CN111353767A - 一种土壤修复场站冗余监控管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤修复场站冗余监控管理系统，包括远程监控端、移动终端、本地监控端、设备监控端、修复区1～n集控基站监控端及对应管理区内设备配套分布式无线模块群。本发明会因修复地域流域、修复规模进度、修复地理特征、地块电磁环境及安全管理等因素的变化，系统搭建略有变形，实现至少冗余监控管理系统基础功能，为原位土壤修复的运行管理、能效管理、设备管理、过程监控提供综合管理系统平台，精准把控能耗、提高效能并集约管控。

Description

一种土壤修复场站冗余监控管理系统

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种土壤修复场站冗余监控管理系统。

背景技术

中国土壤修复市场尚处于起步阶段，随着经济发展水平的提高与城市化进展的加速，土壤修复行业面临更多不同污染型企业导致的场地及附近流域各类污染形式严峻，国家推进工业化结构改革进程中，化工、农药、化肥、冶金等污染企业纷纷搬迁，遗留众多面积广、体量大、污染物成分复杂等污染区域及流域的土壤亟待整治；因开挖气味重、有毒性、社会影响面大，原位土壤修复环保装备及工程技术也应运而生，传统监控管理系统相对功能单一且位置相对固定、管理不灵活，适应地块区域大、距离远、布线难、拆迁多、浪费重等土壤修复监控综合管理现状已力不从心。

因此，作为新兴的原位土壤修复领域，亟需一种新的监控管理系统方案来解决现实应用问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤修复场站冗余监控管理系统，解决原位土壤修复规模化应用中，企业对本地及跨区域多地的生产管理、设备管理、能效管理、过程管控的综合管理平台需求问题，改变土壤修复地块区域大、距离远、布线难、拆迁多、浪费重等土壤修复监控综合管理现状的被动局面。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种土壤修复场站冗余监控管理系统，包括远程监控端、移动终端、本地监控端、设备监控端、修复区1～n集控基站监控端及对应管理区内设备配套分布式无线模块群；

所述远程监控端，基于云端服务器，扩展分布式计算模型，集合企业服务器端和场站本地服务器端双向数据链流动，提供云终端服务；

所述移动终端，基于云端服务器分享云终端服务的计算设备，遵循企业基于云端服务器访问权限层级管控规则并通过注册的客户终端，具备通过网页、APP、微信小程序或快应用等形式快速访问分享企业订制化云服务的功能，基于云端服务器云计算及大数据分析的数据推送手机信息或邮件，服务于商务人员、维修售后人员、操作人员，提升监控数据处理后的更多利用价值和便利；

所述本地监控端，土壤修复场站监控工作站，配备云网关模块，可依据场站建设网络基本条件，可选择无线或有线方式，对外通过移动网络或Internet与云端服务器互联，基于数据链路共享场站监控数据；对内监控场站内设备运行及土壤修复区无线集控基站采集动态数据；可统一显示于场站集控中心，方便现场管理人员集中管控；

所述土壤修复区无线集控基站，适应修复现场分散布置各设备的应用现状，布置无线集控基站，统一集中管理单元土壤区块的含无线通讯功能的子设备；

所述场站本地设备监控端，监控尾气处理工艺流程、尾水处理工艺流程的运行、设定、纪录；在尾气处理装备、尾水处理装备上配备通讯模块、云网关模块，建立通讯链路，采集并监控各流程工艺设备的运行数据、参数设定、运行数据记录以及控制策略的实施，为上一层级监控管理系统提供尾气尾水处理工艺数据基础，便于监控系统随修复片区变迁进行快速组合；

所述土壤修复区监控端由无线集控基站、云网关模块及监控系统构成；每个修复片区单元均配备1套，n个片区配n套；每套均对应无线集控基站所辖片区内分布式安装的各子设备无线模块，进行通讯、统一集控管理；

所述分布式无线模块，依据土壤修复片区的各子设备特征和信控要求，无线模块可选用无线IO模块、有线转无线通讯模块、无线数传模块、无线中继模块、无线集线器模块、云网关模块，可集成于无线集控基站或须信息采集或测控的工艺设备、子设备中，与上级监控端建立无线通讯链路，匹配组网传输网络协议转换及传输要求，将土壤修复区基层子设备的信息上传并可接受远程监控。

进一步地，所述企业服务器可作为私有云服务器在企业内重要数据应急备份，同时满足企业内部多终端局域网内快速访问及云终端服务延伸拓展及企业内综合管理系统平台呈现，并实现一机多端延伸远程监控端服务，企业监控管理中心基于此、服务于企业管理决策和技术远程维护。

进一步地，各子设备根据采集测控内容不同，可配备无线IO模块、有线转无线通讯模块、有线数传模块、无线仪表传感器、无线通讯模块，通过无线数据链路和互认协议转换，受无线集控基站统一管控、运行、设定、数据中转上传。

进一步地，基于云端服务器和云网关模块，以云服务器+云终端服务形式，通过移动终端、客户机端，访问权限所有者业务范围内数据呈现内容，提供现场设备监控、场站本地运营监控及相关报警的冗余监控。

进一步地，尾水尾气处理工艺设备端运行监控与场站本地监控端监控冗余，与基于云端服务器的客户端监控冗余。

进一步地，土壤修复区无线集控基站运行监控与场站本地监控端监控冗余，与基于云端服务器的客户端监控冗余。

进一步地，土壤修复场站基于无线模块的信号调理、采集测控、协议转换、无线传输等功能，内置于场站内需受控设备或子设备，为冗余监控平台提供基础数据的同时，接受监控平台的控制策略制定执行。

进一步地，土壤修复场站本地监控端、设备监控端与无线集控基站各级按应用特征，配套相应层级功能的云网关终端，在无线网络(如WIFI、2G\3G\4G\5G)或有线网络切换，与系统平台链路互通。

进一步地，提供通过云终端服务形式、依据授权权限访问，访问方式可通过手机端、PC端及可上网其他客户端多种访问方式。

进一步地，基于云端服务器的数据云端存储、计算、分析等强大计算功能基础，定制可用于土壤修复生产经营管理的计算模式功能模块，建立有利于全局监控管理的企业业务运营策略分析模型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明会因修复地域流域、修复规模进度、修复地理特征、地块电磁环境及安全管理等因素的变化，系统搭建略有变形，实现至少冗余监控管理系统基础功能，为原位土壤修复的运行管理、能效管理、设备管理、过程监控提供综合管理系统平台，精准把控能耗、提高效能并集约管控。

附图说明

图1为本发明的冗余监控管理系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

一种土壤修复场站冗余监控管理系统，包括远程监控端、移动终端、本地监控端、设备监控端、修复区1～n集控基站监控端及对应管理区内设备配套分布式无线模块群。

远程监控端，基于云端服务器，扩展分布式计算模型，集合企业服务器端和场站本地服务器端双向数据链流动，提供云终端服务；企业服务器可作为私有云服务器在企业内重要数据应急备份，同时满足企业内部多终端局域网内快速访问及云终端服务延伸拓展及企业内综合管理系统平台(例如PC客户端、大屏)呈现，并实现一机多端延伸远程监控端服务，企业监控管理中心基于此、服务于企业管理决策和技术远程维护。

移动终端，基于云端服务器分享云终端服务的计算设备(如PC、手机、PAD)，遵循企业基于云端服务器访问权限层级管控规则并通过注册的客户终端，具备通过网页、APP、微信小程序或快应用等形式快速访问分享企业订制化云服务的功能。基于云端服务器云计算及大数据分析的数据推送手机信息或邮件，服务于商务人员、维修售后人员、操作人员，提升监控数据处理后的更多利用价值和便利。

本地监控端，土壤修复场站监控工作站，配备云网关模块，可依据场站建设网络基本条件，可选择无线或有线方式，对外通过移动网络或Internet与云端服务器互联，基于数据链路共享场站监控数据；对内监控场站内设备运行及土壤修复区无线集控基站采集动态数据；可统一显示于场站集控中心，方便现场管理人员集中管控。

土壤修复区无线集控基站，适应修复现场分散布置各设备的应用现状，布置无线集控基站，统一集中管理单元土壤区块的含无线通讯功能的子设备；各子设备根据采集测控内容不同，可配备无线IO模块、有线转无线通讯模块、有线数传模块、无线仪表传感器、无线通讯模块，通过无线数据链路和互认协议转换，受无线集控基站统一管控、运行、设定、数据中转上传等功能。

场站本地设备监控端，主要监控尾气处理工艺流程、尾水处理工艺流程的运行、设定、纪录等功能；在尾气处理装备、尾水处理装备上配备通讯模块、云网关模块，建立通讯链路，采集并监控各流程工艺设备的运行数据、参数设定、运行数据记录以及控制策略的实施，为上一层级监控管理系统提供尾气尾水处理工艺数据基础，便于监控系统随修复片区变迁进行快速组合；本地工艺设备具备全自动功能，土壤修复场站亦可按无人值守站建设，本地设备监控端相应配置云网关模块并启用通讯链路可直连云端服务器，可与本地监控站冗余互备。

土壤修复区监控端，主要由无线集控基站、云网关模块及监控系统构成；每个修复片区单元均配备1套，n个片区配n套；每套均对应无线集控基站所辖片区内分布式安装的各子设备无线模块，进行通讯、统一集控管理。

分布式无线模块，依据土壤修复片区的各子设备特征和信控要求，无线模块可选用无线IO模块、有线转无线通讯模块、无线数传模块、无线中继模块、无线集线器模块、云网关模块，可集成于无线集控基站或须信息采集或测控的工艺设备、子设备中，与上级监控端建立无线通讯链路，匹配组网传输网络协议转换及传输要求，将土壤修复区基层子设备的信息上传并可接受远程监控。

方案具体实施参见附图1所示典型系统应用。主体构思思路以解决目前原位土壤修复工艺实施过程中，面临的设备运营及管理、修复进度管控、修复施工过程优化及进度控制、场站建设及生产运营人员劳动强度大等亟待解决的问题，并为企业在土壤修复该领域的跨越式发展，积累储备行业应用技术、数据、施工管理经验，建立智能化分析数据模型，提供运营管理、设备管理、能效管控、智能化管理等综合性监控管理平台。

如附图1系统，该土壤修复场站冗余监控管理系统主要由场站本地监控端、云端监控、企业远程监控端三部分构成。

本系统以场站本地为基础，场站系统分三级实施；本地监控端为场站一级监控站，设备监控站、修复区监控端为二级站，基于无线模块群的修复区监控端为三级站。

其中三级站主要包括原位土壤修复的热源控制箱(热源种类可分燃气加热、电加热、蒸汽加热或其他需要电控的热源)、风机控制箱、仪表控制箱、数据采集箱、无线集控基站等种类，该层级站各电控装置采集控制其附属的动力电极、电磁(动)阀、仪表、传感器等电气部件，通过该层级站配套的信息采集模块、无线模块或云网关终端，反馈修复区各个分散的子设备运营状态数据至上层级监控端。每个三级站根据隶属修复土壤管控规划片区，与上一层级站修复区监控端二级站对应，建立网络通讯链路，接收集控管理。

二级站修复区监控端依据土壤修复片区的规划数量，分片区管理，一个二级修复区站对应一个修复片区；基于无线模块或云网关终端，纵向与一级站本地监控端建立通讯链路，横向可与其他片区及设备监控端数据链路无线联系。

二级站设备监控端为场站配套的尾气尾水处理的环保装备，根据修复片区规模和周期及有限资源配套条件，与对应1到n个修复区对应；装备终端配套通讯模块或云网关终端，纵向与一级站本地监控端建立通讯链路，横向可与其他修复片区、或设备监控端数据链路切换无线通讯(如WiFi、2G\3G\4G\5G)或有线网络(如网线、485)联系。设备监控端相关工艺设备控制，在全自动化条件下可选择采用无人值守站模式，结合配套的安防监控云台摄像设备实现远程可视化管理。

基于无线模块的信号调理、采集测控、协议转换、无线传输等功能，内置于场站内需受控设备或子设备含二级站和三级站，为冗余监控平台提供基础数据、接受监控及控制策略执行。

一级站本地监控端可设置于场站集控管理中心或中央控制室，配套无线模块和云网关模块，与二级站设备监控端的配套通讯模块选择有线连接或无线模块通讯，与二级站修复区1～n监控端的无线模块或云网关终端互联，采集场站及修复区区域内的监控信息及制定控制策略制定、下达指令。

一级站本地监控端作为集中监控管理中心，可对应1套设备监控端、1套修复区监控端，也可对应多套设备监控端、修复区监控端。

土壤修复场站本地监控端、设备监控端与无线集控基站各级按应用特征，配套相应层级功能的云网关终端，结合土壤修复区域地理条件，在WIFI、2G\3G\4G4G\5G或有线网络切换，与系统监控平台链路互通。

本系统以场站本地服务器为基础，依据场站网络环境条件、选择无线或有线形式，配套无线通讯模块或协议转换通讯模块，与云端服务器建立通讯连接；基于云端服务器的数据共享机制和通信链路，建立企业服务器端单端和场站本地服务器端的监控冗余管理系统平台。

基于云端服务器和云网关模块，以云服务器+云终端服务形式，通过移动终端、客户机端，访问权限所有者业务范围内数据呈现的内容，提供现场设备监控、场站本地运营监控及相关报警的冗余监控。人员配备客户端访问权限后，可随时随地登录访问监控管理系统或接收系统推送的订制化服务，如报警消息、派工单、设备备件维保周期提醒等。

以上方案功能主要基于无线模块、云网关、客户端、服务器及系统控制器、客户端及客户端服务形式、移动终端，依据原位土壤修复空间跨度大、距离远、覆盖面广、监控难、管理成本高的特点而制定，模块主要包括无线IO模块、有线转无线数传模块、无线信息采集模块、无线仪表传感器、无线中继器、集线器、无线集控基站协议转换模块(如485转WIFI、LORA，网线RJ45转2G、3G、4G、5G等)。

本发明具有如下特点：

1)基于云端服务器的数据共享机制和通信链路，系统提供企业服务器端单端和多个场站本地服务器端的监控冗余管理系统平台；解决原位土壤修复相关跨区域的生产经营管理、设备管理、能效管理及过程管控冗余监控综合管理系统平台的问题。

2)基于云端服务器和云网关模块，以云服务器+云终端服务形式，通过移动终端、客户机端，访问权限所有者业务范围内数据呈现内容，提供现场设备监控、场站本地运营监控及相关报警的冗余监控；解决原位土壤修复地块分散、巡检量大、管理困难等随机随地的监控难的问题。

3)尾水尾气处理工艺设备端运行监控与场站本地监控端监控冗余，与基于云端服务器的客户端监控冗余。

4)土壤修复区无线集控基站运行监控与场站本地监控端监控冗余，与基于云端服务器的客户端监控冗余。

5)土壤修复场站基于无线模块的信号调理、采集测控、协议转换、无线传输等功能，内置于场站内需受控设备或子设备，为冗余监控平台提供基础数据的同时，接受监控平台的控制策略制定执行。

6)土壤修复场站可采用无人值守站模式，监控系统按预置的运行控制策略全自动化运行，提供智能化管理基础条件。

7)土壤修复场站本地监控端、设备监控端与无线集控基站各级按应用特征，配套相应层级功能的云网关终端，在WIFI、2G\3G\4G\5G或有线网络切换，与系统平台链路互通。

8)土壤修复场站配套云台监控设施，管理人员远程可视化管理。

9)系统提供通过云终端服务形式、依据授权权限访问，访问方式可通过手机端、PC端及可上网其他客户端多种访问方式。

10)基于云端服务器的数据云端存储、计算、分析等强大计算功能基础，定制可用于土壤修复生产经营管理的计算模式功能模块，建立有利于全局监控管理的企业业务运营策略分析模型。

本发明会因修复地域流域、修复规模进度、修复地理特征、地块电磁环境及安全管理等因素的变化，系统搭建略有变形，实现至少冗余监控管理系统基础功能，为原位土壤修复的运行管理、能效管理、设备管理、过程监控提供综合管理系统平台，精准把控能耗、提高效能并集约管控。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，包括远程监控端、移动终端、本地监控端、设备监控端、修复区1～n集控基站监控端及对应管理区内设备配套分布式无线模块群；

所述远程监控端，基于云端服务器，扩展分布式计算模型，集合企业服务器端和场站本地服务器端双向数据链流动，提供云终端服务；

所述移动终端，基于云端服务器分享云终端服务的计算设备，遵循企业基于云端服务器访问权限层级管控规则并通过注册的客户终端，具备通过网页、APP、微信小程序或快应用等形式快速访问分享企业订制化云服务的功能，基于云端服务器云计算及大数据分析的数据推送手机信息或邮件，服务于商务人员、维修售后人员、操作人员，提升监控数据处理后的更多利用价值和便利；

所述本地监控端，土壤修复场站监控工作站，配备云网关模块，可依据场站建设网络基本条件，可选择无线或有线方式，对外通过移动网络或Internet与云端服务器互联，基于数据链路共享场站监控数据；对内监控场站内设备运行及土壤修复区无线集控基站采集动态数据；可统一显示于场站集控中心，方便现场管理人员集中管控；

所述土壤修复区无线集控基站，适应修复现场分散布置各设备的应用现状，布置无线集控基站，统一集中管理单元土壤区块的含无线通讯功能的子设备；

所述场站本地设备监控端，监控尾气处理工艺流程、尾水处理工艺流程的运行、设定、纪录；在尾气处理装备、尾水处理装备上配备通讯模块、云网关模块，建立通讯链路，采集并监控各流程工艺设备的运行数据、参数设定、运行数据记录以及控制策略的实施，为上一层级监控管理系统提供尾气尾水处理工艺数据基础，便于监控系统随修复片区变迁进行快速组合；

所述土壤修复区监控端由无线集控基站、云网关模块及监控系统构成；每个修复片区单元均配备1套，n个片区配n套；每套均对应无线集控基站所辖片区内分布式安装的各子设备无线模块，进行通讯、统一集控管理；

所述分布式无线模块，依据土壤修复片区的各子设备特征和信控要求，无线模块可选用无线IO模块、有线转无线通讯模块、无线数传模块、无线中继模块、无线集线器模块、云网关模块，可集成于无线集控基站或须信息采集或测控的工艺设备、子设备中，与上级监控端建立无线通讯链路，匹配组网传输网络协议转换及传输要求，将土壤修复区基层子设备的信息上传并可接受远程监控。

2.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，所述企业服务器可作为私有云服务器在企业内重要数据应急备份，同时满足企业内部多终端局域网内快速访问及云终端服务延伸拓展及企业内综合管理系统平台呈现，并实现一机多端延伸远程监控端服务，企业监控管理中心基于此、服务于企业管理决策和技术远程维护。

3.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，各子设备根据采集测控内容不同，可配备无线IO模块、有线转无线通讯模块、有线数传模块、无线仪表传感器、无线通讯模块，通过无线数据链路和互认协议转换，受无线集控基站统一管控、运行、设定、数据中转上传。

4.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，基于云端服务器和云网关模块，以云服务器+云终端服务形式，通过移动终端、客户机端，访问权限所有者业务范围内数据呈现内容，提供现场设备监控、场站本地运营监控及相关报警的冗余监控。

5.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，尾水尾气处理工艺设备端运行监控与场站本地监控端监控冗余，与基于云端服务器的客户端监控冗余。

6.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，土壤修复区无线集控基站运行监控与场站本地监控端监控冗余，与基于云端服务器的客户端监控冗余。

7.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，土壤修复场站基于无线模块的信号调理、采集测控、协议转换、无线传输等功能，内置于场站内需受控设备或子设备，为冗余监控平台提供基础数据的同时，接受监控平台的控制策略制定执行。

8.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，土壤修复场站本地监控端、设备监控端与无线集控基站各级按应用特征，配套相应层级功能的云网关终端，在无线网络或有线网络切换，与系统平台链路互通。

9.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，提供通过云终端服务形式、依据授权权限访问，访问方式可通过手机端、PC端及可上网其他客户端多种访问方式。

10.如权利要求1所述的土壤修复场站冗余监控管理系统，其特征在于，基于云端服务器的数据云端存储、计算、分析等强大计算功能基础，定制可用于土壤修复生产经营管理的计算模式功能模块，建立有利于全局监控管理的企业业务运营策略分析模型。

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