CN110455347A - 一种污染源在线自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污染源在线自动监测系统，包括现场机和上位机，现场机安装于污染源排放口，用于采集排污数据，并上传到上位机；现场机与上位机通过交换机实现通讯连接，交换机用于将现场机采集的排污数据发送给上位机，同时对现场机采集的排污数据进行端口镜像，以发送给污染源对应排放企业的目标服务器，以供排放企业查看污染源排放情况；使排放企业能够实时获知晓排污情况，当污染物排放即将超标时，排放企业可以通过降低生产量、对污染物进行进一步净化处理等方式，避免排放超标，解决了排放企业无法知晓排污数据的囧态，一方面有利于环境保护，另一方面，也有利于企业生产经验，在生产与排污之间制定最佳执行策略。

Description

一种污染源在线自动监测系统

技术领域

本发明涉及污染源监测技术领域，尤其涉及一种污染源在线自动监测系统。

背景技术

污染源在线监控方案通常都是为监管者(环保部门)服务而进行设计的，被监管者(排污企业)只能被动地接收监管者通知，告知企业排污口污染物排放已经超标，并接受行政处罚。即当前被监管对象无法知晓排污数据，不清楚污染物排放是否超标，只能蒙头投入生产，为社会提供供给需求，却冷不防地收到行政处罚，这样将可能极大打击了企业生产积极性，不利于企业的生产经营。

如何在现有污染源在线监测数据传输方式的基础上，不影响现有数据传输链路，不破坏现有传输网络结构，并解决被监管对象无法知晓监管数据的囧态，是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供的一种污染源在线自动监测系统，主要解决的技术问题是：在不影响现有数据传输链路，不破坏现有传输网络结构的基础上，如何解决被监管对象无法知晓监管数据的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种污染源在线自动监测系统，包括现场机和上位机，所述现场机安装于污染源排放口，用于采集排污数据，并上传到所述上位机；其特征在于，所述现场机与所述上位机通过交换机实现通讯连接，所述交换机用于将所述现场机采集的排污数据发送给所述上位机，同时对所述现场机采集的排污数据进行端口镜像，以发送给所述污染源对应排放企业的目标服务器，以供所述排放企业查看污染源排放情况。

可选的，所述现场机包括一台或多台第一监控设备，所述第一监控设备集自动监测、存储和通讯功能为一体，直接通过所述交换机与所述上位机通讯连接。

可选的，所述所述现场机包括一台或多台第二监控设备以及数据采集传输仪，各所述第二监控设备通过所述数据采集传输仪与所述交换机连接，利用所述数据采集传输仪实现所述排污数据的标准化传输。

可选的，所述数据采集传输仪的类型包括单片机、嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器、可编程控制器。

可选的，各所述第二监控设备通过modbus现场总线协议与所述数据采集传输仪实现通讯连接。

可选的，所述交换机对所述现场机采集的排污数据进行端口镜像，以发送给所述污染排放对应企业的目标服务器包括：

所述交换机用于将与所述上位机通讯连接的端口，作为镜像源端口，将与所述目标服务器通讯连接的端口，作为镜像目的端口，将所述镜像源端口的数据完全相同地复制到所述镜像目的端口，以发送给所述目标服务器。

可选的，所述交换机与所述目标服务器之间还配置有工控机，所述交换机利用所述工控机将镜像的排污数据发送给所述目标服务器。

可选的，所述工控机通过移动通信网络与所述目标服务器实现通讯连接。

可选的，所述污染源包括大气污染、水污染、环境噪声污染、土壤污染、放射性污染、电磁环境污染以及海洋环境污染。

可选的，所述水污染包括地表水污染、地下水环境污染。

本发明的有益效果是：

根据本发明提供的污染源在线自动监测系统，包括现场机和上位机，现场机安装于污染源排放口，用于采集排污数据，并上传到上位机；现场机与上位机通过交换机实现通讯连接，交换机用于将现场机采集的排污数据发送给上位机，同时对现场机采集的排污数据进行端口镜像，以发送给污染源对应排放企业的目标服务器，以供排放企业查看污染源排放情况；使排放企业能够实时获知晓排污情况，当污染物排放即将超标时，排放企业可以通过降低生产量、对污染物进行进一步净化处理等方式，避免排放超标，解决了排放企业无法知晓排污数据的囧态，一方面有利于环境保护，另一方面，也有利于企业生产经验，在生产与排污之间制定最佳执行策略。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种污染源在线自动监测系统结构示意图；

图2为本发明实施例一的另一种污染源在线自动监测系统结构示意图；

图3为本发明实施例一的排污数据处理流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

为了解决排放企业无法知晓排污数据的囧态，让企业污染源排放做到心中有数，以便于在生产与排放之间指定最佳策略，在避免排放超标的前提下，提高企业生产效率与生产积极性，本发明实施例提供一种污染源在线自动监测系统，请参见图1，该系统包括现场机11、上位机12、交换机13以及目标服务器14；

其中，现场机11安装于污染源排放口，用于采集排污数据，并将排污数据上传到上位机12；现场机11与上位机12通过交换机13实现通讯连接，交换机13用于将现场机11采集的排污数据发送给上位机12，同时对现场机11采集的排污数据进行端口镜像，以发送给污染源对应排放企业的目标服务器14，以供该排放企业查看污染源排放情况，使排放企业可实时知晓排放情况，当污染物排放即将超标时，排放企业可以通过降低生产量、对污染物进行进一步净化处理等方式，避免排放超标，解决了排放企业无法知晓排污数据的囧态，一方面有利于环境保护，另一方面，也有利于企业生产经验，在生产与排污之间制定最佳执行策略。

应当理解的是，现场机11指的是安装于污染源排风口现场，用于监测、采集污染源排污数据的设备及设施，包括污染物排放监控(监测)仪器、流量(速)计、污染治理设施运行记录仪等。上位机12，也称监控中心，安装于各级环保部门，有权通过传输线路与现场机11连接，并对其进行查询、控制，接收并处理现场机11发送的排污数据，例如当排污数据显示超过排放标准时，进行告警或者发出处罚通知。

本实施例中，现场机11将采集到的排污数据(包括污染物浓度、当前时间等)，通过交换机13，发送给上位机12。

可选的，继续参见图1，现场机11的输出端口与交换机13输入端口IN1有线连接，交换机13通过其输出端口OUT1与上位机12有线连接，以将现场机11采集到的排污数据实时发送给上位机12。

在不影响现有数据传输链路，不破坏现有传输网络结构的基础上，本实施例通过在现场机11与上位机12之间增设交换机13，并配置交换机端口镜像功能，将现场机11传输给上位机12的排污数据，镜像传输给目标服务器，使得排污企业可从目标服务器随时获取排污情况，便于企业更好的经营生产，避免排放超标受到处罚。

具体的，交换机13用于将与上位机12通讯连接的端口，作为镜像源端口，将与目标服务器14通讯连接的端口，作为镜像目的端口，将镜像源端口的数据完全相同地复制到镜像目的端口，以发送给目标服务器14。

结合图1，也即是将OUT1作为镜像源端口，将OUT2作为镜像目的端口，将通过端口OUT1的全部数据(包括排污数据)完全相同地复制到端口OUT2，从而同步发送给目标服务器14，供排污企业随时查看。

可选的，也可以将交换机13的输入端口IN1作为镜像源端口，对通过端口IN1的全部数据(包括排污数据)完全相同地复制到端口OUT2，从而同步发送给目标服务器14，供排污企业随时查看。

请参见图2，在本发明的其他实施例中，由于现场机11可能来源于不同厂商，不同厂商的现场机在功能、传输格式、数据精度以及采集频次上可能存在差别，而厂商只对数据采集的准确性负责，无法保证数据传输方式的统一，为此，采用现场机+数据采集传输仪的方式，通过数据采集传输仪15将各现场机采集到的排污数据，进行标准化处理后，发送给交换机13，使得不同种类的现场机11与上位机12都可以实现“透明传输”。

现场机11包括一台或多台第二监控设备112以及数据采集传输仪15，各第二监控设备112通过数据采集传输仪15与交换机13连接，利用数据采集传输仪15实现排污数据的标准化传输。可选的，各第二监控设备112通过modbus现场总线协议与数据采集传输仪15实现通讯连接。

可选的，现场机11包括一台或多台第一监控设备111，其中第一监控设备111集自动采集、存储和通讯功能为一体，直接通过交换机13与上位机12通讯连接，可以不需要设置数据采集传输仪。

本实施例中，数据采集传输仪15的类型具体包括但不限于单片机、嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器、可编程控制器等。

为了便于现场组网实施，交换机13与目标服务器14之间配置工控机16，交换机13利用工控机16将镜像的排污数据发送给目标服务器，工控机16通过移动通信网络与目标服务器14实现通讯连接。例如将4G移动网络卡插入工控机16网络卡插槽实现互联网联通。

对于工控机16与目标服务器14之间的通讯连接，需要设置数据上行目的机器ip，程序将进行抓包过滤，获取排污数据后，通过工控机4G网络上传到设置的目的地ip对应的目标服务器14上。

本系统适用于各种污染源在线监测，污染源包括但不限于大气污染、水污染、环境噪声污染、土壤污染、放射性污染、电磁环境污染以及海洋环境污染。其中水污染包括地表水污染、地下水环境污染。

下面结合排污数据处理流程，对本方案进行进一步详细说明，请参见图3，包括：

S301、现场机采集排污数据。

S302、数据采集传输仪传输排污数据。

S303、交换机将排污数据通过有线专用网络传输给上位机，供环保监管部门进行监管处理。

S304、交换机同时将排污数据进行端口镜像，发送给工控机。

S305、工控机抓取并解析排污数据，然后通过4G网络无线传输到排污企业的目标服务器。

本方案在现场机与上位机的基础上，通过增设交换机，将现场机采集到的排污数据发给上位机的同时，镜像传输到排污企业对应的目标服务器，不会对现有传输链路产生影响，另外还在交换机与目标服务器之间增设工控机，通过工控机4G网络实现无线传输，避免专线组网复杂性，不会对现有网络结构造成较大改变，使得排污企业实时知晓排污情况的同时，保证系统组网的便利性与成本，便于推广，具有极大的实际应用价值。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种污染源在线自动监测系统，包括现场机和上位机，所述现场机安装于污染源排放口，用于采集排污数据，并上传到所述上位机；其特征在于，所述现场机与所述上位机通过交换机实现通讯连接，所述交换机用于将所述现场机采集的排污数据发送给所述上位机，同时对所述现场机采集的排污数据进行端口镜像，以发送给所述污染源对应排放企业的目标服务器，以供所述排放企业查看污染源排放情况。

2.如权利要求1所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述现场机包括一台或多台第一监控设备，所述第一监控设备集自动监测、存储和通讯功能为一体，直接通过所述交换机与所述上位机通讯连接。

3.如权利要求1所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述现场机包括一台或多台第二监控设备以及数据采集传输仪，各所述第二监控设备通过所述数据采集传输仪与所述交换机连接，利用所述数据采集传输仪实现所述排污数据的标准化传输。

4.如权利要求3所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述数据采集传输仪的类型包括单片机、嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器、可编程控制器。

5.如权利要求3所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，各所述第二监控设备通过modbus现场总线协议与所述数据采集传输仪实现通讯连接。

6.如权利要求1所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述交换机对所述现场机采集的排污数据进行端口镜像，以发送给所述污染排放对应企业的目标服务器包括：

所述交换机用于将与所述上位机通讯连接的端口，作为镜像源端口，将与所述目标服务器通讯连接的端口，作为镜像目的端口，将所述镜像源端口的数据完全相同地复制到所述镜像目的端口，以发送给所述目标服务器。

7.如权利要求6所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述交换机与所述目标服务器之间还配置有工控机，所述交换机利用所述工控机将镜像的排污数据发送给所述目标服务器。

8.如权利要求7所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述工控机通过移动通信网络与所述目标服务器实现通讯连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述污染源包括大气污染、水污染、环境噪声污染、土壤污染、放射性污染、电磁环境污染以及海洋环境污染。

10.如权利要求9所述的污染源在线自动监测系统，其特征在于，所述水污染包括地表水污染、地下水环境污染。