CN104502549B - 一种烟气在线自动监测系统 - Google Patents

Abstract

实际工作中，烟气排放口受到风力的吹动而经常使烟气监测系统发生误判问题。为了解决上述弊端，本发明供了一种烟气在线自动监测系统，该系统包括：远程服务器和多个监测装置，所述监测装置包括位于排风口的主监测装置和远离排风口的从监测装置，所述远程服务器采集所述监测装置传输的环境污染监测信息，所述主监测装置包括烟气传感器和数据传输单元。本发明通过主监测装置启动从监控装置并根据从监控装置的反馈信息确定是否为误判，大大提升了在线监测系统的准确度。

Description

一种烟气在线自动监测系统

技术领域

本发明涉及烟气污染监控领域，更具体地，涉及一种用于环境污染监测的在线监控系统。

背景技术

随着我国工业的大力发展，城市中的大气污染情况越来越严重，大气中的二氧化硫、一氧化氮、烟尘等对人身体有害的物质越来越多，因此对工厂、企业的烟气排放量的监测和控制就显得十分重要。

一方面，环境污染已经成为全球各国共同关注的课题。大气中的污染物或生物化学作用会影响环境中处于正常操作运行状态或者储运状态的设施和设备，例如：工业过程检测和控制设备、重要的基础设施等。因此，《ANSIISA-S71.04过程检测和控制系统的环境条件——大气污染物》标准对大气环境中的污染物进行分类和分级。标准中对污染物在环境中的常态划分为大气液态污染物、大气固态污染物、大气气态污染物、和生物影响几类。各种污染物有按溶度高低或者对某种金属侵蚀速率高低又划分不同等级。我国在当今的发展过程中，就遇到了雾霾污染严重的严峻现实。

另一方面，随着我国环境保护事业的发展，迫切需要加快全国环境管理基础能力的建设，同时提高环境监测仪器的生产和竞争能力。环境监测仪器在环境监测、工矿企业污染治理、现场环境监测执法的在线测试等方面能起着重要的作用,可解决假冒伪劣商品、食品安全、环境监测监理等问题，是保证工商、质监、环境、农业、粮食、地质、化工等行业、领域准确、公正、高效运作不可或缺的有力工具。

目前，国内外使用的烟气监测系统，例如申请号为CN201320735703.X的中国实用新型专利申请提供了一种烟气在线连续监测系统，该系统包括：烟气取样装置(10)、烟气预处理装置(20)和烟气分析装置(30)；所述烟气取样装置(10)与所述烟气预处理装置(20)相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置(20)分别与所述烟气取样装置(10)、所述烟气分析装置(30)相连，用于处理所述烟气取样装置(10)采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置(30)；所述烟气分析装置(30)与所述烟气预处理装置(20)相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。这种系统一直对污染排放口进行监测。然而在实际工作中，烟气排放口受到风力的吹动而经常使烟气监测系统发生误判问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种烟气在线自动监测系统，该系统包括：远程服务器和多个监测装置，所述监测装置包括位于排风口的主监测装置和远离排风口的从监测装置，所述远程服务器采集所述监测装置传输的环境污染监测信息，所述主监测装置包括烟气传感器和数据传输单元，所述从监测装置包括视频采集装置、图像处理装置、数据传输单元以及存储装置，当所述烟气传感器监测到烟气时，主监测装置启动从监测装置，所述视频采集装置采集图像信息，所述图像处理装置处理所述图像信息，且所述烟气传感器根据处理结果确定是否停止启动工作。

进一步地，所述监测装置的烟气传感器包括二氧化硫传感器、二噁英传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、氨气传感器以及硫化氢传感器中的至少一种。

进一步地，所述数据通信信息包括各个监测装置的通讯识别符。

进一步地，所述通讯识别符包括视频采集装置的编号和图像处理装置的编号。

进一步地，所述通讯识别符包括数据传输单元的IP地址。

进一步地，所述从监测装置的视频采集装置为摄像头。

进一步地，所述从监测装置已经通过数据传输单元向远程服务器发送了图像信息后即停止工作。

进一步地，所述数据传输单元包括基于移动通信网络的数据收发模块和/或基于以太网的数据收发模块。

本发明的有益效果是：通过主监测装置启动从监控装置并根据从监控装置的反馈信息确定是否为误判，大大提升了在线监测系统的准确度。

附图说明

图1示出了现有技术中的一种烟气在线连续监测系统的结构框图。

图2示出了根据本发明的优选实施例的烟气在线自动监测系统的结构框图。

图3示出了根据本发明的优选实施例的数据传输单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图详细本发明的优选实施例。

如图1所示，根据本发明的一个优选实施例，烟气在线自动监测系统包括：远程服务器和多个监测装置，所述监测装置包括位于排风口的主监测装置和远离排风口的从监测装置，所述远程服务器采集所述监测装置传输的环境污染监测信息，所述主监测装置包括烟气传感器和数据传输单元，所述从监测装置包括摄像头、图像处理装置、数据传输单元以及存储装置。

从监测装置自身将在初始化启动摄像头采集一帧图像，该图像为主监测装置未监测到烟气的图像，被作为“正常图像帧”，并将该正常图像帧保存到存储装置中。当所述烟气传感器监测到烟气时，主监测装置启动从监测装置，所述摄像头采集图像信息，所述图像处理装置根据最近依次采集到的正常图像帧与这次采集到的图像信息进行比对，去掉云层、飞机、飞鸟等可能的干扰以后，查找图像中剩余的像素，并将这些像素的轮廓线与预先保存在从监测装置的存储装置中的模式库进行比照。当比照的差值小于预设的阈值时，认为此时主监测装置为误判，通过数据传输单元通知主监测装置的所述烟气传感器停止启动工作；否则认为主监测装置应使烟气传感器继续工作。且所述烟气传感器停止启动工作。因此，主监测装置向远程服务器传输的数据主要是烟气传感器的输出值，而从监测装置向远程服务器传输的数据主要是图像帧。

上述图像信息处理技术属于图形图像处理的常用技术，不在本发明中详述。

优选地，所述监测装置的烟气传感器包括二氧化硫传感器、二噁英传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、氨气传感器以及硫化氢传感器中的至少一种。根据本发明的又一个优选实施例，所述烟气传感器还可以包括多种传感器，例如二氧化碳传感器、水污染传感器、空气质量传感器(诸如二氧化硫传感器、二噁英传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、氨气传感器以及硫化氢传感器中的至少一种)、温湿度传感器等。

所述数据通信信息包括各个监测装置的通讯识别符。实际工作中，所述通讯识别符包括摄像头的编号和图像处理装置的编号。在本发明的优选实施方式中，至少要包括摄像头的出厂批次和产品编号和图像处理装置的出厂批次和产品编号。在另一个优选的实施例中，至少要包括摄像头的出厂批次和产品编号和图像处理装置的出厂批次和产品编号，或者数据传输单元的IP地址，其中出厂批次和产品编号和图像处理装置的出厂批次和产品编号将被作为数据传输单元的IP地址被加密后的密钥而在通信过程中增强安全性。

为了进一步节省电力和减少不必要的数据传输从而节省通信费用，优选地，所述从监测装置已经通过数据传输单元向远程服务器发送了图像信息后即停止工作，直到主监测装置再次发送启动指令位置。该被发送到远程服务器的图像信息作为监测到烟气的证据而被保存。

根据本发明的一个优选实施例，数据传输单元包括：微处理器、电源、无线收发模块和RS232串口；所述微处理器分别与所述电源、所述无线收发模块和所述RS232串口连接。数据传输单元还包括：USB接口和/或显示器和/或存储器；所述USB接口、所述显示器和所述存储器均与所述微处理器连接。

在实际应用中，数据传输单元主要负责监测装置间的通信，向监测装置发送查询命令，接收各个监测装置上传的环境污染信息并返回给远程监控平台。数据传输单元与监测装置的区别在于：数据传输单元安装有RS232串口，满足数据传输单元与远程监控平台之间的通信。在实际使用过程中，数据传输单元的作用与网关的作用类似。另外，数据传输单元通过存储器可以存储各监测装置上传的环境污染信息，并通过显示模块显示环境污染信息，从而方便使用者观察。

数据传输单元还用于协调各个监测装置进行无线通信组网，在路由发现过程中，可以解决局部混合路由信息之间的相容性和优先级问题，其中，局部混合路由信息包含位置信息、可达信息和链路可靠性等；同时，还解决了网络对象的移动性对路由发现过程的影响，例如：由节点移动、失效或受攻击导致的路由断裂等情况；另外，系统采用相应的路由维护措施，每一段路径在具有一定连通性的前提下，仍保持整条路径具有连通性要求。

所述数据传输单元包括数据收发器和监测装置路径计算单元。其中的路径计算单元不必采用专门的设备，可以通过DSP或MCU等具有数据加减运算的设备来实现。

本领域技术人员应当清楚的是，所述数据传输单元包括基于移动通信网络的数据收发模块和/或基于以太网的数据收发模块。例如，基于PC104的数据收发模块。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种烟气在线自动监测系统，该系统包括：远程服务器和多个监测装置，所述监测装置包括位于排风口的主监测装置和远离排风口的从监测装置，所述远程服务器采集所述监测装置传输的环境污染监测信息，其特征在于，所述主监测装置包括烟气传感器和数据传输单元，所述从监测装置包括视频采集装置、图像处理装置、数据传输单元以及存储装置，当所述烟气传感器监测到烟气时，主监测装置启动从监测装置，所述视频采集装置采集图像信息，所述图像处理装置处理所述图像信息，且所述烟气传感器根据处理结果确定是否停止启动工作。

2.根据权利要求1的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述监测装置的烟气传感器包括二氧化硫传感器、二噁英传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、氨气传感器以及硫化氢传感器中的至少一种。

3.根据权利要求1的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述数据通信信息包括各个监测装置的通讯识别符。

4.根据权利要求3的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述通讯识别符包括视频采集装置的编号和图像处理装置的编号。

5.根据权利要求4的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述通讯识别符包括数据传输单元的IP地址。

6.根据权利要求3或4的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述从监测装置的视频采集装置为摄像头。

7.根据权利要求6的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述从监测装置已经通过数据传输单元向远程服务器发送了图像信息后即停止工作。

8.根据权利要求1的烟气在线自动监测系统，其特在在于，所述数据传输单元包括基于移动通信网络的数据收发模块和/或基于以太网的数据收发模块。