CN110514237A - 一种环境空气实时监控*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环境空气实时监控***，所述***包括监测***、控制***、通信***、监控平台以及供电***，所述监测***与控制***相连接，监测***将所监测的各种参数、数据、信息传输至控制***，控制***通过通信***将采集的各种参数、数据、信息传输至监控平台，监控平台可通过控制***对监测***下达某些特定指令，实现对设备的远程操控，监测***、控制***、通信***和监控平台均需通过供电***提供电力方可实现其功能；利用该方案有助于环境管理工作人员及时对大气污染突发事件作出响应，也可以通过分析历史监测数据发现大气污染物变化规律。

Description

一种环境空气实时监控***
技术领域
本发明涉及一种监控***，具体涉及一种环境空气实时监控***，属于大气环境监测技术领域。
背景技术
随着我国工业园区数目的迅速增加，工业园区整体环境和生态问题开始突显，大气污染是工业园区比较严重的环境问题之一，严重制约工业园区的良性发展。新闻报导上，由于大气污染造成的一些危害事件层出不穷，在社会上引起了很大的反响。而随着经济水平的不断提高，人们也逐渐追求着较高的生活质量，对于空气中出现的各种异味也难以忍受，人民群众对于异味事件发生的投诉越来越多。因此，目前各地的异味投诉一直是环境投诉的热点，对于环境监管部门来说，异味溯源是环境管理中的一大难题。
化工企业的异味主要来自于散发于空气中的恶臭因子，恶臭是指能刺激人体嗅觉感官，并让人难以忍受的有毒有害气体的总称。恶臭的来源很多，例如垃圾处理厂垃圾腐烂变质所散发出来的臭气，或者化工厂所排放的有毒有害气体等。恶臭的产生能对环境造成严重的影响，直接危害着人类的身体健康。恶臭的来源复杂，其排放特点具有易突发性、不可控性，从而导致对恶臭的监测难度加大。
目前恶臭的检测方法可大致分为2类：一类是通过人的嗅觉器官对恶臭气体进行分析的人工嗅辨法，人工嗅辨法作为国内环境监测部门参照标准GB汀14675-1993采用的恶臭气体监测的方法。
针对恶臭检测的另一类方法是化学分析法和仪器分析法，2种方法主要实现对恶臭成分分析。化学分析法主要是指比色法，是利用吸收液吸收待测气体，与显色剂反应产生颜色，通过比较颜色来确定气体的成分和含量的方法。
现有技术中对恶臭进行检测分析时，人工嗅辨法易受嗅辨员个人的影响，具有较大主观性和差异性，且嗅辨员容易产生嗅觉疲劳不能进行大量测定。此外，不同浓度的单一恶臭气体及不同比例的混合物可产生不同恶臭气味，人体的感官难以分辨和进行定量评价。仪器分析法灵敏度和精度高、重复性好，但一般只适用于实验室内使用，分析周期较长，缺乏实效性，无法给出恶臭对人类感官的影响程度。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种环境空气实时监控***，利用该方案有助于环境管理工作人员及时对大气污染突发事件作出响应，也可以通过分析历史监测数据发现大气污染物变化规律。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种化工园区环境空气实时监控***，该***包括监测***、控制***、通信***、监控平台、供电***。所述监测***与控制***相连接，监测***将所监测的各种参数、数据、信息传输至控制***，控制***通过通信***将采集的各种参数、数据、信息传输至监控平台，而监控平台也可通过控制***对监测***下达某些特定指令，实现对设备的远程操控。监测***、控制***、通信***和监控平台均需通过供电***提供电力方可实现其功能。
所述监测***包括云台摄像单元、GPS定位单元、传感器单元，所述云台摄像单元包括云台支架、摄像头，云台支架与摄像头连接，可通过远程操控调整其上下左右方位对监测点进行实时录像或拍照，云台支架可固定于墙体、电线杆等位置；所述GPS定位单元包括GPS芯片和GPS天线，可对监测点进行准确定位；所述传感器单元可以对监测点空气的气象条件以及空气的组分进行实时监测，包括风向传感器、风速传感器、温湿度传感器、大气压传感器、PM2.5 、PM10传感器、CO传感器、NO2传感器、SO2传感器、O3传感器、VOCs传感器、NH3传感器和H2S传感器的一种或几种；所述风向传感器用于测量监测点的近地风向；风速传感器可以连续监测监测点的风速、风量大小；温湿度传感器用于测量监测点空气的温度和湿度；大气压传感器用于测量监测点空气压力；PM2.5 、PM10传感器用于测量监测点空气中的PM2.5和PM10；CO传感器用于测量监测点空气中的CO；NO2传感器用于测量监测点空气中的NO2；SO2传感器用于测量监测点空气中的SO2；O3传感器用于测量监测点空气中的O3；VOCs传感器用于测量监测点空气中的VOCs，VOCs传感器包含多种类型，可以监测总的VOCs，也可以监测VOCs中的某一种或某一类，如硫醇类、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯等；NH3传感器用于测量监测点空气的NH3；H2S传感器用于测量监测点空气的H2S；监测***中的传感器单元（风向传感器、风速传感器除外）固定于ABS工程塑料轻型百叶箱内，所述ABS工程塑料轻型百叶箱它的上板为伞形，中间有多层环片，下面为防辐射底座，通过3根较长的螺丝连接上板、环片和底座，温湿度传感器、大气压传感器、PM2.5 、PM10传感器置于百叶箱的中部， CO传感器、NO2传感器、SO2传感器、O3传感器、VOCs传感器、NH3传感器和H2S传感器置于百叶箱的底座上。风向传感器、风速传感器固定于BB-1玻璃钢百叶箱外部，所述BB-1玻璃钢百叶箱采用优质玻璃钢制成，由门和箱体组成，上盖板为倒“漏斗式”通风盖，箱壁两排叶片与水平面的夹角约为45°，呈“人”字形，门框通过铰链与百叶箱门连接，通过锁扣锁定箱门。
所述控制***包括数据采集单元、报警单元、控制单元；所述数据采集单元由数据采集器、数据处理器构成，数据采集器与GPS定位单元、传感器单元连接，数据采集器可对GPS定位单元、传感器单元所检测到监测点位的位置坐标、各种传感器检测到的数据进行采集，数据处理器对数据采集器采集到的监测点位位置坐标、各种传感器检测数据信号按照一定的算法识别、校正、计算和处理、分类后得到监测点的位置信息、气象数据以及所测空气组分数据；所述报警单元设置在监测端，当测得气象数据、所测空气组分数据大于预设的阈值时，报警单元发出警报信号；所述控制单元以控制器为基础构成，可通过编写程序运行控制软件，根据固定的通信协议格式对监测点的位置信息、气象数据、所测空气组分数据以及报警信息进行封装传至监控平台。
所述通信***包括有线网络和无线网络两种传输方式，实现从监测端到监控端对数据、信息的传输；无线网络制式包括2G（GPRS、CDMA）、3G（CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）、4G等多种网络通信制式。
所述监控平台包括数据接收器、数据存储单元、通信服务单元、显示操作单元；所述数据接收器以接收模块为基本组成，用于接收来自控制单元的实时监测数据信息；数据存储单元用于存储数据接收端接收到的数据信息；通信服务单元提供数据请求服务、数据运算服务、web服务和数据下载服务；所述显示操作单元由（PC、手机）终端或显示器，通过运行特定软件或网页界面进行操作，以实现实时监控，历史回放，报警提醒，***管理，远程控制，消息中间体，视频云台等功能。
所述供电***包括交流电源和直流电源两部分，交流电源为单相供电，需接入AC-DC开关电源模块将交流电转为直流电；直流电源为太阳能供电方式，使用太阳能电池板和蓄电池进行供电；两种供电方式可自主切换，当太阳能供电不足时能主动切换至市电模式进行供电，太阳能供电充足时，市电主动断开，切换至太阳能供电模式。
优选的是，监测***（云台摄像单元除外）、控制***、通信***、供电***（太阳能电池板除外）均可固定于BB-1玻璃钢百叶箱。
优选的是，云台摄像单元可通过通信***单独将录像或照片发送至监控平台。
优选的是，监测***中的传感器单元（风向传感器、风速传感器除外）固定于ABS工程塑料轻型百叶箱内，ABS工程塑料轻型百叶箱通过自身的螺丝固定于BB-1玻璃钢百叶箱内，风向传感器、风速传感器固定于BB-1玻璃钢百叶箱的箱体上方。
优选的是，ABS工程塑料轻型百叶箱底座可以自由升降（ABS工程塑料轻型百叶箱自身的螺丝较长，环片和底座都可在螺丝上下升降，一般情况有螺母固定其位置，可以通过松动螺母实现环片和底座的升降），方便对传感器单元的维护保养、校准和故障维修。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）本发明可实时监测化工园区内特定点位环境空气的风速、风向、温湿度、大气压、PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、O3、VOCs（既可以是总的VOCs，也可以是VOCs中的某一种或某一类，如甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯）、NH3、H2S参数因子的一种或几种，并具备实时监控，历史回放，报警提醒，***管理，远程控制，消息中间体，视频云台等功能。利用本发明有助于环境管理工作人员及时对大气污染突发事件作出响应，也可以通过分析历史监测数据发现大气污染物变化规律。另外，本发明可实现整个化工园区的网格化布点监控，构建化工园区智能化管理***。。
附图说明
图1为本发明***整体结构示意图；
图2为监控***示意图；
图3为本发明控制***示意图；
图4为通信***示意图；
图5为监控平台示意图；
图6为供电***示意图；
图7为工程塑料轻型百叶箱结构示意图；
图8为实施例结构示意图；
图9为玻璃钢百叶箱结构示意图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1-图3，一种环境空气实时监控***，包括监测***1、控制***2、通信***3、监控平台4、供电***5，所述监测***1与控制***2相连接，监测***1将所监测的各种参数、数据、信息传输至控制***2，控制***2通过通信***3将采集的各种参数、数据、信息传输至监控平台4，而监控平台4也可通过控制***2对监测***1下达某些特定指令，实现对设备的远程操控。监测***1、控制***2、通信***3和监控平台4均需通过供电***5提供电力方可实现其功能。
如图2所示，为监测***示意图，所述监测***1包括云台摄像单元6、GPS定位单元7、传感器单元8，所述云台摄像单元6包括云台支架、摄像头，云台支架与摄像头连接，可通过远程操控调整其上下左右方位对监测点进行实时录像或拍照，云台支架可固定于墙体、电线杆等位置，所述云台摄像单元6可通过通信***3单独将录像或照片发送至监控平台4；所述GPS定位单元7包括GPS芯片和GPS天线，可对监测点进行准确定位；所述传感器单元8可以对监测点空气中的组分进行分析，包括风向传感器9、风速传感器10、温湿度传感器11、大气压传感器12、SO2传感器13、苯乙烯传感器14、硫醇传感器15和总VOCs传感器16；所述风向传感器9用于测量监测点的近地风向；风速传感器10可以连续监测监测点的风速、风量大小；温湿度传感器11用于测量监测点空气的温度和湿度；大气压传感器12用于测量监测点空气压力； SO2传感器13用于测量监测点空气中的SO2；苯乙烯传感器14用于测量监测点空气中的苯乙烯；硫醇传感器15用于测量监测点空气中的硫醇类化合物；总VOCs传感器16用于测量监测点空气中的总的VOCs；监测***1中的传感器单元8（风向传感器9、风速传感器10除外）固定于ABS工程塑料轻型百叶箱17内，所述ABS工程塑料轻型百叶箱它的上板为伞形，中间有多层环片，下面为防辐射底座，通过3根较长的螺丝连接上板、环片和底座，温湿度传感器11、大气压传感器12置于百叶箱的中部， SO2传感器13、苯乙烯传感器14、硫醇传感器15和总VOCs传感器16置于百叶箱的底座上。
如图3所示，为控制***示意图，所述控制***2包括数据采集单元18、报警单元19、控制单元20；所述数据采集单元18由数据采集器181、数据处理器182构成，数据采集器181与GPS定位单元7、传感器单元8连接，数据采集器181可对GPS定位单元7、传感器单元8所检测到监测点位的位置坐标、各种传感器检测到的数据进行采集，数据处理器182对数据采集器181采集到的监测点位位置坐标、各种传感器检测数据信号按照一定的算法识别、校正、计算和处理、分类后得到监测点的位置信息、气象数据以及所测空气组分数据；所述报警单元19设置在监测端，当测得气象数据、所测空气组分数据大于预设的阈值时，报警单元19发出警报信号；所述控制单元20以控制器为基础构成，可通过编写程序运行控制软件，根据固定的通信协议格式对监测点的位置信息、气象数据、所测空气组分数据以及报警信息进行封装传至监控平台4。
如图4所示，为通信***示意图，所述通信***3包括有线网络21和无线网络22两种传输方式，实现从监测端到监控端对数据、信息的传输；无线网络22制式包括2G（GPRS、CDMA）、3G（CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）、4G等多种网络通信制式。
如图5所示，为控监控平台示意图，所述监控平台4包括数据接收器23、数据存储单元24、通信服务单元25、显示操作单元26；所述数据接收器23以接收模块为基本组成，用于接收来自控制单元20的实时监测数据信息；数据存储单元24用于存储数据接收器23接收到的数据信息；通信服务单元25提供数据请求服务、数据运算服务、web服务和数据下载服务；所述显示操作单元26由（PC、手机）终端或显示器，通过运行特定软件或网页界面进行操作，以实现实时监控，历史回放，报警提醒，***管理，远程控制，消息中间体，视频云台等功能。
如图6所示，为供电***示意图，所述供电***5包括交流电源27和直流电源28两部分，交流电源27为单相供电，需接入AC-DC开关电源模块将交流电转为直流电；直流电源28为太阳能供电方式，使用太阳能电池板和蓄电池进行供电；两种供电方式可自主切换，当太阳能供电不足时能主动切换至市电模式进行供电，太阳能供电充足时，市电主动断开，切换至太阳能供电模式。
如图7所示，为ABS工程塑料轻型百叶箱17的结构示意图29，用于固定、保护传感器单元8（风向传感器9、风速传感器10除外），其底座可以自由升降（ABS工程塑料轻型百叶箱自身的螺丝较长，环片和底座都可在螺丝上下升降，一般情况有螺母固定其位置，可以通过松动螺母实现环片和底座的升降），方便对传感器单元8的维护保养、校准和故障维修。
如图8所示，为本发明实施例的结构示意图，包括太阳能电池板30、BB-1玻璃钢百叶箱31、风速传感器32、风向传感器33、云台摄像单元34和支架35。
如图9所示，为BB-1玻璃钢百叶箱31的结构示意图，所述BB-1玻璃钢百叶箱31采用优质玻璃钢制成，由门和箱体组成，上盖板为倒“漏斗式”通风盖，箱壁两排叶片与水平面的夹角约为45°，呈“人”字形，门框通过铰链与百叶箱门连接，通过锁扣锁定箱门。
所述BB-1玻璃钢百叶箱31用于固定监测***1（云台摄像单元6除外）、控制***2、通信***3、供电***5（太阳能电池板30除外）。监测***1中的传感器单元8（风向传感器9、风速传感器10除外）固定于ABS工程塑料轻型百叶箱29内，ABS工程塑料轻型百叶箱29通过螺栓固定于BB-1玻璃钢百叶箱31内，风向传感器9、风速传感器10通过螺栓固定于BB-1玻璃钢百叶箱31的箱体上方。
如上所述，本发明利用各种传感器技术可实现对化工园区环境空气的实时监控，通过实时监控***显示，可了解到大气污染物实时排放情况，确定其排放量是否在规定范围内，以做出相应的预警通知。并且还可以通过对历史数据的统计分析，了解监测地区大气污染物变化规律，为有关部门对环境决策提供科学的依据。另外，本发明结构简单、合理，功能多样化，仪器标定、维护便捷，可实现整个化工园区的网格化布点监控，构建化工园区智能化管理***。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.一种环境空气实时监控***，其特征在于，所述***包括监测***、控制***、通信***、监控平台以及供电***，所述监测***与控制***相连接，监测***将所监测的各种参数、数据、信息传输至控制***，控制***通过通信***将采集的各种参数、数据、信息传输至监控平台，监控平台可通过控制***对监测***下达某些特定指令，实现对设备的远程操控，监测***、控制***、通信***和监控平台均需通过供电***提供电力方可实现其功能。
2.根据权利要求1所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述监测***包括云台摄像单元、GPS定位单元以及传感器单元，所述云台摄像单元包括云台支架、摄像头，云台支架与摄像头连接，可通过远程操控调整其上下左右方位对监测点进行实时录像或拍照，云台支架可固定于墙体、电线杆等位置，所述云台摄像单元通过通信***单独将录像或照片发送至监控平台；所述GPS定位单元包括GPS芯片和GPS天线，对监测点进行准确定位；所述传感器单元对监测点空气中的组分进行分析，包括风向传感器、风速传感器、温湿度传感器、大气压传感器、SO2传感器、苯乙烯传感器、硫醇传感器和总VOCs传感器；所述风向传感器用于测量监测点的近地风向；风速传感器连续监测监测点的风速、风量大小；温湿度传感器用于测量监测点空气的温度和湿度；大气压传感器用于测量监测点空气压力； SO2传感器用于测量监测点空气中的SO2；苯乙烯传感器用于测量监测点空气中的苯乙烯；硫醇传感器用于测量监测点空气中的硫醇类化合物；总VOCs传感器用于测量监测点空气中的总的VOCs；监测***1中的传感器单元固定于ABS工程塑料轻型百叶箱内，所述ABS工程塑料轻型百叶箱它的上板为伞形，中间有多层环片，下面为防辐射底座，通过3根较长的螺丝连接上板、环片和底座，温湿度传感器、大气压传感器置于百叶箱的中部， 其中SO2传感器、苯乙烯传感器、硫醇传感器和总VOCs传感器置于百叶箱的底座上。
3.根据权利要求2所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述控制***包括数据采集单元、报警单元以及控制单元；所述数据采集单元由数据采集器、数据处理器构成，数据采集器与GPS定位单元、传感器单元连接，数据采集器可对GPS定位单元、传感器单元所检测到监测点位的位置坐标、各种传感器检测到的数据进行采集，数据处理器对数据采集器采集到的监测点位位置坐标、各种传感器检测数据信号按照一定的算法识别、校正、计算和处理、分类后得到监测点的位置信息、气象数据以及所测空气组分数据；所述报警单元设置在监测端，当测得气象数据、所测空气组分数据大于预设的阈值时，报警单元发出警报信号；所述控制单元以控制器为基础构成，可通过编写程序运行控制软件，根据固定的通信协议格式对监测点的位置信息、气象数据、所测空气组分数据以及报警信息进行封装传至监控平台。
4.根据权利要求3所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述通信***包括有线网络和无线网络两种传输方式，实现从监测端到监控端对数据、信息的传输；无线网络制式包括2G、3G、4G等多种网络通信制式。
5.根据权利要求4所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述监控平台包括数据接收器、数据存储单元、通信服务单元、显示操作单元；所述数据接收器以接收模块为基本组成，用于接收来自控制单元的实时监测数据信息；数据存储单元用于存储数据接收器接收到的数据信息；通信服务单元提供数据请求服务、数据运算服务、web服务和数据下载服务；所述显示操作单元由终端或显示器，通过运行特定软件或网页界面进行操作，以实现实时监控，历史回放，报警提醒，***管理，远程控制，消息中间体，视频云台等功能。
6.根据权利要求5所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述供电***包括交流电源和直流电源两部分，交流电源为单相供电，需接入AC-DC开关电源模块将交流电转为直流电；直流电源为太阳能供电方式，使用太阳能电池板和蓄电池进行供电；两种供电方式可自主切换，当太阳能供电不足时能主动切换至市电模式进行供电，太阳能供电充足时，市电主动断开，切换至太阳能供电模式。
7.根据权利要求6所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述监测***中的传感器单元固定于ABS工程塑料轻型百叶箱内，所述ABS工程塑料轻型百叶箱它的上板为伞形，中间有多层环片，下面为防辐射底座，通过3根较长的螺丝连接上板、环片和底座，温湿度传感器、大气压传感器、PM2.5 、PM10传感器置于百叶箱的中部， CO传感器、NO2传感器、SO2传感器、O3传感器、VOCs传感器、NH3传感器和H2S传感器置于百叶箱的底座上，风向传感器、风速传感器固定于BB-1玻璃钢百叶箱外部，所述BB-1玻璃钢百叶箱采用优质玻璃钢制成，由门和箱体组成，上盖板为倒“漏斗式”通风盖，箱壁两排叶片与水平面的夹角约为45°，呈“人”字形，门框通过铰链与百叶箱门连接，通过锁扣锁定箱门。
8.根据权利要求7所述的环境空气实时监控***，其特征在于，所述监测***、控制***、通信***、供电***均可固定于BB-1玻璃钢百叶箱。
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