CN111077831A - 一种通过电力信息实现污染排放的监控*** - Google Patents

一种通过电力信息实现污染排放的监控*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通过电力信息实现污染排放的监控***，电力监测终端依次通过电力监测网关和电力监测数据集中器连接电力监测平台；电力监测终端安装在排污用户的生产设备以及排污设备的供电线缆上，电力监测终端用于实时检测生产设备以及排污设备的供电电流；电力监测终端将实时检测的供电电流上传至电力监测平台；电力监测平台对每个排污用户设置环境监控的起始时间以及终止时间；在监控时间段内，对获取的生产设备信息以及排污设备信息分别进行汇总，形成环境监控时间段汇集数据；按时间段、或按排污用户形成环境监控报告，通过环境监控梯形图、或环境监控曲线图、或环境监控图表展现在监控显示屏上，并实现环境监控数据的调取和共享。

Description

一种通过电力信息实现污染排放的监控***
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种通过电力信息实现污染排放的监控***。
背景技术
目前，对生态文明建设作出了许多重要指示和批示，逐步形成了关于生态文明建设的***部署。提出树立“绿水青山就是金山银山”的强烈意识。各地区也随之进一步提高生态文明建设的意识，在对环境质量有影响的各个领域严把质量关。过去污染源数据的监测集中在重点污染源用户，这些用户随着环保部门的督促、整改，大部分已经达到环保部门的要求。但是对于一些中小型用户，一直以来缺乏监管，成为现如今重污染天气的重要影响力量，而对于这些生产规模较小，污染排放不集中的用户，污染排放的监管成了一大难题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种通过电力信息实现污染排放的监控***，包括：电力监测终端，电力监测数据集中器，电力监测网关以及电力监测平台；
电力监测终端依次通过电力监测网关和电力监测数据集中器连接电力监测平台；
电力监测终端安装在排污用户的生产设备以及排污设备的供电线缆上，电力监测终端用于实时检测生产设备以及排污设备的供电电流；电力监测终端将实时检测的供电电流上传至电力监测平台；
电力监测平台部署在监控机房；在监控室配置监控显示屏以及监控操作盘；环保监控人员通过监控显示屏查看监控平台数据，通过监控操作盘对***的数据进行操作；
电力监测平台根据环保监控人员的控制指令，对电力监测终端获取的生产设备信息以及排污设备信息进行调出，并显示监控；
对每个排污用户设置环境监控的起始时间以及终止时间；在监控时间段内，对获取的生产设备信息以及排污设备信息分别进行汇总，形成环境监控时间段汇集数据；
按时间段、或按排污用户形成环境监控报告，通过环境监控梯形图、或环境监控曲线图、或环境监控图表展现在监控显示屏上，并实现环境监控数据的调取和共享。
进一步需要说明的是，电力监测终端设有电流感应模块，电流检测模块，储能模块，MCU以及无线传输模块；
电流感应模块通过储能模块与MCU连接；
电流检测模块和无线传输模块分别与MCU连接；
电流感应模块通过在电缆周围用来感应电流，并将感应的电流信号为储能模块进行充电；
电流检测模块用于检测电缆的电流强度，并将感应的电流强度经过模数转换及滤波调制处理后传输给MCU；
储能模块通过电流感应模块的电流进行储能，给电力监测终端供电；
MCU用于当储能模块达到储能阈值时，MCU由待机状态切换到工作状态，先进行电流检测，将测量的数据通过无线传输模块发送；
无线传输模块采用433M无线通信模块。
进一步需要说明的是，电力监测网关包括：网关供电模块，网关无线传输模块，网关Lora通信模块以及主控板；
网关供电模块用于向电力监测网关提供电能；
网关无线传输模块用于实现电力监测网关与电力监测终端通信连接，获取电力监测网关的数据；
网关Lora通信模块用于电力监测网关与电力监测数据集中器的通信模块，用于上传监控区域范围内的电力监测数据；
主控板用于收集汇总数据，并转换为lora通信，再将数据发送。
进一步需要说明的是，电力监测数据集中器包括：电源管理模块，集中器Lora通信模块，核心板以及4G无线通信模块；
电源管理模块用于给电力监测数据集中器提供电源；
集中器Lora通信模块用于实现电力监测网关与电力监测数据集中器的连接，获取各电力监测网关的数据；
核心板用于预置行业生产模型、用户生产模型；收集整个用户的电力监测汇总数据；根据收集的电力监测数据，结合行业、用户生产模型，分析出用户的告警信息，用户的生产负荷信息；并将用户内部各生产线的电力监测原始数据统计数据以及分析结果数据转换为lora通信，通过集中器Lora通信模块将数据发送至电力监管平台；
4G无线通信模块用于电力监测数据集中器与电力监控平台的通信模块，上传整个用户的电力监测数据。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
通过电力信息实现污染排放的监控***实现环保部门对中小型污染源企业的排污信息监控。***对中小型污染源企业的排污状况实现有效监管。***部署安装，对排污企业的正常生产不会造成停产影响。
***能实现对每个排污用户设置环境监控的起始时间以及终止时间；在监控时间段内，对获取的生产设备信息以及排污设备信息分别进行汇总，形成环境监控时间段汇集数据；按时间段、或按排污用户形成环境监控报告，通过环境监控梯形图、或环境监控曲线图、或环境监控图表展现在监控显示屏上，并实现环境监控数据的调取和共享，便于监控人员的监控以及数据的调取核查。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为通过电力信息实现污染排放的监控***示意图；
图2为电力监测终端示意图；
图3为电力监测网关示意图；
图4为电力监测数据集中器示意图；
图5为电力监测终端工作流程图。
具体实施方式
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
本发明提供一种通过电力信息实现污染排放的监控***，如图1至5所示，包括：电力监测终端1，电力监测数据集中器2，电力监测网关3以及电力监测平台4；
电力监测终端1依次通过电力监测网关3和电力监测数据集中器2连接电力监测平台4；
电力监测终端1安装在排污用户的生产设备以及排污设备的供电线缆上，电力监测终端1用于实时检测生产设备以及排污设备的供电电流；电力监测终端1将实时检测的供电电流上传至电力监测平台4；
电力监测平台4部署在监控机房；在监控室配置监控显示屏以及监控操作盘；环保监控人员通过监控显示屏查看监控平台数据，通过监控操作盘对***的数据进行操作；
具体的，监控***中包含一套电力监控平台，通常部署在环保部门的监控机房；环保业务人员通过工作机可以直接访问查看监控平台数据。同时可以连接多个电力监测数据集中器2的数据，其中电力监测数据集中器2的数量通常取决于监管企业的数量。
电力监测数据集中器2，通常安装在排污企业的监测站房。用于获取企业内部相关设备的电力监测数据，并对监测数据进行初步数据处理，数据分析，并将原始数据及数据分析结果通过无线4G网络上传至电力监控平台。同时实时获取电力监测网关3的数据。电力监测网关3的数量取决于企业的占地面积以及企业内部的信号屏蔽程度。电力监测网关3到电力监测数据集中器2的传输距离在1-3Km。
电力监测网关3：通常安装在企业内部的某区域中心，用于收集汇总现场电力监测终端1的数据，并通过Lora上传区域内的所有监测数据。区域内电力监测终端1的数量取决于企业内部的信号屏蔽程度及企业的占地跨度，通常电力监测终端1与电力监测网关3的传输距离为20-50m，
电力监测终端1：通常安装在排污企业内部，关键生产设备以及关键排污设备的供电线缆上，用于实时测量关键生产及排污设备的供电电流。企业内部生产设备、治污设备的监测选择，生产设备、治污设备间的关联关系，需要熟悉行业生产的工艺工程师现场调研，并根据企业实际的生产情况，供电情况与企业的生产负责人共同确定。并将点位的选择及关联关系，从属网关位置等信息内置于电力监测数据集中器2中，便于进行数据分析及数据的分类汇总。
电力监测平台4根据环保监控人员的控制指令，对电力监测终端1获取的生产设备信息以及排污设备信息进行调出，并显示监控；对每个排污用户设置环境监控的起始时间以及终止时间；在监控时间段内，对获取的生产设备信息以及排污设备信息分别进行汇总，形成环境监控时间段汇集数据；按时间段、或按排污用户形成环境监控报告，通过环境监控梯形图、或环境监控曲线图、或环境监控图表展现在监控显示屏上，并实现环境监控数据的调取和共享。
电力监测平台4还用于将生产设备信息以及排污设备信息与预设阈值以及在先获取的信息进行对比判断是否超出预设阈值，与在先的比对是否超出波动范围；电力监测平台4对生产设备信息以及排污设备信息基于图形曲线进行处理分析，通过选择任一排污用户来进行调取展示；环保监控人员通过移动终端连接电力监测平台4实时获取***数据，并进行跟踪。这样环保监控人员不仅仅可以在监控室内进行监控，还可以通过移动终端在任一位置可以实现监控。
对于本发明的电力监测终端1，可以设有电流感应模块11，电流检测模块12，储能模块13，MCU14以及无线传输模块15；
电流感应模块11通过储能模块13与MCU14连接；电流检测模块12和无线传输模块15分别与MCU14连接；
电流感应模块11通过在电缆周围用来感应电流，并将感应的电流信号为储能模块进行充电，它不受电缆电流感应范围的限制；电流检测模块12用于检测电缆的电流强度，并将感应的电流强度经过模数转换及滤波调制处理后传输给MCU14；
储能模块13通过电流感应模块11的电流进行储能，给电力监测终端1供电；MCU14用于当储能模块13达到储能阈值时，MCU14由待机状态切换到工作状态，先进行电流检测，将测量的数据通过无线传输模块15发送；无线传输模块15采用433M无线通信模块。因其频率稳定性较高，当环境温度在-25-+85之间时，频漂仅为3ppm/度。
MCU14为工作状态后，实时获取排污用户的生产设备数据信息以及排污设备数据信息，并进行储存；判断当前时段是否为数据上传时段，或判断当前无线传输时段是否为空闲时段；如果是将预设时间段的数据上传至电力监测平台4；
MCU14还用于当获取的生产设备数据信息或排污设备数据信息超阈值，或者不符合预设条件时，MCU14将当前不符合预设条件的数据信息上传至电力监测平台4，并进行报警提示。
这里可以设置排污用户的生产设备以及排污设备同步运行，也就是生产设备运行同时排污设备运行这样保证排污正常运行。还有基于实际需要在某一时间段内，或者在一个时间点，或者在一些区域不能进行生产设备的运行，这样可以监控在不允许运行的时间段或区域企业或用户是否运行。
优选的工作流程如下：
1、日常待机状态下，电流感应模块11通过感应线缆，不断充电
2、当储能模块13的电量超过工作阈值时，切换为正常工作状态
3、开启电流检测，更新并存储最新电流数据
4、无线传输模块15检测当前无线传输间隙是否空闲，如果空闲，主动发送点亮信息，如忙，则等待。
对于本发明的电力监测网关3，可以包括：网关供电模块21，网关无线传输模块22，网关Lora通信模块23以及主控板24；
网关供电模块21用于向电力监测网关3提供电能；网关无线传输模块22用于实现电力监测网关3与电力监测终端1通信连接，获取电力监测网关3的数据；
网关Lora通信模块23用于电力监测网关3与电力监测数据集中器的通信模块，用于上传监控区域范围内的电力监测数据；主控板24用于收集汇总数据，并转换为lora通信，再将数据发送。
本发明涉及的无线互联网支持终端的无线互联网接入。可以内部或外部地耦接到终端。所涉及的无线互联网接入技术可以包括无线局域网络(Wi-Fi，WLAN，Wireless LocalArea Networks)、无线宽带(Wibro)、全球微波互联接入(Wimax)、高速下行链路分组接入(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)等等。
对于本发明的电力监测数据集中器，可以包括：电源管理模块31，集中器Lora通信模块32，核心板33以及4G无线通信模块34；
电源管理模块31用于给电力监测数据集中器提供电源；集中器Lora通信模块32用于实现电力监测网关3与电力监测数据集中器的连接，获取各电力监测网关3的数据；核心板33用于预置行业生产模型、用户生产模型；收集整个用户的电力监测汇总数据；根据收集的电力监测数据，结合行业、用户生产模型，分析出用户的告警信息，用户的生产负荷信息；并将用户内部各生产线的电力监测原始数据统计数据以及分析结果数据转换为lora通信，通过集中器Lora通信模块32将数据发送至电力监管平台；4G无线通信模块34用于电力监测数据集中器与电力监控平台的通信模块，上传整个用户的电力监测数据。
作为本发明监控的一种方式，电力监测平台4对电力监测终端1进行地址编码，使每个电力监测终端1具有唯一的IP编码；将每个电力监测终端1与排污用户的生产设备以及排污设备进行绑定，并基于电力监测终端1所处的排污用户接收相应的环境监控方式；也就是电力监测平台4获取到电力监测终端1发送的数据，也就是知晓电力监测终端1所对应的企业或用户。
电力监测平台4获取生产设备以及排污设备的工作时段和运行时间，并将工作时段和运行时间分别发送至对应的电力监测终端1；
电力监测终端1还用于实时获取并记录生产设备以及排污设备的工作时段和运行时间，判断生产设备以及排污设备的工作时段和运行时间，是否符合预设时间，如果不符合，向电力监测平台4发送不符合报警提示；电力监测平台4根据接收的不符合报警提示以及电力监测终端1的IP编码确定排污用户。
电力监测终端1还用于实时获取并记录生产设备以及排污设备的同步运行状态，以及排污设备的运行状态；如生产设备和排污设备未同步运行，或排污设备在预设工作时段和运行时间内未运行，向电力监测平台4发送不符合报警提示。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通过电力信息实现污染排放的监控***，其特征在于，包括：电力监测终端，电力监测数据集中器，电力监测网关以及电力监测平台；
电力监测终端依次通过电力监测网关和电力监测数据集中器连接电力监测平台；
电力监测终端安装在排污用户的生产设备以及排污设备的供电线缆上，电力监测终端用于实时检测生产设备以及排污设备的供电电流；电力监测终端将实时检测的供电电流上传至电力监测平台；
电力监测平台部署在监控机房；在监控室配置监控显示屏以及监控操作盘；环保监控人员通过监控显示屏查看监控平台数据，通过监控操作盘对***的数据进行操作；
电力监测平台根据环保监控人员的控制指令，对电力监测终端获取的生产设备信息以及排污设备信息进行调出，并显示监控；
对每个排污用户设置环境监控的起始时间以及终止时间；在监控时间段内，对获取的生产设备信息以及排污设备信息分别进行汇总，形成环境监控时间段汇集数据；
按时间段、或按排污用户形成环境监控报告，通过环境监控梯形图、或环境监控曲线图、或环境监控图表展现在监控显示屏上，并实现环境监控数据的调取和共享。
2.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测数据集中器安装在排污用户的监测站房，电力监测数据集中器用于获取用户内部相关设备的电力监测数据，并对监测数据进行初步数据处理，数据分析，并将原始数据及数据分析结果通过无线4G网络上传至电力监控平台；同时实时获取电力监测网关的数据；
电力监测网关的设置数量根据用户的占地面积以及用户内部的信号屏蔽程度配置；
电力监测网关到电力监测数据集中器的传输距离在1-3Km。
3.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测网关安装在用户的数据处理中心，用于收集汇总现场电力监测终端的数据，并通过Lora上传监控区域内的监测数据；
监控区域内电力监测终端的数量根据用户内部的信号屏蔽程度及用户的占地跨度设置；电力监测终端与电力监测网关的传输距离为20-50m。
4.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测终端设有电流感应模块，电流检测模块，储能模块，MCU以及无线传输模块；
电流感应模块通过储能模块与MCU连接；
电流检测模块和无线传输模块分别与MCU连接；
电流感应模块通过在电缆周围用来感应电流，并将感应的电流信号为储能模块进行充电；
电流检测模块用于检测电缆的电流强度，并将感应的电流强度经过模数转换及滤波调制处理后传输给MCU；
储能模块通过电流感应模块的电流进行储能，给电力监测终端供电；
MCU用于当储能模块达到储能阈值时，MCU由待机状态切换到工作状态，先进行电流检测，将测量的数据通过无线传输模块发送；
无线传输模块采用433M无线通信模块。
5.根据权利要求4所述的监控***，其特征在于，
MCU为工作状态后，实时获取排污用户的生产设备数据信息以及排污设备数据信息，并进行储存；
判断当前时段是否为数据上传时段，或判断当前无线传输时段是否为空闲时段；
如果是将预设时间段的数据上传至电力监测平台；
MCU还用于当获取的生产设备数据信息或排污设备数据信息超阈值，或者不符合预设条件时，MCU将当前不符合预设条件的数据信息上传至电力监测平台，并进行报警提示。
6.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测网关包括：网关供电模块，网关无线传输模块，网关Lora通信模块以及主控板；
网关供电模块用于向电力监测网关提供电能；
网关无线传输模块用于实现电力监测网关与电力监测终端通信连接，获取电力监测网关的数据；
网关Lora通信模块用于电力监测网关与电力监测数据集中器的通信模块，用于上传监控区域范围内的电力监测数据；
主控板用于收集汇总数据，并转换为lora通信，再将数据发送。
7.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测数据集中器包括：电源管理模块，集中器Lora通信模块，核心板以及4G无线通信模块；
电源管理模块用于给电力监测数据集中器提供电源；
集中器Lora通信模块用于实现电力监测网关与电力监测数据集中器的连接，获取各电力监测网关的数据；
核心板用于预置行业生产模型、用户生产模型；收集整个用户的电力监测汇总数据；根据收集的电力监测数据，结合行业、用户生产模型，分析出用户的告警信息，用户的生产负荷信息；并将用户内部各生产线的电力监测原始数据统计数据以及分析结果数据转换为lora通信，通过集中器Lora通信模块将数据发送至电力监管平台；
4G无线通信模块用于电力监测数据集中器与电力监控平台的通信模块，上传整个用户的电力监测数据。
8.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测平台对电力监测终端进行地址编码，使每个电力监测终端具有唯一的设备编码；将每个电力监测终端与排污用户的生产设备以及排污设备进行绑定，并基于电力监测终端所处的排污用户接收相应的环境监控方式；
电力监测平台获取生产设备以及排污设备的工作时段和运行时间，并将工作时段和运行时间分别发送至对应的电力监测终端；
电力监测终端还用于实时获取并记录生产设备以及排污设备的工作时段和运行时间，
判断生产设备以及排污设备的工作时段和运行时间，是否符合预设时间，如果不符合，向电力监测平台发送不符合报警提示；电力监测平台根据接收的不符合报警提示以及电力监测终端的IP编码确定排污用户。
9.根据权利要求8所述的监控***，其特征在于，
电力监测终端还用于实时获取并记录生产设备以及排污设备的同步运行状态，以及排污设备的运行状态；
如生产设备和排污设备未同步运行，或排污设备在预设工作时段和运行时间内未运行，向电力监测平台发送不符合报警提示。
10.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于，
电力监测平台还用于将生产设备信息以及排污设备信息与预设阈值以及在先获取的信息进行对比判断是否超出预设阈值，与在先的比对是否超出波动范围；
电力监测平台对生产设备信息以及排污设备信息基于图形曲线进行处理分析，通过选择任一排污用户来进行调取展示；环保监控人员通过移动终端连接电力监测平台实时获取***数据，并进行跟踪。
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