CN112649031B - 一种智慧园区环境监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智慧园区环境监测系统，包括设置在园区内的导轨和通过驱动模块滑动设置在导轨上的移动监测平台，导轨包括平行设置的第一导轨和第二导轨，第一导轨和第二导轨之间设置有水采集机构，移动监测平台的底座下端设置有可与水采集机构连通的水检测机构，导轨一侧设置有与水采集机构连通的喷水机构，移动监测平台上设置环境检测模块和主控模块，环境检测模块、驱动模块、水检测机构、水采集机构和喷水机构均与主控模块电连接。本发明通过移动监测平台和导轨动态监测园区的环境因素，从而可以实现不同地点的检测，具有较好的灵活度，且能给根据环境因素控制喷水机构自动进行针对性处理，以此避免影响园区工作人员和周边居民的身体健康。

Description

一种智慧园区环境监测系统和方法

技术领域

本发明涉及智慧环保和物联网技术领域，具体而言，涉及一种智慧园区环境监测系统和方法。

背景技术

环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证，了解环境水平，进行环境监测，是开展一切环境工作的前提。然而现有的园区环境监测系统往往是分布式布置在园区内多个位置进行对应位置的环境因素监测，灵活度较差。因此，为解决以上问题，需要一种智慧园区环境监测系统和方法，其能够进行移动，从而可以实现不同地点的检测，具有较好的灵活度，能够动态监测园区的环境因素，并进行对应处理，以此避免影响园区工作人员和周边居民的身体健康。

申请内容

本发明旨在解决现有技术中环境监测灵活度较差的问题，提供一种能够进行移动，可以实现不同地点的检测，具有较好的灵活度的智慧园区环境监测系统以及环境监测方法。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种智慧园区环境监测系统，包括设置在园区内的导轨和通过驱动模块滑动设置在导轨上的移动监测平台，

所述导轨包括平行设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨之间设置有水采集机构，所述移动监测平台的底座下端设置有可与水采集机构连通的水检测机构，所述导轨一侧设置有与水采集机构连通的喷水机构，

所述移动监测平台上设置环境检测模块和主控模块，所述环境检测模块、驱动模块、水检测机构、水采集机构和喷水机构均与主控模块电连接。

根据一种优选实施方式，所述水采集机构包括若干延伸至地下不同深度的监测井以及与所述监测井匹配的一监测井装置，所述监测井装置的上端连接有监测井的出水端，

所述水检测机构的下端对应监测井的出水端设置有与其匹配的电动伸缩套管，所述电动伸缩套管用于在所述主控模块的控制下与出水端连通。

根据一种优选实施方式，所述环境检测模块包括噪声传感器、风速传感器、风向传感器、辐射传感器、温湿度传感器、颗粒物传感器和图像采集装置。

根据一种优选实施方式，所述底座上端设置有支架底座，所述支架底座上端设置有支架主体，

所述支架主体从下至上包括第一支架和第二支架，所述第一支架上端设置有第一固定板，所述第二支架下端设置有举升板和调节杆，所述调节杆延伸至所述第一支架内并与第一支架内壁滑动连接；

所述支架底座内设置有伸缩电机，所述伸缩电机与主控模块电连接，所述伸缩电机的伸缩杆贯穿所述第一固定板并与所述举升板固定连接。

根据一种优选实施方式，所述第二支架上端设置有第二固定板，所述第二固定板上端通过步进电机连接有第三支架，所述步进电机与主控模块电连接；

所述噪声传感器、风速传感器、风向传感器、辐射传感器、温湿度传感器、颗粒物传感器和图像采集装置均设置在第三支架上。

根据一种优选实施方式，所述第三支架上还设置有太阳能板、逆变器和蓄电池，所述太阳能板与蓄电池电连接，所述蓄电池与逆变器电连接，所述逆变器与主控模块电连接。

根据一种优选实施方式，所述底座一侧还设置有地表水采集机构，所述地表水采集机构包括驱动电机、驱动机构和采集管，所述驱动电机与主控模块电连接，所述驱动机构与驱动电机的输出端连接，所述驱动机构与采集管连接；

所述底座内设置有样本储存仓，所述采集管和水采集机构均与所述样本储存仓连通。

根据一种优选实施方式，所述第三支架的上端设置有避雷模块。

根据一种优选实施方式，所述主控模块内设置有无线通信模块，所述移动监测平台通过无线通信模块与终端平台相连。

本发明还提供一种智慧园区环境监测方法，包括如下步骤：

S1.根据园区现场布置导轨和水采集机构，对水采集机构和其余检测点进行定位编号；

S2.通过终端平台控制移动监测平台在导轨上进行巡检；

S3.移动监测平台在主控模块的控制下移动至水采集机构上方，通过控制水采集机构和水检测机构进行连接，获取地下水水质信息；

S4.通过环境检测模块获取空气中的环境因素，若检测到空气中颗粒物超标和/或温度过高，主控模块控制喷水机构工作预设时长后自动关闭，预设时长由环境因素程度决定。

S5.移动监测平台移动至下一检测点或水采集机构。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本发明公开的一种智慧园区环境监测系统和方法，能够通过移动监测平台和导轨动态监测园区的环境因素，从而可以实现不同地点的检测，具有较好的灵活度，且能给根据环境因素控制喷水机构自动进行针对性处理，以此避免影响园区工作人员和周边居民的身体健康。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的智慧园区环境监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的地表水采集机构的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的智慧园区环境监测方法的原理框图；

图标：1-导轨，2-移动监测平台，3-监测井，301-监测井装置，302-出水端，4-电动伸缩套管，5-喷水机构，6-环境检测模块，601-风速传感器，602-风向传感器，603-辐射传感器，604-温湿度传感器，605-图像采集装置，7-主控模块，8-底座，9-支架底座，10-支架主体，1001-第一支架，1002-第二支架，1003-第三支架，1004-第一固定板，1005-举升板，1006-调节杆,1007-伸缩杆，1008-第二固定板，11-太阳能板，12-逆变器，13-地表水采集机构,1301-驱动电机，1302-驱动机构，1304-采集管，14-避雷模块，15-土壤检测机构，16-步进电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参阅图1至图3所示，本实施例提供一种智慧园区环境监测系统，包括设置在园区内的导轨1和通过驱动模块滑动设置在导轨1上的移动监测平台2；可以理解的是，导轨1除布置在室外还可以在室内布置，以实现对园区室内外环境因素进行全方位检测；

具体的，在本实施例中，导轨1包括平行设置的第一导轨和第二导轨，第一导轨和第二导轨之间设置有水采集机构，移动监测平台2的底座8下端设置有可与水采集机构连通的水检测机构；可以理解的是，在本实施例中将水采集机构设置在第一导轨和第二导轨之间是为了更好的与水检测机构进行配合，水采集机构还可以设置在其他位置，例如第一导轨一侧或第二导轨一侧，水检测机构对应水采集机构设置，以实现地下水的水质数据采集以及样本采集；进一步的，通过本实施例的上述设置，移动监测平台2通过导轨1移动至水采集机构上方，通过控制水检测机构经水采集机构获取地下水样本，以此实现园区地下水环境因素的检测。

进一步的，导轨1一侧设置有与水采集机构连通的喷水机构5，移动监测平台2上设置环境检测模块6和主控模块7，环境检测模块6、驱动模块、水检测机构、水采集机构和喷水机构5均与主控模块7电连接；具体的，环境检测模块6包括噪声传感器、风速传感器601、风向传感器602、辐射传感器603、温湿度传感器604、颗粒物传感器和图像采集装置605。具体的，在本实施例中，通过环境检测模块6对园区的环境例如空气颗粒物、温度等进行检测，当环境检测模块6获取的空气颗粒物、温度等数据超过阈值时，主控模块7向喷水机构5发送控制指令，控制水采集机构和水检测机构之间接通的阀门关闭，完成地下水样本的采集；控制水采集机构和喷水机构5之间的阀门打开，地下水通过喷水机构5喷出以此实现环境整治。进一步的，主控模块7控制喷水机构5工作预设时长后自动关闭，预设时长由环境因素程度决定。

具体的，水采集机构包括若干延伸至地下不同深度的监测井3以及与监测井3匹配的一监测井装置301；进一步的，为了避免从监测井3中获取的地下水对监测井装置301、喷水机构5或水检测装置造成堵塞等情况，监测井3的进水端或监测井3内部设置有过滤机构。

进一步的，监测井3装置的上端连接有监测井3的出水端302，水检测机构的下端对应监测井3的出水端302设置有与其匹配的电动伸缩套管4；通过本实施例的上述设置，主控模块7向水检测机构发送检测指令，水检测机构通过设置的电机带动电动伸缩套管4向下伸缩，使得电动伸缩套管4与监测井3的出水端302连接并连通，地下水经电动伸缩套管4输送至水检测机构，完成地下水样本的采集。

具体的，底座8上端设置有支架底座9，支架底座9上端设置有支架主体10，为了实现支架主体10实现上下伸缩，采集不同高度的环境因素，进一步的，支架主体10从下至上包括第一支架1001和第二支架1002，第一支架1001上端设置有第一固定板1004，第二支架1002下端设置有举升板1005和调节杆1006，调节杆1006延伸至第一支架1001内并与第一支架1001内壁滑动连接；进一步的，支架底座98内设置有伸缩电机，伸缩电机与主控模块7电连接，伸缩电机的伸缩杆1007贯穿第一固定板1004并与举升板1005固定连接。通过本实施例的上述设置，当移动监测平台2需要检测不同高度的环境因素时，主控模块7发送控制信号至伸缩电机，伸缩电机带动伸缩杆1007沿竖直方向上进行伸缩，因伸缩杆1007贯穿第一固定板1004并与举升板1005固定连接，伸缩杆1007能够带动举升板1005第二支架1002向竖直向上进行举升，以此设置在第二支架1002上和设置在第二支架1002上方的部件能够采集到不同高度的环境因素。

具体的，第二支架1002上端设置有第二固定板1008，第二固定板1008上端通过步进电机16连接有第三支架1003，步进电机16与主控模块7电连接；噪声传感器、风速传感器601、风向传感器602、辐射传感器603、温湿度传感器604、颗粒物传感器和图像采集装置605均设置在第三支架1003上。通过本实施例的上述设置，当移动监测平台2需要检测不同方向的环境因素时，主控模块7控制步进电机16并通过步进电机16的输出端带动第三支架1003相对第二支架1002进行旋转，以此能够调整设置在第三支架1003上的噪声传感器、风速传感器601、风向传感器602、辐射传感器603、温湿度传感器604、颗粒物传感器和图像采集装置605的朝向，提升环境因素的检测效果。

具体的，第三支架1003上还设置有太阳能板11、逆变器12和蓄电池，太阳能板11与蓄电池电连接，蓄电池与逆变器12电连接，逆变器12与主控模块7电连接，以使能够通过主控模块7对移动监测平台2的整体供电进行集中控制，移动监测平台2通过自发电装置，以此能够减少能源损耗。进一步的，移动监测平台2优选为无线充电，园区内布置一无线充电区域，移动监测平台2通过导轨1移动至该区域即可进行充电。

参阅图2所示，具体的，底座8一侧还设置有地表水采集机构，地表水采集机构包括驱动电机1301、驱动机构1302和采集管1304，驱动电机1301与主控模块7电连接，驱动机构1302与驱动电机1301的输出端连接，驱动机构1302与采集管1304连接；底座8内设置有样本储存仓，采集管1304和水采集机构均与样本储存仓连通。通过本实施例的上述设置，当移动监测平台2需要对地表水进行采集时，主控模块7控制驱动电机1301驱动驱动机构1302带动采集管1304进行采集角度的调整；在本实施例中，根据园区的布局将导轨1某一段设置在湖泊、工业废水沟或污水沟等处，采集管1304在驱动机构1302的带动下能够伸至湖泊、工业废水沟或污水沟等处进行水采集，获取的样本通过样本储存仓进行存储；进一步的，本实施例的样本储存仓设置有地下水存储仓和地表水存储仓，且地下水存储仓和地表水存储仓均设置有多个样本仓体，水采集机构和地表水采集机构输送而来的样本能够分别存储至不同的样本仓体内，以此能够对样本进行区分存储，避免样本之间发生混杂现象。具体的，将样本分别存储至不同的样本仓体内可以通过控制水采集机构和地表水采集机构与样本仓体之间的输送管实现将不同的样本输送至样本仓体内，在此不做过多赘述。

具体的，第三支架1003的上端设置有避雷模块14，通过避雷模块14能够避免当移动监测平台2身处室外时遭受雷电侵袭，保证移动监测平台2能够在多种环境条件下安全运作。

具体的，主控模块7内设置有无线通信模块，移动监测平台2通过无线通信模块与终端平台相连；进一步的，在本实施例中，水采集机构及其余采集点均预设有对应定位信息的编号，以此终端平台接收到移动监测平台2在水采集机构及其余采集点采集到的环境因素能够包含环境因素采集的具体位置信息；进一步的，在本实施例中，当园区内某一区域停工时，终端平台即可控制移动监测平台2绕开停工区域进行环境监测，避免资源浪费。

进一步的，导轨1下方还设置有土壤检测机构15，土壤检测机构15与移动监测平台2无线通信连接，用于采集土壤环境因素并发送至移动监测平台2。

参阅图3所示，本实施例提供一种智慧园区环境监测方法，采用了如上述的智慧园区环境监测系统，包括如下步骤：

S1.根据园区现场布置导轨1和水采集机构，对水采集机构和其余检测点进行定位编号；

S2.通过终端平台控制移动监测平台2在导轨1上进行巡检；

S3.移动监测平台2在主控模块7的控制下移动至水采集机构上方，通过控制水采集机构和水检测机构进行连接，获取地下水水质信息；

S4.通过环境检测模块6获取空气中的环境因素，若检测到空气中颗粒物超标和/或温度过高，主控模块7控制喷水机构5工作预设时长后自动关闭，预设时长由环境因素程度决定。

S5.移动监测平台2移动至下一检测点或水采集机构。本实施例通过上述智慧园区环境监测方法能够对园区环境因素进行动态监测，灵活度高，且针对环境检测模块6获取的空气颗粒物、温度等数据超过阈值等现象，能够通过控制喷水机构5进行处理，避免影响园区现场工作人员和周边居民的身体健康。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种智慧园区环境监测系统，其特征在于，包括设置在园区内的导轨(1)和通过驱动模块滑动设置在导轨(1)上的移动监测平台(2)，

所述导轨(1)包括平行设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨之间设置有水采集机构，所述移动监测平台(2)的底座(8)下端设置有可与水采集机构连通的水检测机构，所述导轨(1)一侧设置有与水采集机构连通的喷水机构(5)，

所述移动监测平台(2)上设置环境检测模块(6)和主控模块(7)，所述环境检测模块(6)、驱动模块、水检测机构、水采集机构和喷水机构(5)均与主控模块(7)电连接，当环境检测模块(6)获取的空气颗粒物和/或温度数据超过阈值时，主控模块(7)向喷水机构(5)发送控制指令，控制水采集机构和水检测机构之间接通的阀门关闭以完成地下水样本的采集，以及控制水采集机构和喷水机构之间的阀门打开以供地下水喷出；

所述水采集机构包括若干延伸至地下不同深度的监测井(3)以及与所述监测井(3)匹配的一监测井装置(301)，所述监测井装置(301)的上端连接有监测井(3)的出水端(302)，

所述水检测机构的下端对应监测井(3)的出水端(302)设置有与其匹配的电动伸缩套管(4)，当水检测机构接收到主控模块(7)发送的检测指令时，所述电动伸缩套管(4)通过向下伸缩与出水端(302)连通。

2.如权利要求1所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述环境检测模块(6)包括噪声传感器、风速传感器(601)、风向传感器(602)、辐射传感器(603)、温湿度传感器(604)、颗粒物传感器和图像采集装置(605)。

3.如权利要求2所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述底座(8)上端设置有支架底座(9)，所述支架底座(9)上端设置有支架主体(10)，

所述支架主体(10)从下至上包括第一支架(1001)和第二支架(1002)，所述第一支架(1001)上端设置有第一固定板(1004)，所述第二支架(1002)下端设置有举升板(1005)和调节杆(1006)，所述调节杆(1006)延伸至所述第一支架(1001)内并与第一支架(1001)内壁滑动连接；

所述支架底座(9)内设置有伸缩电机，所述伸缩电机与主控模块(7)电连接，所述伸缩电机的伸缩杆(1007)贯穿所述第一固定板(1004)并与所述举升板(1005)固定连接。

4.如权利要求3所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述第二支架(1002)上端设置有第二固定板(1008)，所述第二固定板(1008)上端通过步进电机(16)连接有第三支架(1003)，所述步进电机(16)与主控模块(7)电连接；

所述噪声传感器、风速传感器(601)、风向传感器(602)、辐射传感器(603)、温湿度传感器(604)、颗粒物传感器和图像采集装置(605)均设置在第三支架(1003)上。

5.如权利要求4所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述第三支架(1003)上还设置有太阳能板(11)、逆变器(12)和蓄电池，所述太阳能板(11)与蓄电池电连接，所述蓄电池与逆变器(12)电连接，所述逆变器(12)与主控模块(7)电连接。

6.如权利要求1所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述底座(8)一侧还设置有地表水采集机构(13)，所述地表水采集机构(13)包括驱动电机(1301)、驱动机构(1302)和采集管(1304)，所述驱动电机(1301)与主控模块(7)电连接，所述驱动机构(1302)与驱动电机(1301)的输出端连接，所述驱动机构(1302)与采集管(1304)连接；

所述底座(8)内设置有样本储存仓，所述采集管(1304)和水采集机构均与所述样本储存仓连通。

7.如权利要求4所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述第三支架(1003)的上端设置有避雷模块(14)。

8.如权利要求1所述的智慧园区环境监测系统，其特征在于，所述主控模块(7)内设置有无线通信模块，所述移动监测平台(2)通过无线通信模块与终端平台相连。

9.一种基于权利要求1所述智慧园区环境监测系统的智慧园区环境监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.根据园区现场布置导轨(1)和水采集机构，对水采集机构和其余检测点进行定位编号；

S2.通过终端平台控制移动监测平台(2)在导轨(1)上进行巡检；

S3.移动监测平台(2)在主控模块(7)的控制下移动至水采集机构上方，通过控制水采集机构和水检测机构进行连接，获取地下水水质信息；

S4.通过环境检测模块(6)获取空气中的环境因素，若检测到空气中颗粒物超标和/或温度过高，主控模块(7)控制喷水机构(5)工作预设时长后自动关闭，预设时长由环境因素程度决定；

S5.移动监测平台(2)移动至下一检测点或水采集机构。

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