CN107478776A - 一种环境在线监测系统及环境监测方法 - Google Patents

一种环境在线监测系统及环境监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环境在线监测系统及环境监测方法,通过化学气体监测单元实时监测空气中的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度;土壤监测单元实时监测土壤的酸碱度和重金属浓度;空气质量监测单元实时监测空气中的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度;该系统不仅可以通过二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强度信息对空气进行质量检测,还能对土壤中酸碱度和重金属浓度进行检测,如果空气或土壤中某种物质超过指标,预警单元就会发出报警声,能够实现对环境的精准检测,且监测范围广泛,及时发现污染并控制,减小了对环境的污染。

Description

一种环境在线监测系统及环境监测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及环境监测技术领域,特别涉及一种环境在线监测系统及环境监测方 法。
背景技术
[0002] 随着工业化和城市化的迅速发展,随之而来也带来了环境污染的问题,尤其是化 工厂和石油企业等,一旦发生意外带来的影响是十分巨大的,局部地区范围的空气质量不 能达到人们理想中的要求,或者在一些特定场所中,人们需要人为地调节空气中各部分气 体或杂质的含量,以便判断空气质量是否达到预期的要求,例如城市生活环境、生态绿化环 境、温室栽培,医院环境等,往往需要花很大的成本去治理,给人类和环境造成的伤害在短 期内无法恢复,因此对污染源的控制是十分关键的。目前在一些工业园区都已经配备了污 水处理厂,大部分污水已经可以通过排污管道排出,偶尔由于泄漏故仍需要对这些已经处 理的点进行监控,而像一些有毒气体等排放却很难控制,人工成本很高,但由于需要检测环 境通常范围较大,监测点分散,分布范围广,通过普通的有线数据传输不能满足要求,同时 由于环境的复杂性,检测数据误差也会较大,不能准确反应出空气质量的变化。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种环境在线监测系统及环境监测方法,以解决上述背景 技术中提出的问题。
[0004] 本发明提供了一种环境在线监测系统,包括:化学气体监测单元、土壤监测单元、 空气质量监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块;所述化学气体监测单元用于 实时监测空气中的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度,并将监测到的二氧化 硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号实时发送给所述中央处理器;所述土壤监测 单元用于实时监测土壤的酸碱度和重金属浓度,并将监测到土壤的酸碱度和重金属浓度信 号实时发送给所述中央处理器;所述空气质量监测单元用于实时监测空气中的PM2.5浓度、 温湿度以及电磁辐射强度,并将监测到的空气中的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度信 号实时发送给所述中央处理器;所述中央处理器用于实时接收所述化学气体监测单元所发 送的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号并发送给无线通信模块,中央处 理器同时将所接收到的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号与设定的二氧 化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度值进行实时对比,若所接收到的二氧化硫浓度、 二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号三者中的一个或者多个高于设定值,所述中央处理器 向所述预警单元发出化学气体监测异常报警指令;所述中央处理器还用于实时接收所述土 壤监测单元所发送的土壤的酸碱度和重金属浓度并发送给无线通信模块,中央处理器同时 将所接收到的土壤的酸碱度和重金属浓度与标准的土壤的酸碱度和重金属浓度进行实时 对比,若所接收到的土壤的酸碱度和重金属浓度两者中的一个或者两个出现异常,所述中 央处理器向所述预警单元发出土壤监测异常报警指令;所述中央处理器还用于实时接收所 述空气质量监测单元所发送的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度并发送给无线通信模 块,中央处理器同时将所接收到的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度与标准的PM2.5浓 度、温湿度以及电磁辐射强度进行实时对比,若所接收到的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐 射强度三者中的一个或者多个出现异常,所述中央处理器向所述预警单元发出空气质量监 测异常报警指令;所述预警单元包括第一报警器、第二报警器和第三报警器;所述第一报警 器用于接收所述中央处理器发送来的化学气体监测异常报警指令并发出第一报警声;所述 第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的土壤监测异常报警指令并发出第二报警声; 所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的空气质量监测异常报警指令并发出第 三报警声;所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的二氧化硫浓度、二氧 化氮浓度以及一氧化碳浓度信号并发送给监控中心和移动客户端;所述无线通信模块还用 于实时接收所述中央处理器发送来的土壤的酸碱度和重金属浓度并发送给监控中心和移 动客户端;所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的PM2.5浓度、温湿度 以及电磁辐射强度并发送给监控中心和移动客户端。
[0005] 较佳地,所述中央处理器还信号连接有风速仪,所述风速仪用于监测空气中的风 速大小。
[0006] 较佳地,所述中央处理器还信号连接有二氧化碳传感器,所述二氧化碳传感器用 于监测空气中二氧化碳的浓度。
[0007] 较佳地,所述中央处理器还信号连接有噪声传感器,所述噪声传感器用于对区域 环境中的噪声进行实时监控。
[0008] 较佳地,所述中央处理器还信号连接连接有水质传感器,所述水质传感器用于实 时采集水环境信息数据。
[0009] 较佳地,所述中央处理器还信号连接有V0C传感器,所述V0C传感器用于探测所处 环境的有机废气的浓度。
[0010] 较佳地,所述中央处理是MSP430单片机或型号为0MR0NCP1E-N20DR-D的PLC控制 器。
[0011]较佳地,所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
[0012] 一种环境监测方法,包括以下步骤:
[0013] (1)监测终端将监测到的二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信 息、土壤酸碱度信息、土壤重金属浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强度 信息发送给中央处理器;
[0014] (2)中央处理器将接收到的二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度 信息、土壤酸碱度信息、土壤重金属浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强 度信息发送至监控中心和移动客户端,通过显示终端或移动终端实时显示监测信息;
[0015] (3)中央处理器根据步骤(2)采集到的各种浓度信息及设定的各种浓度阈值判断 各种浓度是否超标,是,则执行步骤(4),否,则不做任何操作;
[0016] (4)中央处理器将各种气体的浓度、该气体浓度所在地区的位置信息发送给移动 客户端,并控制预警单元发出报警声。
[0017]本发明环境监测系统,不仅可以通过二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧 化碳浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强度信息对空气进行质量检测, 还能对土壤中酸碱度和重金属浓度进行检测,如果空气或土壤中某种物质超过指标,预警 单元就会发出报警声,能够实现对环境的精准检测,且监测范围广泛,及时发现污染并控 制,减小了对环境的污染。
附图说明
[0018] 图1为本发明提供的系统图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明 的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0020] 如图1所示,本发明实施例提供了一种环境在线监测系统,包括:化学气体监测单 元、土壤监测单元、空气质量监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块;所述化学 气体监测单元用于实时监测空气中的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度,并 将监测到的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号实时发送给所述中央处理 器;所述土壤监测单元用于实时监测土壤的酸碱度和重金属浓度,并将监测到土壤的酸碱 度和重金属浓度信号实时发送给所述中央处理器;所述空气质量监测单元用于实时监测空 气中的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度,并将监测到的空气中的PM2.5浓度、温湿度以 及电磁辐射强度信号实时发送给所述中央处理器;所述中央处理器用于实时接收所述化学 气体监测单元所发送的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号并发送给无线 通信模块,中央处理器同时将所接收到的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度 信号与设定的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度值进行实时对比,若所接收 到的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号三者中的一个或者多个高于设定 值,所述中央处理器向所述预警单元发出化学气体监测异常报警指令;所述中央处理器还 用于实时接收所述土壤监测单元所发送的土壤的酸碱度和重金属浓度并发送给无线通信 模块,中央处理器同时将所接收到的土壤的酸碱度和重金属浓度与标准的土壤的酸碱度和 重金属浓度进行实时对比,若所接收到的土壤的酸碱度和重金属浓度两者中的一个或者两 个出现异常,所述中央处理器向所述预警单元发出土壤监测异常报警指令;所述中央处理 器还用于实时接收所述空气质量监测单元所发送的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度 并发送给无线通信模块,中央处理器同时将所接收到的PM2 • 5浓度、温湿度以及电磁辐射强 度与标准的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度进行实时对比,若所接收到的PM2.5浓度、 温湿度以及电磁辐射强度三者中的一个或者多个出现异常,所述中央处理器向所述预警单 元发出空气质量监测异常报警指令;所述预警单元包括第一报警器、第二报警器和第三报 警器;所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的化学气体监测异常报警指令并发 出第一报警声;所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的土壤监测异常报警指令 并发出第二报警声;所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的空气质量监测异常 报警指令并发出第三报警声;所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的二 氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号并发送给监控中心和移动客户端;所述 无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的土壤的酸碱度和重金属浓度并发 送给监控中心和移动客户端;所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的 PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度并发送给监控中心和移动客户端。
[0021] 在本发明实施例中,所述中央处理器还信号连接有风速仪,所述风速仪用于监测 空气中的风速大小;所述中央处理器还信号连接有二氧化碳传感器,所述二氧化碳传感器 用于监测空气中二氧化碳的浓度;所述中央处理器还信号连接有噪声传感器,所述噪声传 感器用于对区域环境中的噪声进行实时监控;所述中央处理器还信号连接连接有水质传感 器,所述水质传感器用于实时采集水环境信息数据;所述中央处理器还信号连接有V0C传感 器,所述V0C传感器用于探测所处环境的有机废气的浓度;所述中央处理是MSP430单片机或 型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器;所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通 信模块或WIFI模块。
[0022] —种环境监测方法,包括以下步骤:
[0023] (1)监测终端将监测到的二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信 息、土壤酸碱度信息、土壤重金属浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强度 信息发送给中央处理器;
[0024] (2)中央处理器将接收到的二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度 信息、土壤酸碱度信息、土壤重金属浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强 度信息发送至监控中心和移动客户端,通过显示终端或移动终端实时显示监测信息;
[0025] (3)中央处理器根据步骤(2)采集到的各种浓度信息及设定的各种浓度阈值判断 各种浓度是否超标,是,则执行步骤(4),否,则不做任何操作;
[0026] (4)中央处理器将各种气体的浓度、该气体浓度所在地区的位置信息发送给移动 客户端,并控制预警单元发出报警声。
[0027]综上所述,本发明实施例提供的环境在线监测系统,不仅可以通过二氧化硫浓度 信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强 度信息对空气进行质量检测,还能对土壤中酸碱度和重金属浓度进行检测,如果空气或土 壤中某种物质超过指标,预警单元就会发出报警声,能够实现对环境的精准检测,且监测范 围广泛,及时发现污染并控制,减小了对环境的污染。
[0028]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任 何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 一种环境在线监测系统,其特征在于,包括:化学气体监测单元、土壤监测单元、空气 质量监测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块; 所述化学气体监测单元用于实时监测空气中的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧 化碳浓度,并将监测到的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号实时发送给 所述中央处理器; 所述土壤监测单元用于实时监测土壤的酸碱度和重金属浓度,并将监测到土壤的酸碱 度和重金属浓度信号实时发送给所述中央处理器; 所述空气质量监测单元用于实时监测空气中的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度, 并将监测到的空气中的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度信号实时发送给所述中央处 理器; 所述中央处理器用于实时接收所述化学气体监测单元所发送的二氧化硫浓度、二氧化 氮浓度以及一氧化碳浓度信号并发送给无线通信模块,中央处理器同时将所接收到的二氧 化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化碳浓度信号与设定的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以 及一氧化碳浓度值进行实时对比,若所接收到的二氧化硫浓度、二氧化氮浓度以及一氧化 碳浓度信号三者中的一个或者多个高于设定值,所述中央处理器向所述预警单元发出化学 气体监测异常报警指令; 所述中央处理器还用于实时接收所述土壤监测单元所发送的土壤的酸碱度和重金属 浓度并发送给无线通信模块,中央处理器同时将所接收到的土壤的酸碱度和重金属浓度与 标准的土壤的酸碱度和重金属浓度进行实时对比,若所接收到的土壤的酸碱度和重金属浓 度两者中的一个或者两个出现异常,所述中央处理器向所述预警单元发出土壤监测异常报 警指令; 所述中央处理器还用于实时接收所述空气质量监测单元所发送的PM2.5浓度、温湿度 以及电磁辐射强度并发送给无线通信模块,中央处理器同时将所接收到的PM2.5浓度、温湿 度以及电磁辐射强度与标准的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度进行实时对比,若所接 收到的PM2.5浓度、温湿度以及电磁辐射强度三者中的一个或者多个出现异常,所述中央处 理器向所述预警单元发出空气质量监测异常报警指令; 所述预警单元包括第一报警器、第二报警器和第三报警器;所述第一报警器用于接收 所述中央处理器发送来的化学气体监测异常报警指令并发出第一报警声;所述第二报警器 用于接收所述中央处理器发送来的土壤监测异常报警指令并发出第二报警声;所述第三报 警器用于接收所述中央处理器发送来的空气质量监测异常报警指令并发出第三报警声; 所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的二氧化硫浓度、二氧化氮浓 度以及一氧化碳浓度信号并发送给监控中心和移动客户端;所述无线通信模块还用于实时 接收所述中央处理器发送来的土壤的酸碱度和重金属浓度并发送给监控中心和移动客户 端;所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的PM2.5浓度、温湿度以及电 磁辐射强度并发送给监控中心和移动客户端。
2.如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述中央处理器还信号连接有 风速仪,所述风速仪用于监测空气中的风速大小。
3.如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述中央处理器还信号连接有 一氧化碳传感器,所述二氧化碳传感器用于监测空气中二氧化碳的浓度。
4. 如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述中央处理器还信号连接有 噪声传感器,所述噪声传感器用于对区域环境中的噪声进行实时监控。
5. 如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述中央处理器还信号连接连 接有水质传感器,所述水质传感器用于实时采集水环境信息数据。
6. 如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述中央处理器还信号连接有 VOC传感器,所述VOC传感器用于探测所处环境的有机废气的浓度。
7. 如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述中央处理是MSP430单片机 或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
8. 如权利要求1所述的环境在线监测系统,其特征在于,所述无线通信模块是3G无线通 信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
9. 一种环境监测方法,其特征在于,包括以下步骤: (1) 监测终端将监测到的二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信息、 土壤酸碱度信息、土壤重金属浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强度信 息发送给中央处理器; (2) 中央处理器将接收到的二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信 息、土壤酸碱度信息、土壤重金属浓度信息、PM2.5浓度信息、温湿度信息以及电磁辐射强度 信息发送至监控中心和移动客户端,通过显示终端或移动终端实时显示监测信息; (3) 中央处理器根据步骤(2)采集到的各种浓度信息及设定的各种浓度阈值判断各种 浓度是否超标,是,则执行步骤⑷,否,则不做任何操作; (4) 中央处理器将各种气体的浓度、该气体浓度所在地区的位置信息发送给移动客户 端,并控制预警单元发出报警声。
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