特征基于关联模型确定上一次加药参数(加药量)的合理性。

若选择忽略反应时间，则即时采集水质参数和矾花图像，处理器基于水质参数、矾花特征、关联模型确定上一次加药参数的合理性。

S509：矾花特征信息展示。

可选的，用户可以查看最新的矾花特征信息，也即用户可以查看当前图像参数。展示图像识别参数的界面如图9所示，图像参数可以包括若干个，在此不做限定。此外在该界面仅提供参数信息，参数信息为预先设置的与矾花特征对应的可视化标签。

S510：设置水质参数来源。

可选的，水质参数的获取来源，污水处理系统提供自动和手动两种模式，自动模式下水质参数的数据直接来自传感器，手动模式下将不会接受传感器传过来的水质参数，而是由输入装置输入水质参数调整信息，由水质参数调整信息调整水质参数，得到新的水质参数。

S511：获取水质参数。

可选的，在获取水质参数的过程中，若水质参数获取成功会有弹窗提示“水质参数获取成功”，若水质参数获取失败会有失败提示。

S512：水质参数展示。

参见图10，用户可以当前水质参数并对其进行修改。

点击编辑水质参数弹出面板通过输入装置输入水质参数调整信息进行水质参数调整，如图10所示。

用户点击水质合格标准弹出水质合格标准弹出框，来调整水质参数中的智能加药池出水浊度合格值。

S513：历史信息查看及分析。

可选的，用户可以进行历史信息查看及历史信息分析。

可选的，用户可以通过历史数据界面查看混凝剂和絮凝剂的加药参数时间趋势图。可以默认展示最近一周的数据，跨度范围最大可以设置为一个月。

可选的，用户可以查看每个调整时间节点的历史记录，包含矾花图像和水质参数，执行加药参数、本次建议加药参数和上一次加药参数等。

可选的，执行加药参数、本次建议加药参数和上一次加药参数均包括加药名称，投加量等。

S514：历史信息的导出。

可选的，用户可以进行数据的导出。

用户点击数据导出按钮弹出时间跨度筛选，按照时间跨度赛选出来的数据进行导出，系统默认的时间跨度为一个月。

S515：大屏显示待显示信息。

可选的，智能加药系统可以通过显示装置将水处理信息进行大屏展示。

如图11所示，显示装置将以大屏展示的方式展示加药池效果图，当前加入的絮凝剂和混凝剂数据，节省的药剂数据，节约比例，当月水质达标率和水质提升率等信息。

继续参见图11，显示装置将会以大屏展示的方式展示水下图像，图像识别结果，当前水质评定和图像信息。

继续参见图11，显示装置将会以大屏展示的方式展示智能决策信息和药剂投加对比记录，智能决策信息将会展示当前投加量(上一次加药参数)，建议投加量(本次建议加药参数)，决策结果(合理性)。确定执行加药参数，同时执行加药参数将发送到加药装置，直接调整加药参数，并进行加药操作。

本发明实施例提供基于图像识别和数据挖掘的一种具体的智能加药系统，通过相机采集水下图像(视频、照片)，矾花图像；通过显示屏提示及时清理相机的摄像头；通过处理器实现对于加药参数的控制，具体的，加药过程，通过大数据技术构建水质参数、矾花特征与加药参数间的关联模型，得到关联模型，基于深度神经网络技术构建自适应调整的调整装置，可以及时当水质合格判定参数大于预设合格阈值，调整关联模型。此外，污水处理系统还提供将本次建议加药参数作为执行加药参数，直接根据本次建议加药参数执行加药操作的自动模式，通过输入装置输入加药参数调整信息，调整执行加药参数，依据调整后的执行加药参数执行加药操作的手动模式。

可选的，污水处理系统还提供了数据处理功能，可以通过数据存储装置对历史信息进行存储，同时也可以对历史信息进行有效的回溯，对历史信息进行分析，并支持发送历史信息，也即将历史信息进行导出。

可选的，本发明实施例提供的智能加药系统将图像识别技术，大数据技术，神经网络技术应用于传统的水处理人为加药过程，极大程度上减少控制加药技术人员主工作经验和素质对水处理结果的影响，实现高效，快速，智能化的水处理加药过程。同时本发明拥有广阔的应用场景，可以应用于工业，市政等多个领域的水处理过程中。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，包括：

采集装置，用于采集矾花图像和水质参数；

关联模型，用于根据矾花特征，所述水质参数确定矾花特征、水质参数、加药参数三者之间的关联关系；

加药参数确定装置，用于获取上一次加药操作对应的上一次加药参数，并根据所述矾花图像确定矾花特征，根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型判定所述上一次加药参数的合理性；

加药装置，用于当判定结果为合理，将所述上一次加药参数作为执行加药参数，并根据所述执行加药参数执行加药操作。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，当判定结果为合理不合理，根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型确定本次建议加药参数；

将所述本次建议加药参数作为执行加药参数，并根据所述执行加药参数执行加药操作。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型判定所述上一次加药参数的合理性包括：

根据所述矾花特征、所述水质参数以及所述关联模型确定本次建议加药参数；

获取所述上一次加药参数与所述本次建议加药参数之间的差异；

若所述差异小于或等于预设差异阈值，判定结果为合理；

若所述差异大于预设差异阈值，判定结果为不合理。

4.根据权利要求1所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，还包括输入装置，用于以下至少之一：

获取加药参数调整信息，并根据所述加药参数调整信息调整所述执行加药参数；

获取水质参数调整信息，并根据所述水质参数调整信息调整所述水质参数。

5.根据权利要求1所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，所述采集装置包括图像采集装置，所述图像采集装置包括采集窗口、清洁臂和清洁刮条，若需要对所述采集窗口进行清洁，所述清洁臂带动所述清洁刮条将所述采集窗口表面的附着物刮落。

6.根据权利要求4所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，还包括数据存储装置，用于存储历史信息，所述历史信息包括以下至少之一：

加药时间、水质参数、矾花特征、矾花图像、本次建议加药参数、执行加药参数、加药参数调整信息、水质参数调整信息、加药参数调整信息的获取时间、水质参数调整信息的获取时间、加药参数调整信息的输入来源、水质参数调整信息的输入来源。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，还包括提示装置，用于以下至少之一：

间隔预设时间提示进行采集窗口清洁；

所述采集装置包括水质采集装置，若所述水质采集装置采集到的所述水质参数为空，提示水质参数采集异常。

8.根据权利要求1-6任一项所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，还包括显示装置，用于显示水处理信息，所述水处理信息包括以下至少之一：

矾花图像、矾花特征信息、矾花图像识别结果、水质参数、上一次加药参数、合理性、执行加药参数、预设时间段内加药参数时间趋势、预设时间段内水质参数时间趋势、加药池效果图。

9.根据权利要求1-6任一项所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统，其特征在于，所述水质参数包括水质合格判定参数，所述智能加药系统还包括函数调整装置，若所述水质合格判定参数大于预设合格阈值，所述执行加药参数包括本次建议加药参数，用于调整所述关联模型。

10.一种水处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的基于图像识别和数据挖掘的智能加药系统。

Images