CN107490537A - 环境监测系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境监测系统及监测方法，该系统包括监测终端和监控平台；所述监测终端与所述监控平台通信连接，用于采集并发送监测的监测数据；所述监控平台用于接收并处理所述监测数据；所述监控平台还与气象站连接，用于获取气象站的气象数据，所述监控平台根据所述监测数据和气象站的气象数据，分析得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布；其效果是：通过本发明保障了监测过程的全面性、快速性和连续性，便于在出现重大环境污染时，能对可能出现环境污染的区域进行预警，大幅度提高了工作效率，强化环境监测的信息化水平。
Description
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，具体涉及到一种环境监测系统及监测方法。
背景技术
随着生活水平的提高及科学技术的进度，人们对周边环境状况的关注程度日益提高。但由于现在汽车，企业的排放导致环境变得十分的差，为了给人们一个良好的外部活动场所，会在固定的地点进行空气质量的检测，但现有的一些环境检测装置，虽然能检测出空气中的多种有害物质，但却不能进一步的将监测数据进行进一步运用，不利于环境监测部门对可能出现环境污染的区域进行预警。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，而提出的一种环境监测系统及监测方法。
本发明采取的一种技术方案为：一种环境监测系统，包括监测终端和监控平台；
所述监测终端与所述监控平台通信连接，用于采集并发送监测的监测数据；
所述监控平台用于接收并处理所述监测数据；所述监控平台还与气象站连接，用于获取气象站的气象数据，所述监控平台根据所述监测数据和气象站的气象数据，分析得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布；通过上述方案，可将监测的监测数据和气象数据进行结合分析，得出监测结果和气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布，这样便于在出现重大环境污染时，能对可能出现环境污染的区域进行预警，科学地采取相应的应对措施，避免事态的进一步扩大。
所述监测终端包括控制器和传感器，所述传感器包括二氧化硫传感器、氮氧化物传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、PM10传感器和PM2.5传感器中的至少三种，所述控制器用于对接收的各传感器浓度数据打包成帧并发送给所述监控平台；通过该监测终端可以监测出空气中的多种气体数据，便于及时发现可能出现的污染问题。
所述监控平台装载有GIS地图，所述监控平台还根据用户在所显示的GIS地图上的圈选区域，调取存储的该圈选区域内的风险源企业位置信息，并在显示的GIS地图上的对应位置对风险源企业进行标注；这样便于重点关注可能出现环境污染的区域，在出现环境污染时，能及时锁定污染区域。
所述监测终端上还设有摄像装置，所述摄像装置为若干个高清摄像头组成的阵列，所述摄像头通过通信接口向所述监控平台发送监测点的现场视频数据；便于管理者通过摄像头进一步查看监测点的周边环境，对出现的污染情况提供进一步参考依据。
所述环境监测系统还包括第三方数据接口，所述监控平台通过所述第三方数据接口与第三方预警系统连接，通过所述第三方预警系统及时向公众发布预警信息；通过这样设置，可在发生重大污染事故时，及时向公众发布预警信息，指导公众采取合理的应对措施，避免了因信息发布不及时，对公众造成的恐慌。
所述监控平台还用于当任一监测数据超过安全阈值时进行告警。
本发明采取的另一种技术方案为：一种环境监测方法，所述方法包括：
监测终端采集并发送监测的监测数据；
监控平台接收监测数据和气象站的气象数据；
监控平台存储所述监测数据和气象数据；
监控平台分析所述监测数据和气象数据，得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布。
所述方法还包括，当任一监测数据超过安全阈值时进行告警，并根据监测的数据与预设的不同安全阈值进行比较，产生不同的告警等级，所述告警等级分为红色、橙色、黄色、蓝色四个告警等级；通过不同的告警等级，便于管理部门采取不同的应对措施。
在出现告警时，所述监控平台通过第三方预警系统向公众发布预警信息。
在告警等级达到橙色及以上时，所述监控平台还将所述气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布数据发送至相关管理部门；便于相关管理部门及时采取有效措施应对所产生的污染问题。
采用上述技术方案，具有以下优点：本发明通过环境监测系统中的监测终端，便于开展环境监测、危险区域监测和长期连续监测，保障了监测过程的全面性、快速性和连续性；并将监测终端和监控平台通过通信连接，形成一个环境监测系统，通过监控平台与气象站连接，将监测的监测数据和气象数据进行结合分析，得出监测结果和气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布，这样便于在出现重大环境污染时，能对可能出现环境污染的区域进行预警，大幅度提高了工作效率，强化环境监测的信息化水平，并通过一定的监测方法，使监测的数据能被进一步应用，提高数据的使用效率。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种环境监测系统的系统原理图；
图2为本发明中监测终端的结构示意图；
图3为本发明第二实施例提供的一种环境监测系统的系统原理图；
图4为本发明的提供的环境监测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。
请参考图1，是本发明第一实施例所提供的一种环境监测系统的系统原理图，如图1所示，该系统包括监测终端1和监控平台2；
所述监测终端1与所述监控平台2通信连接，用于采集并发送监测的监测数据；
具体地，监测终端1与监控平台2通信连接具体包括：
通过无线通信方式与监控平台2建立通信连接，所述无线通信方式具体包括WIFI、4G、GPRS、蓝牙中的一种或多种；
通过有线通信方式与监控平台2建立通信连接，所述有线通信方式具体包括串口、USB、光纤中的一种或多种。
所述监控平台2用于接收并处理所述监测数据；所述监控平台2还与气象站3连接，用于获取气象站的气象数据，所述监控平台2根据所述监测数据和气象站3的气象数据，所述气象数据包括风向、风力等，分析得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布。
具体地，监控平台2将得到的监测数据，得出气体的监测结果，并将监测结果和气象站的气象数据通过Slab模型进行分析，得出气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布；所述Slab模型有美国能源部劳伦斯-利弗莫尔国家实验室开发，是用于重气释放源的大气扩散模型；这样在出现重大环境污染时，便于环境监测部门确定污染气体浓度出现的范围及方位，确定污染区域以及各浓度出现的时间，从而设立相应的警戒区，避免不知情人员误入现场及下风口。
请参考图2，所述监测终端1包括控制器11和传感器，所述传感器包括二氧化硫传感器12、氮氧化物传感器13、一氧化碳传感器14、臭氧传感器15、PM10传感器16和PM2.5传感器17中的至少三种，所述控制器11用于对接收的各传感器浓度数据打包成帧并发送给所述监控平台2；所述监测终端1还包括通信模块18，可采用通信模块18发送数据给所述监控平台2，也可采用控制器11自身集成的通信芯片进行数据传输；
具体地，监测终端1实时采集空气中多个气体的浓度数据，并采用固定的发送周期将数据发送给所述监控平台2，为了保证数据采集的实时性，发送周期可设为每秒发送一次，该发送周期可以人为进行设定；并且所述监控平台与监测终端之间采用心跳检测信号，在通信断开时，及时发出断网提醒。
进一步地，所述监测终端1上还设有摄像装置19，所述摄像装置19为若干个高清摄像头组成的阵列，所述摄像头通过通信接口向所述监控平台2发送监测点的现场视频数据；
具体地，多个摄像头分布在监测终端1的四周，实时拍摄监测点周围的是视频数据，并通过摄像头上的通信接口将现场视频数据进行发送，便于管理者通过摄像头进一步查看监测点的周边环境，对出现的污染情况提供进一步参考依据。
进一步地，所述监控平台2装载有GIS地图，所述监控平台2还根据用户在所显示的GIS地图上的圈选区域，调取存储的该圈选区域内的风险源企业位置信息，并在显示的GIS地图上的对应位置对风险源企业进行标注；
具体地，将各个监测点的位置信息在相应的GIS地图上显示，并且所述监控平台2根据任一监测点的监测终端发过来的至少一种气体浓度信息，建立不同气体浓度信息与时间的关系曲线，并在接收到用户的查看命令后，调取该监测点各气体浓度信息与时间的关系曲线并显示，同时在地图上将该监测区域内的风险源企业位置信息进行标注，做好提前预防观测。
请参考图3，是本发明第二实施例所提供的一种环境监测系统的系统原理图，如图3所示，第二实施例与第一实施例所述的环境监测系统的区别在于：
所述环境监测系统还包括第三方数据接口4，所述监控平台2通过所述第三方数据接口4与第三方预警系统连接，通过所述第三方预警系统及时向公众发布预警信息；
具体地，所述监控平台2监测到出现某种气体超标，需要及时发布预警信息时，可以通过连接的第三方预警系统发布预警信息，第三方预警系统可以采用专用的预警系统平台，也可采用移动信息公众系统，例如微信公众平台、微博平台等，还可以采用移动、联通、电信等运营商发布预警信息；所述预警信息可采用文字、图片、语音、视频等形式发送。
进一步地，为了保证监测的全面性和快速性，所述监控平台2还用于当任一监测数据超过安全阈值时进行告警。
请参考图4，一种环境监测方法，所述方法包括：
S100，监测终端采集并发送监测的监测数据；
具体地，将多个监测终端安装在各个监测点，监测终端与监控平台通信连接，监控终端实时采集各监测点的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5的浓度数据，并将这些数据打包发送至监控平台。
S101，监控平台接收监测数据和气象站的气象数据；
具体地，监控平台将获取各个监测点的监测数据，通过位置信息或是通过监测终端的设备号，对各个监测数据进行分类，并且监测平台还与气象站的气象系统连接，获取各个监测点的气象数据。
S102，监控平台存储所述监测数据和气象数据；
具体地，监控平台将各个监测数据和气象数据存储在监控平台的数据库中，并根据时间顺序进行存储，便于后续查看某个监测点的历史数据曲线。
S103，监控平台分析所述监测数据和气象数据，得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布；
具体地，监控平台将得到的监测数据，得出气体的监测结果，并将监测结果和气象站的气象数据通过Slab模型进行分析，得出气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布；所述Slab模型有美国能源部劳伦斯-利弗莫尔国家实验室开发，是用于重气释放源的大气扩散模型；这样在出现重大环境污染时，便于环境监测部门确定污染气体浓度出现的范围及方位，确定污染区域以及各浓度出现的时间，从而设立相应的警戒区，避免不知情人员误入现场及下风口。
所述方法还包括，当任一监测数据超过安全阈值时进行告警，并根据监测的数据与预设的不同安全阈值进行比较，产生不同的告警等级，所述告警等级分为红色、橙色、黄色、蓝色四个告警等级；
具体地，当监测的二氧化硫数据，氮氧化物数据、一氧化碳数据、臭氧数据、PM10数据和PM2.5数据中的任一数据超过对应数据设定的安全阈值时进行告警，并对每种数据设定对应的不同的安全阈值，在监测数据超标时，根据与对应不同安全阈值进行比较，产生不同的告警等级；例如出现二氧化硫数据超标和PM2.5数据超标时，会根据对应气体的告警等级进行同时告警。
在出现告警时，所述监控平台通过第三方预警系统向公众发布预警信息。
具体地，所述监控平台监测到出现某种气体超标，需要及时发布预警信息时，可以通过连接的第三方预警系统发布预警信息，第三方预警系统可以采用专用的预警系统平台，也可采用移动信息公众系统，例如微信公众平台、微博平台等，还可以采用移动、联通、电信等运营商发布预警信息；所述预警信息可采用文字、图片、语音、视频等形式发送，预警信息包括污染气体浓度出现的范围及方位，可能出现的污染区域以及污染区域内出现危险浓度的时间，以及提醒公众的一些应对措施；例如减少外出、戴好口罩、不要出现在污染区域的下风口，在可能出现酸雨的区域做好防护措施等。
在告警等级达到橙色及以上时，所述监控平台还将所述气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布数据发送至相关管理部门。
具体地，达到橙色及以预警时，表明监测数据已严重超标，需要相关管理部门进行人为干预，通过提前预警的气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布数据，便于管理部门做好相应的应对措施，在实现提前预警的基础上，进一步的进行应对；例如在PM2.5数据达到爆表时，结合气象数据，可以进行人工降雨操作；在有害气体浓度大的区域通过高空喷洒相应的物质进行中和等操作。
最后需要说明的是，上述描述为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环境监测系统，其特征在于，包括监测终端和监控平台；
所述监测终端与所述监控平台通信连接，用于采集并发送监测的监测数据；
所述监控平台用于接收并处理所述监测数据；所述监控平台还与气象站连接，用于获取气象站的气象数据，所述监控平台根据所述监测数据和气象站的气象数据，分析得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布。
2.根据权利要求1所述的环境监测系统，其特征在于，所述监测终端包括控制器和传感器，所述传感器包括二氧化硫传感器、氮氧化物传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、PM10传感器和PM2.5传感器中的至少三种，所述控制器用于对接收的各传感器浓度数据打包成帧并发送给所述监控平台。
3.根据权利要求2所述的环境监测系统，其特征在于，所述监控平台装载有GIS地图，所述监控平台还根据用户在所显示的GIS地图上的圈选区域，调取存储的该圈选区域内的风险源企业位置信息，并在显示的GIS地图上的对应位置对风险源企业进行标注。
4.根据权利要求3所述的环境监测系统，其特征在于，所述监测终端上还设有摄像装置，所述摄像装置为若干个高清摄像头组成的阵列，所述摄像头通过通信接口向所述监控平台发送监测点的现场视频数据。
5.根据权利要求3所述的环境监测系统，其特征在于，所述环境监测系统还包括第三方数据接口，所述监控平台通过所述第三方数据接口与第三方预警系统连接，通过所述第三方预警系统及时向公众发布预警信息。
6.根据权利要求3所述的环境监测系统，其特征在于，所述监控平台还用于当任一监测数据超过安全阈值时进行告警。
7.一种环境监测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至6中任一所述的环境监测系统，所述方法包括：
监测终端采集并发送监测的监测数据；
监控平台接收监测数据和气象站的气象数据；
监控平台存储所述监测数据和气象数据；
监控平台分析所述监测数据和气象数据，得出监测结果以及气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布。
8.根据权利要求7所述的环境监测方法，其特征在于，所述方法还包括，当任一监测数据超过安全阈值时进行告警，并根据监测的数据与预设的不同安全阈值进行比较，产生不同的告警等级，所述告警等级分为红色、橙色、黄色、蓝色四个告警等级。
9.根据权利要求8所述的环境监测方法，其特征在于，在出现告警时，所述监控平台通过第三方预警系统向公众发布预警信息。
10.根据权利要求9所述的环境监测方法，其特征在于，在告警等级达到橙色及以上时，所述监控平台还将所述气体的扩散方向、扩散范围和浓度分布数据发送至相关管理部门。
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