CN112229443A - 一种基于物联网的环保管家智慧管理平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明请求保护一种基于物联网的环保管家智慧管理平台及方法,其包括感知层、网络层、处理层和应用层;感知层包括设置于目标企业排污口处的检测仪单元和数采仪;数采仪、网络层和处理层依次连接,数采仪通过网络层与处理层建立通讯联络;处理层用于对发送过来的参数进行统计和分析;应用层连接至处理层,用于展示统计和分析所得的结果;当处理层判断采集的参数不在预设范围之内时,则通过污染源闭闸芯片控制阀门关闭,从而关闭排污口。本发明的平台能够在利用各种传输网络的基础上,将监测仪器采集到的数据实时传送到后台进行海量存储,进行计算、数据挖掘和分析,从而达到测量准确、传输快的目的。
Description
技术领域
本发明涉及环保平台领域,特别涉及一种基于物联网的环保管家智慧管理平台及方法。
背景技术
随着21世纪经济社会的不断发展,环境问题越来越突出,要想治理环境问题,对环境污染的监测是前提条件,是环境安全保障的基础。并且随着市民环境意识的增强,越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏,要求环境保护工作透明化;上级主管部门也需要数量大、种类多、更新快的环境信息。面对迫切的环保信息化要求,有的环保行政部门陆续建立了一些信息化系统以满足当前需要。但这些应用系统多由不同的开发商完成,他们之间的数据格式各异,造成数据共享困难和垃圾数据多从而无法找到有利的数据等问题。再加上常规环境管理因技术手段受限无法做到,且基层环保部门能力建设仍旧薄弱,在监管任务越来越重的情况下,环保监管工作捉襟见肘,与环境监管目标不相适应。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,本发明的基于物联网的环保管家智慧管理平台及方法通过在点线面源合适的点位上安装各种检测仪和数采仪,通过各种通讯信道与环境监控中心的平台中心相连,实现在线实时通讯,这样检测仪检测到的参数就被源源不断地送到环保部门,并存储在海量数据库处理层的服务器上。同时,建设一个环境数据标准化转换平台,将环境监测数据传送到后台,进行数据导入、转换、存储等处理,形成一套标准的、统一的数据,便于环保信息化及各种应用层使用。平台中心可以给出预设的环境参数数值范围,通过自动反馈来保证纳污体环境质量的稳定。应急情况下环境管理部门可通过平台中心远程应急关闭企业排污口,实现真正意义上的总量控制。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
根据本发明的一方面,提供一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其包括感知层(10)、网络层(20)、处理层(30)和应用层(40);
所述感知层(10)包括分别设置于目标企业排污口处的检测仪单元,检测仪单元包括废气检测仪(102)、废水检测仪(103)、固体废物检测仪(104)、环境噪声检测仪(105)和辐射检测仪(106),所述感知层(10)还包括与各检测仪相连接的数采仪(101);
所述废气检测仪(102)、废水检测仪(103)、固体废物检测仪(104)、环境噪声检测仪(105)和辐射检测仪(106)分别用于检测废气的排放参数、废水的排放参数、固体废物的排放参数、环境的噪声参数和辐射参数并由所述数采仪(101)采集和存储;
所述数采仪(101)、所述网络层(20)和所述处理层(30)依次连接,所述数采仪(101)通过所述网络层(20)与所述处理层(30)建立通讯联络,用于将存储的参数通过所述网络层(20)发送至所述处理层(30);所述处理层(30)用于对发送过来的参数进行统计和分析;
所述应用层(40)包括分别连接至所述处理层(30)的电子看板(401)、运维端(402)、管理端(403)和浏览端(404);所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404)分别为配备给个人用户、维修人员、环保公司和目标企业的终端,用于展示统计和分析所得的结果;
所述感知层(10)还包括污染源闭闸系统(107),所述污染源闭闸系统(107)包括依次连接的污染源闭闸芯片、继电器和电机;所述污染源闭闸芯片还连接至所述网络层(20);所述电机还用于连接至排污口的阀门,所述污染源闭闸芯片用于通过继电器控制电机的旋转进而控制所述阀门的开合以达到开闭排污口的目的;
所述处理层(30)还用于判断各个参数是否在各自的预设数值范围之内,当判断某一项参数不在其预设参数范围之内,则控制所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404)显示报警提示;
当判断废气的排放参数、废水的排放参数或固体废物的排放参数不在其各自预设参数范围之内,则通过所述污染源闭闸芯片控制所述阀门关闭,从而关闭排污口。
根据本发明的第二方面,提供一种基于物联网的环保管家智慧管理方法,主要通过以下几个过程得以实现。
控制所述废气检测仪(102)、废水检测仪(103)、固体废物检测仪(104)、环境噪声检测仪(105)和辐射检测仪(106)分别检测废气的排放参数、废水的排放参数、固体废物的排放参数、环境的噪声参数和辐射参数;
控制所述数采仪(101)采集上述参数信息并存储;
控制所述处理层(30)通过所述网络层(20)接收所述数采仪(101)采集的相关参数并进行统计和分析;
控制所述处理层(30)将统计和分析所得的结果传输到所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404)。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
本发明的基于物联网的环保管家智慧管理平台及方法能够在利用物联网、无线网等各种传输网络的基础上,将监测仪器采集到的数据实时传送到后台进行海量存储,进行计算、数据挖掘和分析,从而达到测量准确、传输快的目的。
附图说明
图1为实施例一的基于物联网的环保管家智慧管理平台结构示意图;
图2为实施例一的基于物联网的环保管家智慧管理方法过程示意图。
附图标记:10、感知层;101、数采仪;102、废气检测仪;103、废水检测仪;104、固体废物检测仪;105、环境噪声检测仪;106、辐射检测仪;107、污染源闭闸系统;108、电能检测系统;109、摄像监控系统;20、网络层;30、处理层;301、平台中心;302、防火墙;40、应用层;401、电子看板;402、运维端;403、管理端;404、浏览端。
具体实施方式
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。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本发明能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本发明相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本发明的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一:
如图1所示为本实施例的基于物联网的环保管家智慧管理平台结构示意图,其包括感知层10、网络层20、处理层30和应用层40。
感知层10包括分别设置于目标企业排污口处的检测仪单元,检测仪单元包括废气检测仪102、废水检测仪103、固体废物检测仪104、环境噪声检测仪105和辐射检测仪106,感知层10还包括与各检测仪相连接的数采仪101。
废气检测仪102、废水检测仪103、固体废物检测仪104、环境噪声检测仪105和辐射检测仪106分别用于检测废气的排放参数、废水的排放参数、固体废物的排放参数、环境的噪声参数和辐射参数并由数采仪101采集和存储。
具体地,废气的排放参数包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和非甲烷总烃的浓度,以及废气流量和/或废气温度值;废水的排放参数包括氨氮、总氮、总磷的浓度,以及化学需氧量、废水流量、pH值和/或水温;固体废物的排放参数包括重金属的含量;环境的噪声参数包括噪声音量;辐射参数包括核辐射量和电离辐射量。
数采仪101、网络层20和处理层30依次连接,数采仪101通过网络层20与处理层30建立通讯联络,用于将存储的参数通过网络层20发送至处理层30;处理层30用于对发送过来的参数海量存储,进行计算、数据挖掘和分析,从而形成一套标准的、统一的数据,便于利用。
处理层30包括相互连接的平台中心301和防火墙302,防火墙用于对流经它的网络通信进行扫描,从而过滤掉一些恶意侵入,以免其在平台中心301上被执行。防火墙还用于关闭不使用的端口,而且它还能禁止特定端口的通信流出接和封锁木马。平台中心301通过网络层20与感知层10建立通讯联络,用于将数采仪101发送过来的参数进行统计和分析并经过防火墙302传输到电子看板401、运维端402、管理端403和浏览端404。
具体地,网络层20为自建环保光纤网络或无线通讯网络,例如是GPRS各种制式的4G。
应用层40包括分别连接至处理层30的电子看板401、运维端402、管理端403和浏览端404;电子看板401的使用对象为个人用户或政府领导,用于通过电脑主机显示屏投影的形式显示统计和分析所得的结果;运维端402的使用对象为运维工程师,用于通过微信小程序或APP对各个检测仪估值报修及相关事项的通知和记录;管理端403的使用对象为环保公司相应的工作人员,用于台账传输保存、数据统计、在线检测数据管理;浏览端404的使用对象为目标企业和/或园区管委会,用于通过账号登录查看该账号对应的企业的污染物排放数据。
平台中心301的操作系统是将Windows2008服务器操作系统和数据库管理系统进行配合使用,数据库管理系统内安装有服务器端定时器系统,服务器端定时器系统用于远程控制各个检测仪在设定时间进行检测,通过废气、废水的流量对企业废气、废水的排放量隔每小时进行自动统计一次。本实施例中,设定时间具体可以是设定的时间点或时间段。
进一步地,感知层10还包括污染源闭闸系统107,污染源闭闸系统107包括依次连接的污染源闭闸芯片、继电器和电机;污染源闭闸芯片还连接至网络层20,电机还用于连接至排污口的阀门;污染源闭闸芯片用于通过继电器控制电机的旋转进而控制阀门的开合以达到开闭排污口的目的。
处理层30还用于判断各个参数是否在各自的预设数值范围之内,当判断某一项参数不在其预设参数范围之内或排放的废气、废水超出预设的允许排污量,则控制电子看板401、运维端402、管理端403和浏览端404显示报警提示。
进一步地,当判断废气的排放参数、废水的排放参数或固体废物的排放参数不在其各自预设参数范围之内或排放的废气、废水超出预设的允许排污量,则处理层30还通过污染源闭闸芯片控制阀门关闭,从而关闭排污口。
进一步地,感知层10还包括电能检测系统108,电能检测系统108包括电量表,电量表的输出端通过网络层20与平台中心301建立通讯联络,电量表的输入端连接至目标企业的总电闸和各个检测仪,用于检测企业总用电量和检测各个检测仪的用电量。
进一步地,感知层10还包括摄像监控系统109,摄像监控系统109通过网络层20与平台中心301建立通讯联络并设置于排污口处,用于实时视频监控排污口的排污情况。具体地,本实施例的摄像监控系统109包括多个摄像头,其中部分摄像头设置于排污口处,优选地,在危废仓库或关键节点处也可以摄像头,通过控制平台中心301选择摄像头名称切换至相应的摄像头,即可显示该摄像头实时监控的画面。
如图2所示为本实施例的基于物联网的环保管家智慧管理方法过程示意图,主要通过以下几个过程得以实现。
St10、控制废气检测仪102、废水检测仪103、固体废物检测仪104、环境噪声检测仪105和辐射检测仪106分别检测废气的排放参数、废水的排放参数、固体废物的排放参数、环境的噪声参数和辐射参数。
St20、控制数采仪101采集上述参数信息并存储。
St30、控制处理层30通过网络层20接收数采仪101采集的相关参数并进行统计和分析。
St40、控制处理层30将统计和分析后的参数传输到电子看板401、运维端402、管理端403和浏览端404。
St50、判断采集到的各个参数是否在各自的预设参数范围之内或排放的废气、废水是否超出预设的允许排污量,当判断某一项参数不在其预设参数范围之内或排放的废气、废水超出预设的允许排污量,则执行St70。
St60、判断废气的排放参数、废水的排放参数或固体废物的排放参数是否在其各自预设参数范围之内或排放的废气、废水是否超出预设的允许排污量,当判断废气的排放参数、废水的排放参数或固体废物的排放参数不在其各自预设参数范围之内或排放的废气、废水超出预设的允许排污量,则执行St80。
St70、控制电子看板401、运维端402、管理端403和浏览端404显示报警提示。
St80、通过污染源闭闸芯片控制阀门关闭,从而关闭排污口。
以上过程中的St50和St60没有先后顺序。
本发明的基于物联网的环保管家智慧管理平台及方法通过在点线面源合适的点位上安装各种检测仪和数采仪,通过各种通讯信道与环境监控中心的平台中心相连,实现在线实时通讯,这样检测仪检测到的参数就被源源不断地送到环保部门,并存储在海量数据库处理层的服务器上。同时,建设一个环境数据标准化转换平台,将环境监测数据传送到后台,进行数据导入、转换、存储等处理,形成一套标准的、统一的数据,便于环保信息化及各种应用层使用。环境监控平台可以对企业污染物的排放量每小时进行自动统计,结合纳污体环境的状况,平台中心可以给出企业的允许排污量以及预设的环境参数数值范围,通过自动反馈来保证纳污体环境质量的稳定。应急情况下环境管理部门可通过平台中心远程应急关闭企业排污口,实现真正意义上的总量控制。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,包括感知层(10)、网络层(20)、处理层(30)和应用层(40);
所述感知层(10)包括分别设置于目标企业排污口处的检测仪单元,检测仪单元包括废气检测仪(102)、废水检测仪(103)、固体废物检测仪(104)、环境噪声检测仪(105)和辐射检测仪(106),所述感知层(10)还包括与各检测仪相连接的数采仪(101);
所述废气检测仪(102)、废水检测仪(103)、固体废物检测仪(104)、环境噪声检测仪(105)和辐射检测仪(106)分别用于检测废气的排放参数、废水的排放参数、固体废物的排放参数、环境的噪声参数和辐射参数并由所述数采仪(101)采集和存储;
所述数采仪(101)、所述网络层(20)和所述处理层(30)依次连接,所述数采仪(101)通过所述网络层(20)与所述处理层(30)建立通讯联络,用于将存储的参数通过所述网络层(20)发送至所述处理层(30);所述处理层(30)用于对发送过来的参数进行统计和分析;
所述应用层(40)包括分别连接至所述处理层(30)的电子看板(401)、运维端(402)、管理端(403)和浏览端(404);所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404)分别为配备给个人用户、维修人员、环保公司和目标企业的终端,用于展示统计和分析所得的结果;
所述感知层(10)还包括污染源闭闸系统(107),所述污染源闭闸系统(107)包括依次连接的污染源闭闸芯片、继电器和电机;所述污染源闭闸芯片还连接至所述网络层(20);所述电机还用于连接至排污口的阀门,所述污染源闭闸芯片用于通过继电器控制电机的旋转进而控制所述阀门的开合以达到开闭排污口的目的;
所述处理层(30)还用于判断各个参数是否在各自的预设数值范围之内,当判断某一项参数不在其预设参数范围之内,则控制所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404)显示报警提示;
当判断废气的排放参数、废水的排放参数或固体废物的排放参数不在其各自预设参数范围之内,则通过所述污染源闭闸芯片控制所述阀门关闭,从而关闭排污口。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,废气的排放参数包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和非甲烷总烃的浓度,以及废气流量和/或废气温度值;
废水的排放参数包括氨氮、总氮、总磷的浓度,以及化学需氧量、废水流量、pH值和/或水温;
固体废物的排放参数包括重金属的含量;
环境的噪声参数包括噪声音量;
辐射参数包括核辐射量和电离辐射量。
3.如权利要求1所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,所述网络层(20)为自建环保光纤网络或无线通讯网络。
4.如权利要求1所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,所述处理层(30)包括相互连接的平台中心(301)和防火墙(302),所述平台中心(301)通过所述网络层(20)与所述感知层(10)建立通讯联络,用于将数采仪(101)发送过来的参数进行统计和分析并经过所述防火墙(302)传输到所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404);所述防火墙(302)用于防止非法用户侵入。
5.如权利要求4所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,所述感知层(10)还包括电能检测系统(108),所述电能检测系统(108)包括电量表,所述电量表的输出端通过所述网络层(20)与所述平台中心(301)建立通讯联络,所述电量表的输入端连接至目标企业的总电闸和各个检测仪,用于检测企业总用电量和检测各个检测仪的用电量。
6.如权利要求4所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,所述感知层(10)还包括摄像监控系统(109),所述摄像监控系统(109)通过所述网络层(20)与所述平台中心(301)建立通讯联络并设置于排污口处,用于实时视频监控排污口的排污情况。
7.如权利要求4-6任一项所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,所述平台中心(301)的操作系统是将Windows2008服务器操作系统和数据库管理系统进行配合使用,所述数据库管理系统内安装有服务器端定时器系统,所述服务器端定时器系统用于远程控制各个检测仪在设定时间进行检测。
8.一种基于物联网的环保管家智慧管理方法,其应用于如权利要求1-7任一项所述的基于物联网的环保管家智慧管理平台,其特征在于,包括:
控制所述废气检测仪(102)、废水检测仪(103)、固体废物检测仪(104)、环境噪声检测仪(105)和辐射检测仪(106)分别检测废气的排放参数、废水的排放参数、固体废物的排放参数、环境的噪声参数和辐射参数;
控制所述数采仪(101)采集上述参数信息并存储;
控制所述处理层(30)通过所述网络层(20)接收所述数采仪(101)采集的相关参数并进行统计和分析;
控制所述处理层(30)将统计和分析所得的结果传输到所述电子看板(401)、所述运维端(402)、所述管理端(403)和所述浏览端(404)。
9.如权利要求8所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理方法,其特征在于,还包括判断采集到的各个参数是否在各自的预设参数范围之内或排放的废气、废水是否超出预设的允许排污量,当判断某一项参数不在其预设参数范围之内或排放的废气、废水超出预设的允许排污量,则控制电子看板(401)、运维端(402)、管理端(403)和浏览端(404)显示报警提示。
10.如权利要求9所述的一种基于物联网的环保管家智慧管理方法,其特征在于,还包括判断采集到的各个参数是否在各自的预设参数范围之内或排放的废气、废水是否超出预设的允许排污量,当判断某一项参数不在其预设参数范围之内或排放的废气、废水超出预设的允许排污量,则通过污染源闭闸芯片控制阀门关闭,从而关闭排污口。
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