CN109189877A - 一种城市扬尘控制数字化监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市扬尘控制数字化监控系统，包括数据采集终端、数据接收模块、实时监控平台、数据分析处理模块，所述数据采集终端用于采集现场扬尘数据和环境数据，所述数据接收模块用于接收数据采集终端的采集数据，所述实时监控平台用于监控现场，所述数据分析处理模块用于处理数据采集终端的数据，所述数据采集终端通过无线网络与实时监控平台相连，所述数据接收模块、数据分析处理模块均与实时监控平台相连。本发明可以同时对扬尘、噪声、气象、环境进行监测，为城市环境治理提供综合性数据，该系统具有较高精确性，较高全面性，较高稳定性和较高智能化。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，具体地，涉及一种城市扬尘控制数字化监控系统。
背景技术
随着工业的不断发展和环境自身承受能力的相对减弱，近年来雾霾的不断出现、加重，同时随着人们环保意识的不断增强，空气质量变化引起的人们对生存生活环境质量的思考越来越强烈，也越来越受到各级政府及管理部门的重视。近些年来城市规模不断的扩大，工程建设相关产业的迅猛发展，在一定程度上促进经济发展的同时也给周围环境带来了一定污染，扬尘污染作为其中一项污染源，已经进入到行业主管部门的重点监控范围。如何更好的对城市、城镇等区域性的扬尘污染进行相应研究、监测、管理、控制，已经成为相关部门迫切需要解决的社会问题和任务。
2016年9月，国务院正式颁布史上最严大气治理行动计划《大气污染防治行动计划》，《行动计划》要求2017年全国PM10浓度普降10％，京津冀、长三角、珠三角等区域的PM25浓度分别下降25％、20％和15％左右，要求经过五年努力，全国空气质量“总体改善”。建筑工地扬尘是大气污染的主要污染源之一，有必要对其分布进行实时监控，为环境治理做出贡献。
然而由于扬尘管理的数字化、信息化、科学化水平不高，无作为执法依据的实时数据、视频、图片资料，人为因素影响大，即便安装视频监控，仍然靠肉眼来界定扬尘程度，因为没有明确的数据指标，使得相关部门不能对施工扬尘污染程度进行有效的评价，在一定程度上给执法部门也带来了困难，加深了扬尘管理工作的被动局面。设计出一套利用物联网、数据无线通讯、数据库、地理信息系统、视频等先进技术，集数据采集、传输、多维数据展示与应用为一体，实现监测目标动态全覆盖的城市扬尘控制数字化监控系统非常有必要；扬尘监管全面信息化，可为环保、城建、交通、林业、农业、气象等监管部门联合执法提供数字化的监管手段，通过监控平台、易扬尘点位现场设备端、执法者还可采用便携式颗粒物检测仪等抽查测试仪器、车载巡检仪器相结合等。彻底改变目前简单依靠以人工为主的简单被动、防治效率低的管理模式，实现城市(镇)等区域性扬尘防治工作的动态管理。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种城市扬尘控制数字化监控系统，可以同时对粉尘、噪声、气象、环境进行监测，为城市环境治理提供综合性数据。
本发明采用下述的技术方案：
一种城市扬尘控制数字化监控系统，包括数据采集终端、数据接收模块、实时监控平台、数据分析处理模块，所述数据采集终端用于采集现场扬尘数据和环境数据，所述数据接收模块用于接收数据采集终端的采集数据，所述实时监控平台用于监控现场，所述数据分析处理模块用于处理数据采集终端的数据，所述数据采集终端通过无线网络与实时监控平台相连，所述数据接收模块、数据分析处理模块均与实时监控平台相连；
所述数据分析处理模块包括数据库、数据分析模块，用于扬尘颗粒物浓度的对比分析，并将结果返回到实时监控平台，所述数据库包括颗粒物浓度、气象参数、视频的历史数据信息、国家标准数据、污染物排放清单数据。
优选的，所述数据采集终端包括数据采集模块、图像采集模块、位置信息采集模块、数据采集处理模块、数据传输模块和电源，所述数据采集模块、图像采集模块、位置信息采集模块、数据传输模块、电源均与数据采集处理模块相连。
优选的，所述数据采集模块包括扬尘采集模块、噪声传感器、气象五参数监测仪，所述扬尘采集模块、噪声传感器、气象五参数监测仪均与电源相连。
优选的，所述图像采集模块包括球形摄像机、嵌入式硬盘录像机，所述嵌入式硬盘录像机用于记录球形摄像机输出的图像信息，所述位置信息采集模块为GPS定位器。
优选的，所述数据采集处理模块是集模拟、信息采集、GPRS数据传输于一体的数据采集处理模块，将各传感器、数据采集模块中的电压或电流信号转化为数字信号后传输给数据传输模块。
本发明的有益效果是：
本发明不仅可以同时对粉尘、噪声、气象、环境进行监测，为城市环境治理提供综合性数据；通过开展不同来源、不同尺度城市扬尘排放数据在线耦合同化技术研究，结合基于全过程排放的城市扬尘定量表征技术、气象监测数据等相关资料，实现城市监测的信息化和动态化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本发明的拓扑结构示意图；
图2为本发明的扬尘排放地图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种城市扬尘控制数字化监控系统，包括数据采集终端、数据接收模块、实时监控平台、数据分析处理模块，所述数据采集终端用于采集现场扬尘数据和环境数据，所述数据接收模块用于接收数据采集终端的采集数据，所述实时监控平台用于监控现场，所述数据分析处理模块用于处理数据采集终端的数据，所述数据采集终端通过无线网络与实时监控平台相连，所述数据接收模块、数据分析处理模块均与实时监控平台相连；
所述数据分析处理模块包括数据库、数据分析模块，用于扬尘颗粒物浓度的对比分析，并将结果返回到实时监控平台，所述数据库包括颗粒物浓度、气象参数、视频的历史数据信息、国家标准、污染物排放清单数据、空气质量模型数据、GPS数据，用于记录现场测量的各种监测记录。所述实时监控平台包括电脑、显示屏及Internet网络，用于对区域内多台数据采集终端的状态进行实时监测、远程控制数据采集终端及监测数据分析处理模块返回的分析数据。
所述数据采集终端包括数据采集模块、图像采集模块、位置信息采集模块、数据采集处理模块、数据传输模块和电源，所述数据采集模块、图像采集模块、位置信息采集模块、数据传输模块、电源均与数据采集处理模块相连。所述电源为移动电源，具体的为锂电池；所述数据采集模块包括扬尘采集模块、噪声传感器、气象五参数监测仪，所述扬尘采集模块、噪声传感器、气象五参数监测仪均与电源相连；所述噪声传感器测量范围为30db-130db，频率范围31.5HZ-8KHZ，输出信号为RS485modbus协议、RS485asci i协议，工作环境温度-30℃-70℃；所述扬尘采集模块包括颗粒物浓度传感器，RS485接口、继电器，采用激光散射原理，即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强随时间变化的曲线。进而微处理器利用基于米氏(MIE)理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。PM2.5测量范围0-500μg/m3，PM10测量范围0-1000μg/m3。所述图像采集模块包括球形摄像机、嵌入式硬盘录像机，所述嵌入式硬盘录像机用于记录球形摄像机输出的图像信息，所述球形摄像机、嵌入式硬盘录像机串联连接，所述嵌入式硬盘录像机的输出端与数据采集处理模块相连，所述位置信息采集模块为GPS定位器；所述气象五参数监测仪包括温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、气压传感器、RS232接口、RS485接口、实时时钟、单片机，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、气压传感器均与单片机相连。
所述数据传输模块、数据接收模块均采用GSM/SMS/GPRS/3G/4G网络通信，内置32为ARM9微处理器MCU以及硬看门狗及定时器，支持AT Command、短信透传、数据透传、ModbusRTU转Modbus TCP，1路三线制RS485/323串口，波特率:1200-115200bps,内嵌标准的TCP/IP协议栈，支持透明数据传输协议，支持TCP/UDP、短信透传、Modbus RTU转Modbus TCP协议。
所述数据采集处理模块是集模拟、信息采集、GPRS数据传输于一体的综合性数据处理仪器，其主要利用GPRS的Internet介入功能，实现数据采集处理模块与实时监控平台之间的无线通信，所采集的数据经内置的嵌入式ARM处理器进行处理后，传输给数据传输模块。同时实时监控平台可在远程对数据采集处理模块发出指令，进行参数设置或提取监测数据，从而实现遥控和监测功能，所述数据采集处理模块包括3个RS232、2个RS485接口，包括8路模拟信号输入，2路开关量输入，10个状态指示灯，每个指示灯用于对应的一路传感器，可分别与多个在线监控平台和数据采集模块通信，RS232接口，输入范围0-5V，用于获取设备工作状态，RS485接口支持4mA-12mA电流输入或1V-5V的电压输入。
如图2所示，排放地图中直接显示各个站点的位置，不同的浓度值以不同颜色图标表示(PM10浓度：0-50绿色，50-100黄色，100-200橙色，200-300红色，大于300为紫色)，当需要查看某具体监测点时，点击图标或将鼠标放在图标位置，显示所有监测指标值(PM10、PM2.5、风速、风向、温度、湿度、气压)，并对实时浓度、超标值、异常值进行统计，实时浓度两级图层，第一级为城市，第二级各个站点PM10和PM2.5浓度。超标统计，显示当前超标站点及污染物浓度，在拆除/土方开挖/土方回填阶段PM2.5标准为60μg/m3，PM10标准为294μg/m3；在其他阶段PM2.5标准为25μg/m3，PM10标准为122.5μg/m3(参考四川省建筑扬尘颗粒物排放标准与大气污染物源排放清单编制指南)。异常值统计，显示当前异常值站点及污染物浓度(仅统计PM10和PM2.5)，异常值统计标准：当数值突然超过前一个数值的3倍，且下个数值突然回落至0.4倍以下；或者一段时间异常低(低于0.5μg/m3)。如果浓度超过异常值，自动提取视频数据。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种城市扬尘控制数字化监控系统，其特征在于，包括数据采集终端、数据接收模块、实时监控平台、数据分析处理模块，所述数据采集终端用于采集现场扬尘数据和环境数据，所述数据接收模块用于接收数据采集终端的采集数据，所述实时监控平台用于监控现场，所述数据分析处理模块用于处理数据采集终端的数据，所述数据采集终端通过无线网络与实时监控平台相连，所述数据接收模块、数据分析处理模块均与实时监控平台相连；
所述数据分析处理模块包括数据库、数据分析模块，用于扬尘颗粒物浓度的对比分析，并将结果返回到实时监控平台，所述数据库包括颗粒物浓度、气象参数、视频的历史数据信息、国家标准、污染物排放清单数据。
2.根据权利要求1所述的一种城市扬尘控制数字化监控系统，其特征在于，所述数据采集终端包括数据采集模块、图像采集模块、位置信息采集模块、数据采集处理模块、数据传输模块和电源，所述数据采集模块、图像采集模块、位置信息采集模块、数据传输模块、电源均与数据采集处理模块相连。
3.根据权利要求3所述的一种城市扬尘控制数字化监控系统，其特征在于，所述数据采集模块包括扬尘采集模块、噪声传感器、气象五参数监测仪，所述扬尘采集模块、噪声传感器、气象五参数监测仪均与电源相连。
4.根据权利要求3所述的一种城市扬尘控制数字化监控系统，其特征在于，所述图像采集模块包括球形摄像机、嵌入式硬盘录像机，所述嵌入式硬盘录像机用于记录球形摄像机输出的图像信息，所述位置信息采集模块为GPS定位器。
5.根据权利要求3所述的一种城市扬尘控制数字化监控系统，其特征在于，所述数据采集处理模块是集模拟、信息采集、GPRS数据传输于一体的数据采集处理模块，将各传感器、数据采集模块中的电压或电流信号转化为数字信号后传输给数据传输模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190111 |