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应用设计

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城市空气质量监测系统解决方案

城市空气质量监测系统解决方案

2021/8/26 13:59:24

一、方案背景

随着生活水平的提高,全社会环保意识的提高,人们对生活环境健康越来越关注,对生活的空气质量越来越关心,对环境信息提供的要求越来越高。空气质量有没有开始恶化,哪些地方在恶化,恶化程度如何,发展趋势如何,专家关心它,人民关心它,更关心它。通过媒体传播公开发布空气质量状况,不仅有利于环保工作的公开透明化,也有助于促进公众环保意识的提高和对环保工作的参与。

 我国目前大部分地区依然采用人工采样和实验室分析为主的大气监测手段,这种方式不能及时、准确地监测到污染物的实时排放情况,使得环境管理人员很难在短时间内摸清所有污染区的实际情况,对各种突发性污染源及污染现场,也不能做到即时准确的监测和处理。

  

 

二、系统组成

城市空气质量监测系统解决方案基于RTU无线通信技术,通过智能网关及无线连接设备,搭配使用例如PM2.5传感器、VOCs传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、氨气传感器及温度、湿度传感器等用于检测空气质量的传感器设备,实现对大气可吸入颗粒物以及其他有毒有害气体的浓度参数的实时监测。并且可以根据用户具体需求,在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务,由此三部分使整个系统达到安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的被监管单位的公共场所室内环境卫生信息展现在监督人员的面前。

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空气质量的整体监测系统主要由感知层、传输层、应用层及用户终端这四个部分组成。

 

1、感知层主要是涉及一些下端搭载的空气质量监测设备,包括与传感器连接无线传输

模块、空气温湿度传感器以及其他各类在现场空气监测中需要用到气体传感器;

 

2、传输层主要是中间的数据上下行传输网络:包括辰迈智慧自主研发的工业级RTU

 智能网关设备、无线连接设备等;

 

3、应用层主要是用户对整体空间监测的管理平台,用以对不同区域、不同功能的气体

传感器数据进行管理;

 

4、终端层包括智能手机、平板电脑、笔记本、PC 机等各类用于接收信息、处理信息的设备。

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三、系统功能

数据实时监测通过与现场安装的无线采集设备相连的气体传感器,实时采集现场各类气体浓度,并即时经由智能网关上传到监测中心,保证数据的时效性。

 

远程集中管理能够根据无线设备和传感器安装的位置对整个系统当中的设备分区域显示,对不同地点、不同场景的监测设备进行区别管理,同时也能对多区域进行集中监测。

 

原始数据处理对上传到服务器中的数据进行预处理,能够在平台上实现时间性的数据图形或是到处数据报表,以达到对现场空气环境进行分析的作用。

 

数据断点续存在该解决方案当中,当遇到上传服务器的网络断开时,使用的智能网关能够自动存储下方连接设备上传的数据。待传输网络连接成功后,会将缓存的数据第一时间上传到服务器,防止数据因网络问题出现丢失。

 

智能短信报警功能当监测到的气体浓度高于客户现场的限制浓度时,能够实现平台端、设备现场以及用户手机短信等多个场景的报警提醒功能,便于客户对现场环境的了解。

 

主动故障提醒一旦现场使用的监测设备出现异常,会主动上报异常状态,便于客户及时发现问题,并有针对性的找到故障设备。

 

设备远程控制:客户可以在监控中心对监测现场设备进行远程启动、设定工作时间等远程操作,并可对设备当前的工作状态进行查询。

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四、系统特点

 

广泛的应用无线数据传输系统可以无缝地与网络连接,从而保证环境监测人员不受时间和地点的限制。将监测控制中心系统装在笔记本电脑上,可以实现对环境监测子站数据的移动接受和处理;

 

性能稳定环境在线监测系统要求数据传输稳定,不能有数据传输延误和断传现象,无线数据传输系统激活后,永远保持在线,不存在掉线问题,同时由于GPRS/EDGE的传输速率基本可以保障,极少会出现数据传输延误现象;

 

安全性强环境在线监测数据的使用和发布有严格的规定,在线监测数的安全是数据传输中必须重视的问题,无线通讯系统在使用前,需要预先设定IP地址,使用时会向预先设定IP地址发送数据,可以避免他人的恶意获取;

 

数据完整环境在线监测子站分析仪器全天运行得到的监测数据的数量较大,同时相关技术规范也要求每日气态污染物不少于18个有效小时平均值,保证数据完整性非常重,不能丢失数据;由于2G/3G/4G通讯系统采用"包交换"方式传输数据,将传输数据封装成许多独立的封包,封包大小可以设定,再依次将这些封包一一传送出去,有效避免监测数据传输中丢失的问题。

 

实用性:城市公共场所地理位置分散,因此采用覆盖广泛的2G/3G/4G网络高信号捕捉,必要是采用高增益天线,可确保网络的正常运行。

 

可扩充性:系统预留接口,可以进行系统或软硬件模块的无限扩展,便于长期的升级和维护,延长系统的寿命,通过更新部件,能让系统一直存在下去,而不至于整个系统瘫痪,造成大量的投资损失。

 

易维护性:系统可对测控终端执行相应的远程操作命令,包括远程参数设置,远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程测控终端升级等

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应用领域  

该系统适用于各建筑施工工地、道路施工、旅游景区、码头、大型广场等现场实时数据的在线监测,其中监测的数据包括扬尘浓度、噪音指数以及视频画面。通过物联网以及云计算,实现了实时、远程现场数据通过网络传输,且具备自动功能,可以随时掌控发生的变化,进而告知有关部分进行整顿,具备联动信息输出,可以外接喷雾降尘设备,实现联动。是环保、建设、城市、交通、市政等对大气污染悬浮颗粒物排放源头控制评价的重要依据。

 

审核编辑(
王静
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