CN112395278B - 一种基于环保物联网的环保检测系统及其工作方法 - Google Patents

一种基于环保物联网的环保检测系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于环保物联网的环保检测系统，其特征是包括采集数据的采集器、集中控制器和服务器，采集器信号输出端连接集中控制器信号输入端，集中控制器信号传出端连接服务器信号接收端。采集器包括直接采集器和间接采集器，直接采集器设置在环保设备上，采集环保设备的运行数据和状态数据，直接采集器的信号输出端连接集中控制器信号接收端，间接采集器设置在企业监管设备上，读取环保设备的运行数据和状态数据，间接采集设备信号输出端连接集中采集器信号接收端。本发明提供一种能通过建立企业生产数据和排放数据对应关系的方式来实现鉴别排放数据的真实性的基于环保物联网的环保检测系统及其工作方法。

Description

一种基于环保物联网的环保检测系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种基于环保物联网的环保检测系统及其工作方法。
背景技术
目前在环保要求越来越高的大环境下，对各个企业实行严格的环保监管是一项具有现实意义的工作，如何真实有效的监管到企业的真实数据，对企业的环保数据做到真实性和时效性，这是环保相关职能部门和第三方环保监管平台需要迫切解决的问题。
中国专利公开号CN107525547A，公开日2017年12月29日，发明创造的名称为一种基于云计算的化工环保物联网监控系统，该申请案包括：包括底座，底座的底部安装有万向轮，底座的顶部设有元件盒，元件盒的背面设有气体检测盒，气体检测盒、元件盒的顶部固定支撑架，支撑架的底部两次设有摄像头，支撑架的顶部设有光敏传感器、噪声传感器，且光敏传感器、噪声传感器电性连接单片机；摄像头电性连接图像识别模块，且图像识别模块电性连接单片机；通讯模块无线连接监控中心服务器。该申请案虽然采集了噪音数据和光照数据，但是不能对采集到的数据进行评判是否有效，不能防止篡改环保数据的情况。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的不能通过建立企业生产数据和排放数据对应关系的方式来实现鉴别排放数据的真实性的问题，提供一种能通过建立企业生产数据和排放数据对应关系的方式来实现鉴别排放数据的真实性的基于环保物联网的环保检测系统及其工作方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于环保物联网的环保检测系统，其特征是包括采集数据的采集器、集中控制器和服务器，采集器信号输出端连接集中控制器信号输入端，集中控制器信号传出端连接服务器信号接收端。对于环保数据进行实时提取，并建立数据库进行对比，这样就可以通过在数据库中进行数据对比，从而分析当前采集的数据是否符合数据库中的趋势，这样就可以对于采集的数据进行分析，而不是直接采用，从而达到鉴别环保数据真实性的效果。
作为优选，所述采集器包括直接采集器和间接采集器，直接采集器设置在环保设备上，采集环保设备的运行数据和状态数据，直接采集器的信号输出端连接集中控制器信号接收端，间接采集器设置在企业监管设备上，读取环保设备的运行数据和状态数据，间接采集设备信号输出端连接集中采集器信号接收端。
作为优选，所述步采集器还包括采集企业生产数据的校准采集器，校准采集器包括若干振动采集器、若干光照采集器、若干噪音采集器和电能采集器，振动采集器散布放置在企业地面上，光照采集器放置在企业房屋内，噪音采集器散布放置在企业房屋内和室外，室外放置密度小于室内密度，振动采集器信号输出端连接集中控制器振动信号接收端，光照采集器信号输出端连接集中控制器光照信号接收端，噪音采集器信号输出端连接集中控制器噪音信号接收端，电能采集器信号输出端连接集中控制器电能信号接收端。
一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，采用以上所述的一种基于环保物联网的环保检测系统，方法包括以下步骤：
S1：从企业采集生产数据和环境排放数据；
S2：从环境排放数据和生产数据中提取节点数据建立历史对比数据库；
S3：根据历史对比数据库记载的节点数据变化趋势，对当前采集到的环境排放数据和生产数据进行判断是否有数据造假行为。
作为优选，所述步骤S1包括以下步骤：
S11：通过电能采集器采集企业的生产设备每天的耗电总量ｑ；
S12：通过噪音采集器采集企业区域噪音分贝累加量ｆ；
S13：通过振动采集器采集企业区域每天地面振动幅值累加量ｚ；
S14：通过光照采集器采集企业房屋室内照明的光强量ｇ。
作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：
S21：提取企业生产特征数据Ｔ，建立环境排放物数据和生产特征数据Ｔ的对应关系，将环境排放物数据和生产特征数据Ｔ的对应关系放入历史对比数据库。
作为优选，所述步骤S21包括以下步骤：
S211：为耗电量ｑ匹配系数λ１，为分贝量ｆ匹配系数λ２，为振动量ｚ匹配系数λ３，为光强量ｇ匹配系数λ４；
S212：根据耗电量ｑ、分贝量ｆ、振动量ｚ和光强量ｇ计算生产特征数据Ｔ。采集用电量可以真实的反应出企业的生产情况，为避免出现企业通过采用发电机发电的方式来制造虚假数据，所以再采集企业区域噪音和振动，从而检测是否有发电机在工作，为避免企业采用外接输电端口的情况，采集企业房屋室内照明的光强量，从而检测企业的真实生产情况。
作为优选，所述步骤S212具体过程为：生产特征数据Ｔ计算公式为：
Ｔ＝λ１
Figure DEST_PATH_IMAGE001
＋λ２
Figure 409321DEST_PATH_IMAGE002
＋λ３
Figure DEST_PATH_IMAGE003
＋λ４
Figure 270966DEST_PATH_IMAGE004
；
式中：i 表示累加的天数，i=1表示当天，n为企业当天之前的用电天数，一般n取１，m为企业当天之前的噪音分贝量采集天数，一般n取5，b为企业当天之前的振动量采集天数，一般b取5，y为企业当天之前的光强量采集天数，一般y取5。通过累加的方式可以抚平某一天的数据误差，从而采集到合理的数据，因为工厂的生产是不可控的，所以采集的数据不能直接真实的反应出工厂的生产情况，需要进行提取其数据变化趋势，避免在某一天的数据发生小的变化时，出现误判的情况。
作为优选，所述在当天之前m天内有下雨天r天，则该下雨天的噪音分贝累加量ｆ不参加生产特征数据Ｔ的计算，此时的当天之前m天数往前顺延r天的非下雨天。
作为优选，所述步骤S3具体过程为：根据当前生产特征数据Ｔ，在历史对比数据库中计算当前生产特征数据Ｔ相对应的预测环境排放物数据；设置若干阶次偏差阈值，将偏差阈值与若干级响应措施建立对应关系，将预测环境排放物数据和实测环境排放物数据的预测差值与偏差阈值进行对比，预测差值落入偏差阈值范围后，启动该偏差阈值所对应的响应措施步骤；若干级响应措施包括累计记录提醒、报警提醒和重大事故提醒，设置累计阈值，在累计记录提醒是累计该类提醒至累计阈值时，累计记录提醒转为报警提醒，报警提醒是将报警传送至企业，重大事故提醒是将提醒数据传送到相关职能部门数据端口。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）不对于环保数据进行实时提取，并建立数据库进行对比，这样就可以通过在数据库中进行数据对比，从而分析当前采集的数据是否符合数据库中的趋势，这样就可以对于采集的数据进行分析，而不是直接采用，从而达到鉴别环保数据真实性的效果；
（2）通过累加的方式可以抚平某一天的数据误差，从而采集到合理的数据，因为工厂的生产是不可控的，所以采集的数据不能直接真实的反应出工厂的生产情况，需要进行提取其数据变化趋势，避免在某一天的数据发生小的变化时，出现误判的情况；
（3）采集用电量可以真实的反应出企业的生产情况，为避免出现企业通过采用发电机发电的方式来制造虚假数据，所以再采集企业区域噪音和振动，从而检测是否有发电机在工作，为避免企业采用外接输电端口的情况，采集企业房屋室内照明的光强量，从而检测企业的真实生产情况。
附图说明
图1是本发明的一种结构框图
图中：1. 采集器，11.间接采集器，12.直接采集器，13.校准采集器，131.电能采集器，132.振动采集器，133.噪音采集器，134.光照采集器，2.集中控制器， 3. 服务器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例：一种基于环保物联网的环保检测系统，如图1所示，包括采集数据的采集器1、集中控制器2和服务器3，采集器信号输出端连接集中控制器信号输入端，集中控制器信号传出端连接服务器信号接收端。
采集器包括直接采集器12、间接采集器11和采集企业生产数据的校准采集器13，直接采集器设置在环保设备上，采集环保设备的运行数据和状态数据，直接采集器的信号输出端连接集中控制器信号接收端，间接采集器设置在企业监管设备上，读取环保设备的运行数据和状态数据，间接采集设备信号输出端连接集中采集器信号接收端。直接采集器为互感器，通过采集环保设备的电流信号，进而采集到环保设备的运行情况，可以检测出环保设备是否在运行，间接采集器是采集工厂厂务设备上的信号，厂务设备为监管工厂运行设备的仪器，间接采集器连接厂务设备和集中控制器，可以是一根数据线，也可以是一个加密网关。集中控制器为一个CTU，也可以是单片机PIC17C43，集中控制器设置多个，一个厂区设置一个。
校准采集器包括若干振动采集器132、若干光照采集器134、若干噪音采集器133和电能采集器131，振动采集器散布放置在企业地面上，光照采集器放置在企业房屋内，噪音采集器散布放置在企业房屋内和室外，室外放置密度小于室内密度，振动采集器信号输出端连接集中控制器振动信号接收端，光照采集器信号输出端连接集中控制器光照信号接收端，噪音采集器信号输出端连接集中控制器噪音信号接收端，电能采集器信号输出端连接集中控制器电能信号接收端。振动采集器为振动传感器，光照采集器为采集光强的传感器，电能采集器为电能表，噪音采集器为噪音传感器，可以采集环境中的分贝数。
对于环保数据进行实时提取，并建立数据库进行对比，这样就可以通过在数据库中进行数据对比，从而分析当前采集的数据是否符合数据库中的趋势，这样就可以对于采集的数据进行分析，而不是直接采用，从而达到鉴别环保数据真实性的效果。
本发明还包括一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，采用以上所述的一种基于环保物联网的环保检测系统，方法包括以下步骤：
S1：从企业采集生产数据和环境排放数据；
S11：通过电能采集器采集企业的生产设备每天的耗电总量ｑ；
S12：通过噪音采集器采集企业区域噪音分贝累加量ｆ；
S13：通过振动采集器采集企业区域每天地面振动幅值累加量ｚ；
S14：通过光照采集器采集企业房屋室内照明的光强量ｇ。
S2：从环境排放数据和生产数据中提取节点数据建立历史对比数据库；
S21：提取企业生产特征数据Ｔ，建立环境排放物数据和生产特征数据Ｔ的对应关系，将环境排放物数据和生产特征数据Ｔ的对应关系放入历史对比数据库；
S211：为耗电量ｑ匹配系数λ１，为分贝量ｆ匹配系数λ２，为振动量ｚ匹配系数λ３，为光强量ｇ匹配系数λ４；
S212：根据耗电量ｑ、分贝量ｆ、振动量ｚ和光强量ｇ计算生产特征数据Ｔ；具体过程为：生产特征数据Ｔ计算公式为：
Ｔ＝λ１
Figure 794352DEST_PATH_IMAGE001
＋λ２
Figure 161879DEST_PATH_IMAGE002
＋λ３
Figure 403504DEST_PATH_IMAGE003
＋λ４
Figure 865579DEST_PATH_IMAGE004
；
式中：i 表示累加的天数，i=1表示当天，n为企业当天之前的用电天数，一般n取１，m为企业当天之前的噪音分贝量采集天数，一般n取5，b为企业当天之前的振动量采集天数，一般b取5，y为企业当天之前的光强量采集天数，一般y取5；在当天之前m天内有下雨天r天，则该下雨天的噪音分贝累加量ｆ不参加生产特征数据Ｔ的计算，此时的当天之前m天数往前顺延r天的非下雨天。
S3：根据历史对比数据库记载的节点数据变化趋势，对当前采集到的环境排放数据和生产数据进行判断是否有数据造假行为。具体过程为：根据当前生产特征数据Ｔ，在历史对比数据库中计算当前生产特征数据Ｔ相对应的预测环境排放物数据；设置若干阶次偏差阈值，如s1、s2和s3，s1、s2和s3为连贯的范围，将偏差阈值与若干级响应措施建立对应关系，s1与累计记录响应措施建立对应关系，s2与报警响应措施建立对应关系，s3与重大事故响应措施建立对应关系，将预测环境排放物数据和实测环境排放物数据的预测差值与偏差阈值进行对比，预测差值落入偏差阈值范围后，启动该偏差阈值所对应的响应措施步骤；若干级响应措施包括累计记录提醒、报警提醒和重大事故提醒，设置累计阈值，可设为3次，在累计记录提醒是累计该类提醒至累计阈值时，累计记录提醒转为报警提醒，报警提醒是将报警传送至企业，重大事故提醒是将提醒数据传送到相关职能部门数据端口。
采集用电量可以真实的反应出企业的生产情况，为避免出现企业通过采用发电机发电的方式来制造虚假数据，所以再采集企业区域噪音和振动，从而检测是否有发电机在工作，为避免企业采用外接输电端口的情况，采集企业房屋室内照明的光强量，从而检测企业的真实生产情况。
通过累加的方式可以抚平某一天的数据误差，从而采集到合理的数据，因为工厂的生产是不可控的，所以采集的数据不能直接真实的反应出工厂的生产情况，需要进行提取其数据变化趋势，避免在某一天的数据发生小的变化时，出现误判的情况。

Claims (7)

1.一种基于环保物联网的环保检测系统，其特征是包括采集数据的采集器、集中控制器和服务器，所述采集器包括直接采集器、间接采集器和用于采集企业生产数据的校准采集器，所述直接采集器设置在环保设备上，采集环保设备的运行数据和状态数据，直接采集器的信号输出端连接集中控制器信号接收端，所述间接采集器设置在企业监管设备上，读取环保设备的运行数据和状态数据，间接采集设备信号输出端连接集中采集器信号接收端，所述校准采集器包括若干振动采集器、若干光照采集器、若干噪音采集器和电能采集器，振动采集器散布放置在企业地面上，光照采集器放置在企业房屋内，噪音采集器散布放置在企业房屋内和室外，室外放置密度小于室内密度，振动采集器信号输出端连接集中控制器振动信号接收端，光照采集器信号输出端连接集中控制器光照信号接收端，噪音采集器信号输出端连接集中控制器噪音信号接收端，电能采集器信号输出端连接集中控制器电能信号接收端，采集器信号输出端连接集中控制器信号输入端，集中控制器信号传出端连接服务器信号接收端，环保检测系统通过电能采集器采集企业的生产设备每天的耗电总量q，通过噪音采集器采集企业区域噪音分贝累加量f，通过振动采集器采集企业区域每天地面振动幅值累加量z，通过光照采集器采集企业房屋室内照明的光强量g，从环境排放数据和生产数据中提取节点数据建立历史对比数据库，根据历史对比数据库记载的节点数据变化趋势，对当前采集到的环境排放数据和生产数据进行判断是否有数据造假行为。
2.一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，采用权利要求1所述的一种基于环保物联网的环保检测系统，其特征是方法包括以下步骤：
S1：从企业采集生产数据和环境排放数据：通过电能采集器采集企业的生产设备每天的耗电总量q，通过噪音采集器采集企业区域噪音分贝累加量f，通过振动采集器采集企业区域每天地面振动幅度累加量z，通过光照采集器采集企业房屋室内照明的光强量g；
S2：从环境排放数据和生产数据中提取节点数据建立历史对比数据库；
S3：根据历史对比数据库记载的节点数据变化趋势，对当前采集到的环境排放数据和生产数据进行判断是否有数据造假行为。
3.根据权利要求2所述的一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，其特征是步骤S2包括以下步骤：
S21：提取企业生产特征数据T，建立环境排放物数据和生产特征数据T的对应关系，将环境排放物数据和生产特征数据T的对应关系放入历史对比数据库。
4.根据权利要求3所述的一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，其特征是步骤S21包括以下步骤：
S211：为耗电量q匹配系数λ1，为分贝量f匹配系数λ2，为振动量z匹配系数λ3，为光强量g匹配系数λ4；
S212：根据耗电量q、分贝量f、振动量z和光强量g计算生产特征数据T。
5.根据权利要求4所述的一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，其特征是步骤S212具体过程为：生产特征数据T计算公式为：
Figure FDA0002994119820000021
式中：i表示累加的天数，i＝1表示当天，n为企业当天之前的用电天数，n取1，m为企业当天之前的噪音分贝量采集天数，b为企业当天之前的振动量采集天数，y为企业当天之前的光强量采集天数。
6.根据权利要求5所述的一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，其特征是在当天之前m天内有下雨天r天，则该下雨天的噪音分贝累加量f不参加生产特征数据T的计算，此时的当天之前m天数往前顺延r天的非下雨天。
7.根据权利要求2所述的一种基于环保物联网的环保检测系统工作方法，其特征是步骤S3具体过程为：根据当前生产特征数据T，在历史对比数据库中计算当前生产特征数据T相对应的预测环境排放物数据；设置若干阶次偏差阈值，将偏差阈值与若干级响应措施建立对应关系，将预测环境排放物数据和实测环境排放物数据的预测差值与偏差阈值进行对比，预测差值落入偏差阈值范围后，启动该偏差阈值所对应的响应措施步骤；若干级响应措施包括累计记录提醒、报警提醒和重大事故提醒，设置累计阈值，在累计记录提醒是累计该类提醒至累计阈值时，累计记录提醒转为报警提醒，报警提醒是将报警传送至企业，重大事故提醒是将提醒数据传送到相关职能部门数据端口。
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