CN111045116B - 大气污染物无组织排放监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种大气污染物无组织排放监测系统及方法，能适应气象条件快速变化条件下监测点布置区域和参照点布置区域的快速计算并视觉化展示，提高工作效率；设置单独的无线定位设备，并通过扫描二维码进行身份识别，便于快速识别并定位多个采样点；根据排放源现场的实时气象条件，确定当前气象条件是否适合采样，并在监测点布置区域和参照点布置区域与监测点和参照点不适合时，给出停止采样提示，保证采样数据的准确性和有效性；提供了预设监测点和参照点的方式，可根据设定快速找准预设监测点和参照点。

Description

大气污染物无组织排放监测系统及方法
技术领域
本发明涉及大气污染物检测领域，尤其涉及一种大气污染物无组织排放监测的系统及方法。
背景技术
根据GB 16297-1996所作的规定，我国以控制无组织排放所造成的后果来对无组织排放实行监督和限制。采样的基本方式，是规定设立监测点和规定监控点的空气浓度限值。在GB 16297-1996中，规定要在二氧化碳、氮氧化物、颗粒物和氟化物的无组织排放源下风向设监测点，同时在排放源上风向设参照点，以监测点同参照点的浓度差值不超过规定限值来限值无组织排放。
对于无组织排放源的采样检测，一般包括以下步骤：
(1)实时监测无组织排放源的现场气象条件(包括风向、风速、温度、湿度和大气压)；
(2)根据现场气象条件，确定当前是否适合采样，如果适合采样，确定监测点布置区域和参照点布置区域；
(3)在监测点布置区域和参照点布置区域内分别设置监测点和参照点，进行采样。在此过程中，当现场气象条件不满足采样条件时，停止采样；当监测点和参照点实时坐标位置落在监测点布置区域和参照点布置之外时，停止采样。
由此可见，受到现场气象条件的变化，随时可能需要停止采样。因此，大气污染物无组织排放监测是否适宜采样的方法要能适应气象条件不断变化的要求。此外，由于现场气象条件不断变化，在采样点布点时，需要反复计算监测点布置区域和参照点布置区域，工作量大且异常繁琐；二来，在设置采样点时，需要反复现场测验才能将采样设备放置在预设点位上，效率极低。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种大气污染物无组织排放监测的系统及方法，能实现监测点布置区域和参照点布置区域的自动计算。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种大气污染物无组织排放监测的系统，其包括气象参数测量设备(1)、后台服务器(2)、无线定位设备(3)和用户端(4)，其中，
气象参数测量设备(1)，与后台服务器(2)无线信号连接，获取排放源现场的实时气象参数并传送给后台服务器(2)；
无线定位设备(3)，与后台服务器(2)无线信号连接，获取所在位置的地理坐标并传送给后台服务器(2)；
后台服务器(2)，存储并转发数据；
用户端(4)，与后台服务器(2)无线信号连接，装载用户端APP，所述用户端APP包括电子地图，一方面，所述用户端(4)获取无线定位设备(3)发送的地理坐标，并在电子地图上标记显示排放源位置；另一方面，根据排放源现场的实时气象参数，实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在电子地图上标记显示。
在以上技术方案的基础上，优选的，后台服务器(2)，存储无线定位设备(3)设备身份识别信息；
无线定位设备(3)开机后显示代表设备身份识别的二维码；
用户端(4)，扫描二维码，并通过访问后台服务器(2)进行身份识别，身份识别认证成功后，后台服务器(2)将无线定位设备(3)获取的地理坐标传送给对应的用户端APP，并显示在电子地图上。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述无线定位设备(3)采用智能手机或者平板电脑，采用自带的定位模块获取气象参数测量设备(1)位置的地理坐标并通过无线网络发送给后台服务器(2)。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述实时气象参数包括风向、风速、温度、湿度和大气压，用户端APP供手动输入云量信息、排放源高度和气象参数测量设备(1)高度，并选择气象参数测量设备(1)当前位于农村或者城市地区。
在以上技术方案的基础上，优选的，用户端APP根据从后台服务器(2)获取的排放源现场的实时气象参数，并实时计算当前气象条件总适宜度是否满足采样要求，如果满足要求，则给出开始采样提示。
在以上技术方案的基础上，优选的，用户端APP根据无线定位设备(3)发送的地理坐标，在电子地图上标记监测点和参照点位置。
进一步优选的，用户端APP将监测点和参照点位置与当前监测点布置区域和参照点布置区域进行比对，当监测点和参照点位置落在当前监测点布置区域和参照点布置区域之外时，给出暂停采样提示。
进一步优选的，还包括采样设备(5)，
通过用户端APP在电子地图上的监测点布置区域和参照点布置区域内预设监测点和参照点；
通过无线定位设备(3)在现场找到预设监测点和参照点，并将采样设备(5)设置在预设监测点和参照点。
更进一步优选的，APP计算出最佳监测点到排放源之间的距离L，再在电子地图上以排放源为坐标原点，距离L为半径在监测点布置区域绘制一条圆弧，作为设置预设监测点的参考线。
第二方面，本发明提供了一种大气污染物无组织排放监测方法,采用本发明第一方面所述的系统,包括以下步骤，
S1，将气象参数测量设备(1)和无线定位设备(3)置于排放源现场附近；
S2，气象参数测量设备(1)获取排放源现场的实时气象参数并传送给后台服务器(2)，无线定位设备(3)获取气象参数测量设备(1)位置地理坐标，并发送给后台服务器(2)；
S3，后台服务器(2)将获取的数据转发给用户端(4)；
S4，用户端APP一方面，所述用户端(4)获取无线定位设备(3)发送的地理坐标，并在电子地图上标记显示排放源位置；另一方面，根据排放源现场的实时气象参数，实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在电子地图上标记显示。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S2中实时气象参数包括风向、风速、温度、湿度和大气压，步骤S4中通过用户端APP手动输入云量信息、排放源高度和气象参数测量设备(1)高度，并选择气象参数测量设备(1)当前位于农村或者城市地区。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，
后台服务器(2)，存储无线定位设备(3)设备身份识别信息；
将无线定位设备(3)置于气象参数测量设备(1)所在位置，无线定位设备(3)开机后显示代表设备身份识别的二维码；
通过用户端(4)扫描无线定位设备(3)上的二维码，并通过访问后台服务器(2)进行身份识别，身份识别认证成功后，后台服务器(2)将无线定位设备(3)获取的地理坐标传送给对应的用户端APP，并显示在电子地图上。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，
所述无线定位设备(3)采用智能手机或者平板电脑，通过将无线定位设备(3)置于气象参数测量设备(1)所在位置；
采用无线定位设备(3)自带的定位模块获取气象参数测量设备(1)位置的地理坐标并通过无线网络发送给后台服务器(2)；
后台服务器(2)将无线定位设备(3)获取的地理坐标传送给对应的用户端APP，并显示在电子地图上。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，
用户端APP根据从后台服务器(2)获取的排放源现场的实时气象参数，并实时计算当前气象条件总适宜度是否满足采样要求，如果满足要求，则给出开始采样提示。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，
将无线定位设备(3)置于监测点和参照点位置，无线定位设备(3)获取所在位置的地理坐标并通过后台服务器(2)发送给用户端(4)；
用户端APP根据无线定位设备(3)发送的地理坐标，在电子地图上标记监测点和参照点位置。
进一步优选的，还包括以下步骤，
用户端APP将监测点和参照点位置与当前监测点布置区域和参照点布置区域进行比对，当监测点和参照点位置落在当前监测点布置区域和参照点布置区域之外时，给出暂停采样提示。
进一步优选的，还包括采样设备(5)，
通过用户端APP在电子地图上的监测点布置区域和参照点布置区域内预设监测点和参照点；
通过无线定位设备(3)在现场找到预设监测点和参照点，并将采样设备(5)设置在预设监测点和参照点。
更进一步优选的，APP计算出最佳监测点到排放源之间的距离L，再在电子地图上以排放源为坐标原点，距离L为半径在监测点布置区域绘制一条圆弧，作为设置预设监测点的参考线。
本发明的大气污染物无组织排放监测系统及方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过将气象参数测量设备与后台服务器无线连接，定位到排放源的位置，并通过计算机实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在用户端APP电子地图上标记显示，能适应气象条件快速变化条件下监测点布置区域和参照点布置区域的快速计算并视觉化展示，提高工作效率；
(2)设置单独的无线定位设备，并通过扫描二维码进行身份识别，便于快速识别并定位多个采样点；
(3)根据排放源现场的实时气象条件，确定当前气象条件是否适合采样，并在监测点布置区域和参照点布置区域与监测点和参照点不适合时，给出停止采样提示，保证采样数据的准确性和有效性；
(4)提供了预设监测点和参照点的方式，可根据设定快速找准预设监测点和参照点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的气象参数测量设备的立体图；
图2为本发明的无线定位设备的立体图；
图3为本发明的实施方式的状态图；
图4为本发明的实施方式的状态图；
图5为本发明的实施方式的状态图；
图6为本发明的大气污染物无组织排放监测系统的连接关系的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图2和图6，本发明的大气采样设备，包括气象参数测量设备1、后台服务器2、无线定位设备3、用户端4和采样设备5。
其中，气象参数测量设备1，用于采集实时气象参数数据并传送给后台服务器2。具体的，所述实时气象参数包括风向、风速、温度、湿度和大气压。具体的，所述气象参数监测设备1可采用现有的气象五参数测试仪，如图1所示，其包括风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器和大气压传感器，另外，还装配有天线，将风向、风速、温度、湿度和大气压数据传送给后台服务器2。
后台服务器2，用于数据存储、计算和转发。在本实施例中，采用云存储器，进行采样数据的存储。
无线定位设备3，可单独设置，如图2所示，也可以与气象参数测量设备1和采样设备5相绑定。所述无线定位设备3可采用GPS定位模块或者北斗定位模块。具体的，也可以采用配备有自动定位功能的用户端4代替。
用户端4，一般采用智能手机或者智能平板电脑，当需要采用用户端4实现现场定位时，需要配备装置有定位模块的智能手机或者智能平板电脑。用户端4装载用户端APP，所述用户端APP包括电子地图。
采样设备5，根据具体采样的排放物种类进行选择。
以下介绍本发明的大气污染物无组织排放监测方法。
首先，将气象参数测量设备1和无线定位设备3置于排放源现场附近，此时，无线定位设备3所采集的地理坐标即为气象参数测量设备1的坐标。无线定位设备3与后台服务器2无线信号连接，所述用户端4获取无线定位设备3发送的地理坐标，并在电子地图上标记显示排放源位置。
本发明提供了两种对气象参数测量设备1进行定位的方式：
第一种，所述无线定位设备3可采用智能手机或者平板电脑，智能手机或者平板电脑采用自带的定位模块获取气象参数测量设备1位置的地理坐标并通过无线网络发送给后台服务器2。具体的，可采用智能手机或者平板电脑上自带的电子地图获取当前位置地理坐标，再通过手机通讯软件将当前位置地理坐标发送给后台服务器2。例如，可通过微信、QQ直接分享地图坐标位置给后台服务器2。用户端4获取到无线定位设备3发送的地理坐标后，在用户端APP电子地图上予以显示，再手动标记该坐标标记所代表的排放源。采用以上方式，可设置多个排放源。
第二种，采用专门的无线定位设备3，所述无线定位设备3可与气象参数测量设备1或者采样设备5进行绑定，采集气象参数测量设备1或者采样设备5的地理坐标；当然了，也可以将无线定位设备3与气象参数测量设备1或者采样设备5分别设置。对于无线定位设备3，在与后台建立通信时，需要识别其身份，考虑到无线定位设备3需要用到多台，本发明提供了扫码进行身份识别的方式，具体的：
后台服务器2，存储无线定位设备3设备身份识别信息；
无线定位设备3开机后显示代表设备身份识别的二维码；
用户端4，扫描二维码，并通过访问后台服务器2进行身份识别，身份识别认证成功后，后台服务器2将无线定位设备3获取的地理坐标传送给对应的用户端APP，并显示在电子地图上，再手动标记该坐标标记所代表的排放源。采用以上方式，可设置多个排放源。
如此，只需手持用户端4，扫描无线定位设备3上的二维码，即可快速建立与无线定位设备3的通信，实时获取多个无线定位设备3发送的地理坐标。
然后，需要对已经在电子地图上定位好的气象参数测量设备1，实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在电子地图上标记显示。具体步骤如下：
气象参数测量设备1，与后台服务器2无线信号连接，获取排放源现场的实时气象参数并传送给后台服务器2，后台服务器2将获取到的实时气象参数发送给用户端4，用户端APP根据排放源现场的实时气象参数，实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在电子地图上标记显示。
具体的，所述实时气象参数包括风向、风速、温度、湿度和大气压。由于监测点布置区域和参照点布置区域的计算不光受到风向、风速、温度、湿度和大气压的影响，还受到以下参数的影响：
云量信息、排放源高度和气象参数测量设备1高度，气象参数测量设备1当前位于农村或者城市地区。以上参数只能通过采样检测人员根据现场实际情况通过用户端APP供手动输入。具体的，所述监测点布置区域和参照点布置区域的计算可通过《大气污染物无组织排放监测技术导则》(HJ/T 55-2000)来实现，以上属于现有技术，在此不做赘述。一般情况下，监测点布置区域和参照点布置区域在电子地图上的图形为两个以排放源位置为圆心的扇形，如图3所述。
接下来，需要判断当前气象条件总适宜度是否满足采样要求，以上判断可通过用户端APP自动来完成。具体的，用户端APP根据从后台服务器2获取的排放源现场的实时气象参数，并实时计算当前气象条件总适宜度是否满足采样要求，如果满足要求，则给出开始采样提示。
再接着，需要设置采样设备5，并对其进行定位，然后开始采样监测。对采样设备5进行定位也是通过无线定位设备3来完成，有两种设点方式：一种是在之前计算得到的监测点布置区域和参照点布置区域所对应的实际现场范围内随机设点；另一种是，先在电子地图上的监测点布置区域和参照点布置区域预设点，然后再将采样设备5置于预设点上。
先介绍第一种设点方式，用户端APP根据无线定位设备3发送的地理坐标，在电子地图上标记监测点和参照点位置。具体的，采样检测操作人员将采样设备5和无线定位设备3一并携带，并通过用户端APP电子地图实时获取无线定位设备3所在的地理坐标位置，由采样检测操作人员将采样设备5设置于监测点布置区域和参照点布置区域后，再通过用户端APP电子地图将无线定位设备3所在的地理坐标标记为监测点或者参照点，如图4所示。采用以上方式，可以设置多个监测点或者参照点。
第二种方式，先通过用户端APP在电子地图上的监测点布置区域和参照点布置区域内预设监测点和参照点；再通过无线定位设备3在现场找到预设监测点和参照点，并将采样设备5设置在预设监测点和参照点。具体的，可在用户端APP电子地图上手动设置预设监测点和参照点，然后，通过无线定位设备3找到预设监测点和参照点并设置采样设备5。
与本发明所提供的对气象参数测量设备1进行定位的方式相同，所述无线定位设备3可采用智能手机或者平板电脑，通过微信、QQ直接分享地图坐标位置给后台服务器2的方式进行定位；也可以采用专门的无线定位设备3，通过扫描二维码的方式添加多个无线定位设备3与用户端4的通信连接，进而对多个采样设备5进行定位。
针对第二种方式，由于智能手机屏幕小，采用手指在电子地图上选择预设监测点和参照点难以保证精度，因此，本实施方式提供了一种精准设置预设监测点和参照点的方法，具体如下：
APP计算出最佳监测点到排放源之间的距离L，再在电子地图上以排放源为坐标原点，距离L为半径在监测点布置区域绘制一条圆弧，作为设置预设监测点的参考线，如图5所示。只需在所在圆弧上选监测点和参照点，即可保证预设监测点和参照点到排放源的距离在指定值。具体的，所述距离L的计算公式参考《大气污染物无组织排放监测技术导则》(HJ/T 55-2000)来实现。
最后，在采样过程中，现场气象条件可能会变化，有可能变得不适合采样，这种情况下，需要及时停止采样；也有可能发生风向变化，从而导致原先设定的采样点不在监测点布置区域和参照点布置区域内，这种情况下，也需要停止采样，并根据新的监测点布置区域和参照点布置区域，重新设定监测点和参照点。具体步骤如下：
用户端APP将监测点和参照点位置与当前监测点布置区域和参照点布置区域进行比对，当监测点和参照点位置落在当前监测点布置区域和参照点布置区域之外时，给出暂停采样提示。具体的，判定当前气象条件是否适合采样属于现有技术，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大气污染物无组织排放监测系统，其特征在于：其包括气象参数测量设备（1）、后台服务器（2）、无线定位设备（3）和用户端（4），其中，
气象参数测量设备（1），与后台服务器（2）无线信号连接，获取排放源现场的实时气象参数并传送给后台服务器（2）；
无线定位设备（3），与后台服务器（2）无线信号连接，获取所在位置的地理坐标并传送给后台服务器（2）；
后台服务器（2），存储并转发数据；
用户端（4），与后台服务器（2）无线信号连接，装载用户端APP，所述用户端APP包括电子地图，一方面，所述用户端（4）获取无线定位设备（3）发送的地理坐标，并在电子地图上标记显示排放源位置；另一方面，根据排放源现场的实时气象参数，实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在电子地图上标记显示；
后台服务器（2），存储无线定位设备（3）设备身份识别信息；
无线定位设备（3）开机后显示代表设备身份识别的二维码；
用户端（4），扫描二维码，并通过访问后台服务器（2）进行身份识别，身份识别认证成功后，后台服务器（2）将无线定位设备（3）获取的地理坐标传送给对应的用户端APP，并显示在电子地图上；
用户端APP根据无线定位设备（3）发送的地理坐标，在电子地图上标记监测点和参照点位置；
还包括采样设备（5），
通过用户端APP在电子地图上的监测点布置区域和参照点布置区域内预设监测点和参照点；
通过无线定位设备（3）在现场找到预设监测点和参照点，并将采样设备（5）设置在预设监测点和参照点；
APP计算出最佳监测点到排放源之间的距离L，再在电子地图上以排放源为坐标原点，距离L为半径在监测点布置区域绘制一条圆弧，作为设置预设监测点的参考线。
2.如权利要求1所述的大气污染物无组织排放监测系统，其特征在于：所述无线定位设备（3）采用智能手机或者平板电脑，采用自带的定位模块获取气象参数测量设备（1）位置的地理坐标并通过无线网络发送给后台服务器（2）。
3.如权利要求1所述的大气污染物无组织排放监测系统，其特征在于：所述实时气象参数包括风向、风速、温度、湿度和大气压，用户端APP供手动输入云量信息、排放源高度和气象参数测量设备（1）高度，并选择气象参数测量设备（1）当前位于农村或者城市地区。
4.如权利要求1所述的大气污染物无组织排放监测系统，其特征在于：用户端APP根据从后台服务器（2）获取的排放源现场的实时气象参数，并实时计算当前气象条件总适宜度是否满足采样要求，如果满足要求，则给出开始采样提示。
5.如权利要求1所述的大气污染物无组织排放监测系统，其特征在于：用户端APP将监测点和参照点位置与当前监测点布置区域和参照点布置区域进行比对，当监测点和参照点位置落在当前监测点布置区域和参照点布置区域之外时，给出暂停采样提示。
6.一种大气污染物无组织排放监测方法,其特征在于:采用权利要求1所述的系统,包括以下步骤，
S1，将气象参数测量设备（1）和无线定位设备（3）置于排放源现场附近；
S2，气象参数测量设备（1）获取排放源现场的实时气象参数并传送给后台服务器（2），无线定位设备（3）获取气象参数测量设备（1）位置地理坐标，并发送给后台服务器（2）；
S3，后台服务器（2）将获取的数据转发给用户端（4）；
S4，用户端APP一方面，所述用户端（4）获取无线定位设备（3）发送的地理坐标，并在电子地图上标记显示排放源位置；另一方面，根据排放源现场的实时气象参数，实时计算监测点布置区域和参照点布置区域，并在电子地图上标记显示。
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