CN112362109A - 基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废活性炭危废存放技术领域，特别是一种基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，包括设置在用来对废活性炭危废库房进行现场监控的LoRa传感器模块，所述LoRa传感器模块通过通讯网络与危废库房中心管理平台相连接，所述危废库房中心管理平台与移动终端通讯连接；所述危废库房中心管理平台通过通讯网络与执行机构相连接。采用上述结构后，本发明更好地满足了危废库房环境管理的需求，实现了危废库房的无人值守；另外，该系统能充分满足《危险废物贮存处置管理规定》的要求，并保障企业的清洁、安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及废活性炭危废存放技术领域，特别是一种基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统。
背景技术
按照《国家危险废物名录》规定，沾染危险废物的废活性炭属于危险废物，即活性炭吸附了VOCs、甲醛、含苯废气、重金属等危险废物名录中规定的有毒有害物质，其便属于危险废物。
我公司专业从事废活性炭处置、利用、服务，取得了“危险废物经营许可证”，能对相关危险废物进行治理与利用，变废为宝，多年来积累了许多宝贵经验：回收的废活性炭在存储时，工人需配有专用防护服；废炭在放置过程中需要轻拿轻放，防止废活性炭外包装出现破裂，避免废炭泄露；废活性炭回收后需要储存在贴有固废标识的建筑室内；不同类别的废活性炭需分开放置；回收的废活性炭放置时应远离明火、电源存放；废炭存放时适当的保持通风，避免长期存放时出现变质发霉出现有害气体，对人体造成危害。
废活性炭涉及的危险废物类别主要有HW02（医药废物）、HW04（农药废物）、HW05（木材防腐剂废物）、HW06（有机溶剂废物）、HW12（染料、涂料废物）、HW13（有机树脂类废物）、HW18（焚烧处置残渣）、HW39（含酚废物）、HW45（含有机卤化物废物）、HW49（含硫有机废物）。因此，废活性炭在贮存过程中会产生挥发性气体和PM2.5，如何防止挥发性气体和PM2.5的泄漏，这是废活性炭贮存过程中需解决的问题。
废活性炭收集与存贮管理涉及到标识管理、申报登记制度，对危险废物种类、性质、数量、浓度、转移（或综合利用）去向，危险废物的产生数量必须有严格的台账记录等做出了对应要求，如何对其进行科学管理是废活性炭收集与贮存必须要解决的问题。
《危险废物的贮存处置管理规定》要求：对危险废物暂时贮存的场所进行定期巡检，确保危险废物不扩散、不渗漏；要求制定危险废物事故应急救援预案，发生危险废物污染事故或其它突发性事件，按应急救援预案消除或减轻对环境的污染危害。如何建立高效的预警系统，将危险废物污染事故消灭在萌芽状态，这也是废活性炭贮存过程中需解决的问题。
目前，对危险废物危废库房的管理，大多还停留在传统的人工管理上，鲜有采用现代化的高科技进行监管，难以满足《危险废物贮存处置管理规定》中的相关管理要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种可以对废活性炭危废库房进行实时监控的系统。
为解决上述技术问题，本发明的基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，包括设置在用来对废活性炭危废库房进行现场监控的LoRa传感器模块，所述LoRa传感器模块通过通讯网络与危废库房中心管理平台相连接，所述危废库房中心管理平台与移动终端通讯连接；所述危废库房中心管理平台通过通讯网络与执行机构相连接。
优选的，所述LoRa传感器模块包括传感器，所述传感器与微控制器相连接，所述微控制器通过LoRa模块与LoRa天线通信连接；所述微控制器通过电池供电。
优选的，所述传感器包括温湿度传感器、挥发性气体传感器、粉尘传感器和烟感传感器。
优选的，所述执行机构包括设备监控装置、智能门禁、玻璃钢离心风机和新风装置。
采用上述结构后，本发明更好地满足了危废库房环境管理的需求，实现了危废库房的无人值守；另外，该系统能充分满足《危险废物贮存处置管理规定》的要求，并保障企业的清洁、安全生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明废活性炭危废库房物联网监控系统拓扑结构图。
图2为本发明LoRa传感器组成结构示意图。
图3为本发明废活性炭挥发性气体和PM2.5处置监控结构示意图。
图4为废活性炭危废库房门禁监控管理组成结构示意图。
图5为废活性炭危废库房视频监控管理组成结构示意图。
图中：1为废活性炭危废库房，2为废气与PM2.5排放管道，3为蝶式止回阀，4为LoRa传感器，5为活性炭吸附装置，6为玻璃钢离心风机，7为RTO燃烧室，8为余热锅炉，9为烟囱，10为气体排放管道，11为蝶式止回阀，12为新风装置，13为设备监控装置，14为无线数据处理装置，15为智能门禁。
具体实施方式
如图1所示，本发明的基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，本发明的基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，包括设置在用来对废活性炭危废库房进行现场监控的LoRa传感器模块，所述LoRa传感器模块通过通讯网络与危废库房中心管理平台相连接，所述危废库房中心管理平台与移动终端通讯连接；所述危废库房中心管理平台通过通讯网络与执行机构相连接，所述执行机构包括设备监控装置13、智能门禁15、玻璃钢离心风机6和新风装置12。系统提供专用的通讯功能模块，实现危废库房的废活性炭挥发性气体和PM2.5监控、废活性炭收集与存贮数据管理、危废库房门禁监控、危废库房视频监控、危废库房实时消防监控、手机APP管理，能充分满足国家《危险废物贮存处置管理规定》的要求，并保障企业的清洁、安全生产。系统中，智能门禁15、引风机、新风机采用联动控制，即危废库房中的挥发性气体和PM2.5浓度不在安全范围内时，门禁处于强制性禁止状态，以确保安全，打开危废库房门，必须先打开引风机进行挥发性气体和PM2.5的处置，达到安全环境时，再打开新风机让危废库房换新风，从而确保操作人员的健康安全。
如图2所示，所述LoRa传感器模块包括传感器，所述传感器与微控制器相连接，所述微控制器通过LoRa模块与LoRa天线通信连接；所述微控制器通过电池供电。所述传感器包括温湿度传感器、挥发性气体传感器、粉尘传感器和烟感传感器。本实施方式中，LoRa传感器以STC8H微控制器的外设功能驱动各种传感器来实现废活性炭危废库房不同环境数据的监测，图2中，LoRa模块通过串口USART1和STC8H微控制器通信，USART1采用中断方式采集数据，一旦有数据传入则会触发中断。STC8H微控制器与传感器的连接方式，视传感器的接口而有改变，本LoRa采集装置中的温湿度传感器采用SHT10数字温湿度传感器，通过I2C接口实现数据读取；粉尘传感器采用ZH06-Ⅲ激光PM2.5粉尘传感器、甲醛传感器采用ZE08-CH2O甲醛传感器、甲苯传感器采用ME3-C7H8甲苯气体传感器、一氧化碳传感器采用ZE03-CO一氧化碳气体传感器、硫化氢传感器采用ZE03-H2S硫化氢气体传感器、氨气传感器采用ZE03- NH3氨气气体传感器、氧气传感器采用ZE03-O2氧气传感器。LoRa无线模块采用EBYTE公司的E78-470LN22S通信模块，该模块一款 SoC 型 LoRa 射频模块，超小尺寸，超低功耗，支持 LoRaWAN、LinkWAN 多种协议标准，适用于多种物联网应用场景，是目前 LPWAN应用芯片一个较好的选择。LoRa传感器采用3.6V电池供电，利用该模式的传感器能最大限度减少危废库房的布线麻烦，使多点位安装布置传感器变得安全简单。
如图3所示，在废活性炭危废库房1内安装若干LoRa传感器4（LoRa无线温湿度传感器、LoRa无线激光PM2.5粉尘传感器、LoRa无线甲醛传感器、LoRa无线甲苯气体传感器、LoRa无线硫化氢气体传感器、LoRa无线氨气气体传感器、LoRa无线一氧化碳气体传感器、LoRa无线氧气传感器、LoRa无线烟感传感器等传感器），用于对废活性炭危废库房1内的废活性炭挥发性气体和PM2.5的浓度通过无线数据处理装置14进行实时在线监测，当所监测的挥发性气体和PM2.5的浓度超出环境安全值时，设备监控装置13自动打开玻璃钢离心风机6，将废活性炭危废库房1内的废活性炭挥发性气体和PM2.5粉尘通过废气与PM2.5排放管道2引入活性炭吸附装置5、RTO燃烧室7，废气与PM2.5排放管道2上设置蝶式止回阀3，从而实现对挥发性气体和PM2.5粉尘的处置，处置后的气体经余热锅炉8以实现能源的循环利用，达标气体通过气体排放管道10经烟囱9排放。当废活性炭危废库房1内的废活性炭挥发性气体和PM2.5的浓度降到安全值时，玻璃钢离心风机6停止工作，此时，设备监控装置13自动打开新风装置12，新风装置12的进风口设置有蝶式止回阀11，对废活性炭危废库房1进行换新风，以保持废活性炭危废库房1始终在安全的环境之下，确保企业的清洁、安全生产。对废活性炭挥发性气体和PM2.5处置监控采用联动方法进行控制，即废活性炭危废库房1内监测的浓度超出安全范围时，智能门禁15不能开门，以确保操作人员的健康安全。在要进入废活性炭危废库房1内前，可通过手机APP实现挥发性气体和PM2.5处置，即对危废库房的炭挥发性气体和PM2.5粉尘进行排放处理，并进行危废库房的换新风，确保操作工人在安全环境条件下进入危废库房，最大限度地保障废活性炭操作工人的健康安全。
如图4所示，废活性炭危废库房门禁监控管理组成结构示意图具体实施方式为：采用安监专用机架式网络门禁设备；安监专用机架式门禁综合电源；危废库房大门口采用“刷卡+密码”的开关门方式，可远程开关门；可远程查看门口视频图像和调取历史录像资料；具备应急开锁功能；卡片兼容员工上岗证。读卡器采用射频感应原理，识别感应卡内置加密卡号；感应卡用于存储用户的不可复制和解密的ID号；门禁控制器用于存储感应卡权限和刷卡记录，并中央处理所有读卡器上传信号，负责和计算机通讯和其他数据存储器协调，配合管理软件的智能处理中心；机箱电源采用线性电源，DC12V 4A, 可以带4把电插锁或3把磁力锁；电锁是电动执行机构锁；管理软件通过监控中心进行相应的时钟、授权、统计管理工作。
如图5所示，废活性炭危废库房视频监控管理组成结构示意图具体实施方式为：视频监控管理依托人工智能（AI）技术、人脸技术助力危废库房管理的智能化。目前，大多数的库房视频监控只是采用传统视频监控，无法做到人员安全规范管理与无法管控有陌生人进入或不具备从业资格人员进入等的缺点，该系统中采用的视频监控管理实现了废活性炭危废库房的人工智能（AI）管理。在废活性炭危废库房部署人脸比对相机，通过人脸识别技术实现人员身份核查，对进入废活性炭危废库房的人员进行人脸识别，并利用数据库自动进行人脸匹配，如果进入的人员不在数据库中，系统发出报警信号，并将报警信号上传到企业中心监控平台及相关人员手机。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (4)
1.一种基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，其特征在于：包括设置在用来对废活性炭危废库房进行现场监控的LoRa传感器模块，所述LoRa传感器模块通过通讯网络与危废库房中心管理平台相连接，所述危废库房中心管理平台与移动终端通讯连接；所述危废库房中心管理平台通过通讯网络与执行机构相连接。
2.按照权利要求1所述的基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，其特征在于：所述LoRa传感器模块包括传感器，所述传感器与微控制器相连接，所述微控制器通过LoRa模块与LoRa天线通信连接；所述微控制器通过电池供电。
3.按照权利要求2所述的基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，其特征在于：所述传感器包括温湿度传感器、挥发性气体传感器、粉尘传感器和烟感传感器。
4.按照权利要求3所述的基于LoRa传感器的废活性炭危废库房物联网监控系统，其特征在于：所述执行机构包括设备监控装置（13）、智能门禁（15）、玻璃钢离心风机（6）和新风装置（12）。
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