CN216815584U - 一种网格化环境监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种网格化环境监测***，属于环境监测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种网格化环境监测***硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括数据采集模块、数据存储模块、监控中心，所述监控中心设置有中央控制器，所述中央控制器分别通过导线与数据采集模块、数据存储模块相连；所述数据采集模块包括水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块，每个监控中心均设置有监控显示屏，所述监控显示屏通过导线与中央控制器相连；各个区域中设置的所述中央控制器之间通过有线或无线通信模块实现双向通信，所述中央控制器还通过有线或无线通信模块与终端服务器相连；本实用新型应用于环境监测。
Description
技术领域
本实用新型一种网格化环境监测***，属于环境监测***技术领域。
背景技术
环境监测是环境保护工作的“哨兵”，是环境管理的重要组成部分，是环境保护工作最为重要的基础性和前沿性工作。随着经济和社会发展，环境监测项目不断扩展，监测领域不断拓展，技术要求不断提高，环境监测面临更加繁重的工作任务。但是目前对于环境监测***中缺乏能够同时对大气、气象、水质数据进行监测的***，因此，需要提出一种网格化环境监测***，能够实现对当前环境中的大气、气象、水质数据的采集监测及预警。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种网格化环境监测***硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种网格化环境监测***，包括数据采集模块、数据存储模块、监控中心，所述监控中心设置有中央控制器、终端服务器，所述中央控制器分别通过导线与数据采集模块、数据存储模块、终端服务器相连；
所述数据采集模块包括水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块，所述水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块根据监测区域进行分布式设置；
所述监控中心根据监测区域的大小进行设置，每个监测区域设置至少一个监控中心，每个监控中心均设置有监控显示屏，所述监控显示屏通过导线与中央控制器相连；
各个区域中设置的所述中央控制器之间通过有线或无线通信模块实现双向通信；
所述中央控制器还通过导线与每个数据采集模块设置的定位模块相连，所述定位模块将分布式设置的每个数据采集模块的位置信息发送至中央控制器。
所述水质监测模块包括对监测区域的地表和地下水位、流量、速度、水质进行监测的传感器或仪器，其中监测区域设置在河流和湖泊或水库的端面，对地表和地下水位进行监测的仪器具体采用型号为WH311的地下水监测仪器，对地表和地下水的流量、速度进行监测的仪器具体采用GLP-LSD固定式超声波多普勒流量计，对地表和地下水的水质进行监测的仪器采用型号为Hydrolab 多参数水质分析仪。
所述大气监测模块包括气体质量流量计、臭氧校准仪、化学发光法NO-NO2-NOx分析仪、脉冲荧光法SO2分析仪、气体滤光相关法CO分析仪、β射线法PM2.5颗粒物监测仪、β射线法PM10颗粒物监测仪、紫外光度法O3分析仪，分别对监测区域的NO、NO2、SO2、O3、CO、PM2.5颗粒物、PM10颗粒物进行监测。
所述气象监测模块包括对监测区域的风速、风向、环境温度、环境湿度、降雨量、大气压力、光照强度进行监测的气象站。
所述中央控制器具体采用型号为XC9572的FPGA。
所述水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块分别设置有分处理器A、分处理器B、分处理器C，所述数据采集模块还包括微控制器，所述微控制器分别通过有线或无线模块与分处理器A、分处理器B、分处理器C通信，所述微控制器将水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块发送的数据通过无线或有线模块传输至中央控制器。
所述分处理器A、分处理器B、分处理器C、微控制器具体采用型号为ADSP21020。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的网格化环境监测***通过在监测区域设置水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块实现对监测区域环境数据的全面采集，同时设置的预警模块能够在监控显示屏上将超限或异常的监测数据及其监测点的位置信息进行预警显示，能够及时的提醒工作人员进行查看，不仅能够实现对环境数据的全面采集监测，而且能够极大的提高监测控制的效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型的***结构示意图；
图2为本实用新型数据采集模块的结构示意图；
图3为本实用新型水质监测模块的结构示意图；
图4为本实用新型大气监测模块的结构示意图；
图5为本实用新型气象监测模块的结构示意图；
图中：1为数据采集模块、2为数据存储模块、3为监控中心、4为中央控制器、5为监控显示屏、6为终端服务器。
具体实施方式
如图1至图5所示，本实用新型一种网格化环境监测***，包括数据采集模块1、数据存储模块2、监控中心3，所述监控中心3设置有中央控制器4、终端服务器6，所述中央控制器4分别通过导线与数据采集模块1、数据存储模块2、终端服务器6相连；
所述数据采集模块1包括水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块，所述水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块根据监测区域进行分布式设置；
所述监控中心3根据监测区域的大小进行设置，每个监测区域设置至少一个监控中心3，每个监控中心3均设置有监控显示屏5，所述监控显示屏5通过导线与中央控制器4相连；
各个区域中设置的所述中央控制器4之间通过有线或无线通信模块实现双向通信；
所述中央控制器5还通过导线与每个数据采集模块1设置的定位模块相连，所述定位模块将分布式设置的每个数据采集模块1的位置信息发送至中央控制器。
所述水质监测模块包括对监测区域的地表和地下水位、流量、速度、水质进行监测的传感器或仪器，其中监测区域设置在河流和湖泊或水库的端面，对地表和地下水位进行监测的仪器具体采用型号为WH311的地下水监测仪器，对地表和地下水的流量、速度进行监测的仪器具体采用GLP-LSD固定式超声波多普勒流量计，对地表和地下水的水质进行监测的仪器采用型号为Hydrolab 多参数水质分析仪。
Hydrolab 多参数水质分析仪是一款新型多参数、宽量程的水质分析仪器，可用于地表水、地下水、水源水、饮用水、污水排放口、海洋等不同水体的水质在线及便携监测。监测参数包括溶解氧、pH、ORP（氧化还原电位）、电导率（盐度、总溶解固体、电阻）、温度、深度、浊度、叶绿素a、蓝绿藻、若丹明WT、铵/氨离子、硝酸根离子、氯离子、环境光、总溶解气体共十五种参数。
所述大气监测模块包括气体质量流量计、臭氧校准仪、化学发光法NO-NO2-NOx分析仪、脉冲荧光法SO2分析仪、气体滤光相关法CO分析仪、β射线法PM2.5颗粒物监测仪、β射线法PM10颗粒物监测仪、紫外光度法O3分析仪，分别对监测区域的NO、NO2、SO2、O3、CO、PM2.5颗粒物、PM10颗粒物进行监测。
其中气体质量流量计采用的型号规格为KM0439-62AW（0-20L和0-100ML），臭氧校准仪采用的型号规格为49ips，化学发光法NO-NO2-NOx分析仪采用的型号规格为42i-DNMSDAA，脉冲荧光法SO2分析仪采用的型号规格为43i-DNSAA，气体滤光相关法CO分析仪采用的型号规格为48i-DNSAA，β射线法PM2.5颗粒物监测仪采用的型号规格为5014i-DHVAA，β射线法PM10颗粒物监测仪采用的型号规格为5014i-DHEAA，紫外光度法O3分析仪采用的型号规格为49i-D1NAA。
所述气象监测模块包括对监测区域的风速、风向、环境温度、环境湿度、降雨量、大气压力、光照强度进行监测的气象站。其中测量风速、风向可以采用型号为RS-CFSFX-N01-3的超声波风速风向变送器，环境温湿度可以采用型号为HX94CNPT的相对湿度/温度变送器，降雨量可以采用型号为JXBS-3001-YL的雨量传感器，大气压力可以采用型号为MIK-P400的压力变送器，光照强度可以采用型号为NHZD10的光照度传感器，气象站也可以采用现有的环境中正在使用的气象站，将气象站的与相应区域的监控中心通过无线对有线相连，将气象站的数据发送至监控中心即可，例如申请号为CN201721260804.0公开的气象站。
所述水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块分别设置有分处理器A、分处理器B、分处理器C，所述数据采集模块1还包括微控制器，所述微控制器分别通过有线或无线模块与分处理器A、分处理器B、分处理器C通信，所述微控制器将水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块发送的数据通过无线或有线模块传输至中央控制器4。
所述分处理器A、分处理器B、分处理器C及微控制器均采用型号为ADSP21020的DSP处理器。
所述中央控制器具体采用型号为XC9572的FPGA。
所述数据采集模块1还包括微控制器，所述微控制器分别通过有线或无线模块与水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块相连，所述微控制器将水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块发送的数据通过无线或有线模块后发送至中央控制器。本实用新型采用的无线模块可以为4G/5G网络或WiFi或NB-IOT通讯，采用的有线模块可以为以太网传输总线或RS485传输总线；本实用新型对于地质监测模块及气象监测模块、大气监测模块与监控中心之间的数据传输可以采用CN106525132B专利申请所公开的NB-IOT通讯模块实现，建立NB-IOT通讯基站，NB-IoT通讯模块通过NB-IoT通讯基站与中央控制器4通讯连接及数据互动。
本实用新型提供的网格化环境监测***根据监测区域的大小进行数据采集模块1的监测点位的设置，同时根据监测区域的实际环境进行监控中心的建设，通过有线或无线方式实现各个监控中心之间的数据通信，从而实现对所有监测区域采集数据的汇总，全部存储在终端服务器6上进行数据分类存储，实现对数据的集中管理，便于后期对历史数据的查询，以及便于后期数据的分析，对监测点位及异常数据采集的数据分析。
本实用新型具体通过水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块实现对环境数据的全面监测，实现了对监测区域地表水、地下水、大气等环境数据的采集及监测；同时本实用新型还设置了预警模块3对异常监测点位及异常监测数据进行提示。
本实用新型监测区域的大小根据人口密度和占地面积进行结合分析，比如根据某省某市某县/区的占地面积和人口密度，A市比B市人口多，且占地面积较广，根据情况可以在A市设立一个总的监控中心，在A市下辖的各个区或县再分别设置分监控中心，通过各个分监控中心将各个监测区域的数据进行汇总，再一块发送至总的监控中心将整个A市的环境监测数据汇总，同时后续可以在A市的总监控中心设立大数据分析中心，通过在总监控中心将环境数据汇总分析之后，将分析的结构发送至省数据中心，并上传至全国的数据中心，实现对数据的分级存储。
本实用新型还可以设立移动监测点，通过移动监测点可以对需要重点关注的区域的大气数据进行监测，且本实用新型还可以在各个监测站点的地面部分的设备处分别布设视频监测终端，通过视频监测终端对设备运行情况进行监测，还可以在河道、水库、湖泊的上下游设置视频监测站点，采集河道、水库、湖泊的视频监测数据。
关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种网格化环境监测***，其特征在于：包括数据采集模块（1）、数据存储模块（2）、监控中心（3），所述监控中心（3）设置有中央控制器（4）、终端服务器（6），所述中央控制器（4）分别通过导线与数据采集模块（1）、数据存储模块（2）、终端服务器（6）相连；
所述数据采集模块（1）包括水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块，所述水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块根据监测区域进行分布式设置；
所述监控中心（3）根据监测区域的大小进行设置，每个监测区域设置至少一个监控中心（3），每个监控中心（3）均设置有监控显示屏（5），所述监控显示屏（5）通过导线与中央控制器（4）相连；
各个区域中设置的所述中央控制器（4）之间通过有线或无线通信模块实现双向通信；
所述中央控制器（4）还通过导线与每个数据采集模块（1）设置的定位模块相连，所述定位模块将分布式设置的每个数据采集模块（1）的位置信息发送至中央控制器。
2.根据权利要求1所述的一种网格化环境监测***，其特征在于：所述水质监测模块包括对监测区域的地表和地下水位、流量、速度、水质进行监测的传感器或仪器，其中监测区域设置在河流和湖泊或水库的端面，对地表和地下水位进行监测的仪器具体采用型号为WH311的地下水监测仪器，对地表和地下水的流量、速度进行监测的仪器具体采用GLP-LSD固定式超声波多普勒流量计，对地表和地下水的水质进行监测的仪器采用型号为Hydrolab多参数水质分析仪。
3.根据权利要求1所述的一种网格化环境监测***，其特征在于：所述大气监测模块包括气体质量流量计、臭氧校准仪、化学发光法NO-NO2-NOx分析仪、脉冲荧光法SO2分析仪、气体滤光相关法CO分析仪、β射线法PM2.5颗粒物监测仪、β射线法PM10颗粒物监测仪、紫外光度法O3分析仪，分别对监测区域的NO、NO2、SO2、O3、CO、PM2.5颗粒物、PM10颗粒物进行监测。
4.根据权利要求1所述的一种网格化环境监测***，其特征在于：所述气象监测模块包括对监测区域的风速、风向、环境温度、环境湿度、降雨量、大气压力、光照强度进行监测的气象站。
5.根据权利要求1所述的一种网格化环境监测***，其特征在于：所述中央控制器（4）具体采用型号为XC9572的FPGA。
6.根据权利要求1所述的一种网格化环境监测***，其特征在于：所述水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块分别设置有分处理器A、分处理器B、分处理器C，所述数据采集模块（1）还包括微控制器，所述微控制器分别通过有线或无线模块与分处理器A、分处理器B、分处理器C通信，所述微控制器将水质监测模块、大气监测模块、气象监测模块发送的数据通过无线或有线模块传输至中央控制器（4）。
7.根据权利要求6所述的一种网格化环境监测***，其特征在于：所述分处理器A、分处理器B、分处理器C、微控制器具体采用型号为ADSP21020。
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