CN113607489A - 一种环境监测专用取样检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种环境监测专用取样检测系统，包括主控模块，主控模块连接有空气采样模块、温湿度采样模块、水质采样模块和土壤采样模块，将其采集的当前所在环境下的空气质量、温湿度、水质和土壤质量进行汇总并做数据处理，主控模块上还连接有用于进行定位的GPS定位模块，GPS定位模块根据主控模块将采集的各项数据传输至云端进行查看。本发明可以根据需要监测环境因素的不同来确定具体的工作环境，若监测数据量小或取样少，则设置在室内或城市中，反之，则可放置在野外，适用环境广泛，可对空气中颗粒物进行取样来实现对空气质量的监测，对土壤和野外水源取样，实现野外环境各项因素的监测，并可同步进行取样监测，快速便捷，提高了监测的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，尤其是一种环境监测专用取样检测系统。
背景技术
随着国民经济的快速发展，我国面临的环境问题也日趋严重，作为环保工作的基础，环境监测对整个环保体系起着至关重要的作用，环境监测，尤其是户外环境监测，成为必不可少的一个课题，环境监测，包括对室外当前环境内所有因素的监测，监测的方式包括在线监测，也有取样后的送往实验室进行检测的方式，由于环境监测任务中存在的信息种类繁多，信息量过大，目前的监测系统，基本集中在中低档的器件，无法适应环境监测工作快速发展的需要，虽然也有部分产品在仪器智能化、自动称重等方面取得突破，但其主要是应用在实时监测过程中，以小流量为主，其采集的样品数量对于开展因素物理化分析明显不足，通常仅能进行简单的任务分配，并且以简单的存储方式进行管理，无法有效的分配各个不同因素的监测任务，也无法对环境监测采样数据进行高效分析和处理，由于采样任务、分析任务未能实现分离，所以在采样、分析过程中可能会出现人为错误，影响环境监测的准确性，而且现在没有在野外对全环境因素进行取样实时监测的系统，仅局限于对野外空气的监测，对于如风力、温湿度、大气压等同步数据的监测系统并没有建立，且现有的取样方式较为繁琐，工作效率低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在野外对全环境各项因素进行取样并实时监测的数据处理系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种环境监测专用取样检测系统，包括：
空气采样模块，用于通过检测空气中颗粒物含量来对空气做出质量判断；
温湿度采样模块，用于采集当前环境下的环境温度和湿度数值；
水质采样模块，用于检测水质的污染状况；
土壤采样模块，用于对土壤质量进行监测；
主控模块，所述主控模块连接空气采样模块、温湿度采样模块、水质采样模块和土壤采样模块，将采集的当前所在环境下的空气质量、温湿度、水质和土壤质量进行汇总并做数据处理；
GPS定位模块，连接所述主控模块，用于进行定位，并根据主控模块将采集的各项数据传输至云端进行查看；
所述主控模块包括用于控制和读写存储所有采集数据的后台数据库的访问控制模块，以及用于接收现场采样模块采集的各种监测数据实现采样监控管理的环境采样监控模块，所述访问控制模块的数据传输端连接有后台数据库，所述访问控制模块的另一数据传输端连接所述环境采样监控模块，用于调取后台数据库中的数据信息并将采集的数据进行储存。
优选的，所述空气采样模块包括设置于监测点的细颗粒物采样装置，所述细颗粒物采样装置包括细颗粒物切割器、自动称重装置、采样风机和压力检测单元，所述压力检测单元用于实时检测空气采样模块内的静压力，所述压力检测单元连接所述主控模块，所述采样风机的控制端连接所述主控模块的信号输出端，所述主控模块根据实际采样流量控制采样风机的转速，实现稳定的采样流量，所述细颗粒物切割器对采样的细颗粒物进行切割分级后输出至所述自动称重装置，所述自动称重装置的信号输出端连接所述主控模块，用于将称重检测到的细颗粒物浓度发送至所述主控模块。
优选的，所述主控模块上还连接有大气压力检测模块，所述大气压力检测模块位于所述自动称重模块的进风口处，所述主控模块根据周围环境参数，对细颗粒物的形成、流动状况进行分析，实现细颗粒物污染的溯源。
优选的，所述水质采样模块包括前端检测的TDS检测机构，所述TDS检测机构的数据传输端连接有采样任务分配模块，所述采样任务分配模块连接所述主控模块，所述主控模块通过给采样任务分配模块分配任务指令，使TDS检测机构对分配任务的水中分子进行检测，并由所述TDS检测机构直接将检测数据传输至所述主控模块中。
优选的，所述主控模块的数据输出端连接有环境监测数据信息生成模块，用于根据所述主控模块处理的采样数据进行分析，生成环境监测数据信息。
优选的，所述环境监测数据信息生成模块的数据传输端连接有通信模块，用于将所述环境监测数据信息生成模块的环境监测数据信息传输至云端服务器，用户通过云端服务器下载环境监测数据信息或上传环境监测指令。
优选的，所述土壤采样模块包括土壤信息检测机构，所述土壤信息检测机构连接有间距调整模块，所述间距调整模块连接所述主控模块，所述间距调整模块比较当前土壤的栅格位置和前一个栅格位置之间的距离，与间距调整模块的内设阈值范围相比，若前者大，则减小下一栅格位置与当前栅格位置之间的距离，若后者大，则增大下一栅格位置与当前栅格位置之间的距离。
优选的，所述主控模块连接有新能源供电模块，所述新能源供电模块包括太阳能发电板、风力发电扇叶，通过所述新能源供电模块对主控模块及其他用电机构进行供电。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明可以根据需要监测环境因素的不同来确定具体的工作环境，若监测的数据量小或取样少，则设置在室内或城市中，反之，则可放置在野外，适用环境广泛，可对空气中颗粒物进行取样来实现对空气质量的监测，对土壤和野外水源取样，实现野外环境各项因素的监测，并可同步进行取样监测，快速便捷，提高了监测的工作效率。
2、本发明监测系统的各个采集前端将收集的数据信息传输至主控模块中进行处理分析，主控模块中内设有后台数据库，可根据不同环境因素的监测任务通过访问控制模块来调取后台数据库中的存储数据并和输入的数据进行比对，来判定环境各项因素的质量范围，取样采集、分析处理的全程均为主控模块来实现，环境监测的准确性得到提高。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
如图1所示，本发明所述的一种环境监测专用取样检测系统，包括主控模块，主控模块连接有空气采样模块、温湿度采样模块、水质采样模块和土壤采样模块，将其采集的当前所在环境下的空气质量、温湿度、水质和土壤质量进行汇总并做数据处理，空气采样模块用于通过检测空气中颗粒物含量来对空气做出质量判断，温湿度采样模块用于采集当前环境下的环境温度和湿度数值，水质采样模块用于检测水质的污染状况，土壤采样模块用于对土壤质量进行监测，主控模块上还连接有用于进行定位的GPS定位模块，GPS定位模块根据主控模块将采集的各项数据传输至云端进行查看，主控模块的数据输出端连接有环境监测数据信息生成模块，用于根据主控模块处理的采样数据进行分析，生成环境监测数据信息，并传输至云端，供用户下载管理，环境监测数据信息生成模块的数据传输端连接有通信模块，用于将环境监测数据信息生成模块的环境监测数据信息传输至云端服务器，用户通过云端服务器下载环境监测数据信息或上传环境监测指令，供电方面，由于本系统大多应用于野外环境，而野外环境下，电源供电又较为复杂，故，主控模块连接有新能源供电模块，新能源供电模块包括太阳能发电板、风力发电扇叶，通过新能源供电模块对主控模块及其他用电机构进行供电，可以通过太阳能、水能、风能等新能源进行电能转换，取用方便，且对野外环境不会造成污染。
进一步，如图1所示，主控模块包括用于控制和读写存储所有采集数据的后台数据库的访问控制模块，以及用于接收现场采样模块采集的各种监测数据实现采样监控管理的环境采样监控模块，访问控制模块的数据传输端连接有后台数据库，访问控制模块的另一数据传输端连接环境采样监控模块，用于调取后台数据库中的数据信息并将采集的数据进行储存。
自动称重是进行空气质量定量分析的关键，目前较常采用的是振荡天平法，又称TEOM法(TaperedElementOscillatingMicrobalance)，是在圆锥的顶端设置称量元件，下部固定，并在顶端装有滤膜卡盒，使称量元件发生振动，滤膜卡盒以同样的振动频率也发生振动，当保持一定流量的空气试样导入称量元件部位，空气中的颗粒物被卡盒上的滤膜捕集。捕集的颗粒物成为称量元件的负荷从而振动频率的衰减与颗粒物的捕集量存在一定的关系，通过测定振动频率来计算出颗粒物的质量浓度。但是目前的称重方法都是应用在小流量的采样监测设备中，在中流量以上的采样设备中至今未见在线称重技术的应用，故，在本系统中，采用中流量之上的采样设备对空气质量进行监测，以下是详细描述：
本监测系统的空气采样模块包括设置于监测点的细颗粒物采样装置，细颗粒物采样装置包括细颗粒物切割器、自动称重装置、采样风机和压力检测单元，压力检测单元用于实时检测空气采样模块内的静压力，压力检测单元连接主控模块，采样风机的控制端连接主控模块的信号输出端，主控模块根据实际采样流量控制采样风机的转速，实现稳定的采样流量，细颗粒物切割器对采样的细颗粒物进行切割分级后输出至自动称重装置，自动称重装置的信号输出端连接主控模块，用于将称重检测到的细颗粒物浓度发送至主控模块。
水质采样模块包括前端检测的TDS检测机构，TDS检测机构的数据传输端连接有采样任务分配模块，采样任务分配模块连接主控模块，主控模块通过给采样任务分配模块分配任务指令，使TDS检测机构对分配任务的水中分子进行检测，并由TDS检测机构直接将检测数据传输至主控模块中。
土壤采样模块包括土壤信息检测机构，土壤信息检测机构连接有间距调整模块，间距调整模块连接主控模块，间距调整模块比较当前土壤的栅格位置和前一个栅格位置之间的距离，与间距调整模块的内设阈值范围相比，若前者大，则减小下一栅格位置与当前栅格位置之间的距离，若后者大，则增大下一栅格位置与当前栅格位置之间的距离。
此外，主控模块上还连接有大气压力检测模块，大气压力检测模块位于自动称重模块的进风口处，主控模块根据周围环境参数，对细颗粒物的形成、流动状况进行分析，得出形成的细颗粒物的具体分析信息，实现细颗粒物污染的溯源。
具体实施时，监测系统的各个采集前端将收集的数据信息传输至主控模块中进行处理分析，主控模块中内设有后台数据库，可根据不同环境因素的监测任务通过访问控制模块来调取后台数据库中的存储数据并和输入的数据进行比对，来判定环境各项因素的质量范围，取样采集、分析处理的全程均为主控模块来实现，避免了因人为监测处理而造成监测不准确的问题发生。
本发明可以根据需要监测环境因素的不同来确定具体的工作环境，若监测的数据量小或取样少，则设置在室内或城市中，反之，则可放置在野外，适用环境广泛，可对空气中颗粒物进行取样来实现对空气质量的监测，对土壤和野外水源取样，实现野外环境各项因素的监测，并可同步进行取样监测，快速便捷，提高了监测的工作效率。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：包括：
空气采样模块，用于通过检测空气中颗粒物含量来对空气做出质量判断；
温湿度采样模块，用于采集当前环境下的环境温度和湿度数值；
水质采样模块，用于检测水质的污染状况；
土壤采样模块，用于对土壤质量进行监测；
主控模块，所述主控模块连接空气采样模块、温湿度采样模块、水质采样模块和土壤采样模块，将采集的当前所在环境下的空气质量、温湿度、水质和土壤质量进行汇总并做数据处理；
GPS定位模块，连接所述主控模块，用于进行定位，并根据主控模块将采集的各项数据传输至云端进行查看；
所述主控模块包括用于控制和读写存储所有采集数据的后台数据库的访问控制模块，以及用于接收现场采样模块采集的各种监测数据实现采样监控管理的环境采样监控模块，所述访问控制模块的数据传输端连接有后台数据库，所述访问控制模块的另一数据传输端连接所述环境采样监控模块，用于调取后台数据库中的数据信息并将采集的数据进行储存。
2.根据权利要求1所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述空气采样模块包括设置于监测点的细颗粒物采样装置，所述细颗粒物采样装置包括细颗粒物切割器、自动称重装置、采样风机和压力检测单元，所述压力检测单元用于实时检测空气采样模块内的静压力，所述压力检测单元连接所述主控模块，所述采样风机的控制端连接所述主控模块的信号输出端，所述主控模块根据实际采样流量控制采样风机的转速，实现稳定的采样流量，所述细颗粒物切割器对采样的细颗粒物进行切割分级后输出至所述自动称重装置，所述自动称重装置的信号输出端连接所述主控模块，用于将称重检测到的细颗粒物浓度发送至所述主控模块。
3.根据权利要求2所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述主控模块上还连接有大气压力检测模块，所述大气压力检测模块位于所述自动称重模块的进风口处，所述主控模块根据周围环境参数，对细颗粒物的形成、流动状况进行分析，实现细颗粒物污染的溯源。
4.根据权利要求1所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述水质采样模块包括前端检测的TDS检测机构，所述TDS检测机构的数据传输端连接有采样任务分配模块，所述采样任务分配模块连接所述主控模块，所述主控模块通过给采样任务分配模块分配任务指令，使TDS检测机构对分配任务的水中分子进行检测，并由所述TDS检测机构直接将检测数据传输至所述主控模块中。
5.根据权利要求1所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述主控模块的数据输出端连接有环境监测数据信息生成模块，用于根据所述主控模块处理的采样数据进行分析，生成环境监测数据信息。
6.根据权利要求5所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述环境监测数据信息生成模块的数据传输端连接有通信模块，用于将所述环境监测数据信息生成模块的环境监测数据信息传输至云端服务器，用户通过云端服务器下载环境监测数据信息或上传环境监测指令。
7.根据权利要求1所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述土壤采样模块包括土壤信息检测机构，所述土壤信息检测机构连接有间距调整模块，所述间距调整模块连接所述主控模块，所述间距调整模块比较当前土壤的栅格位置和前一个栅格位置之间的距离，与间距调整模块的内设阈值范围相比，若前者大，则减小下一栅格位置与当前栅格位置之间的距离，若后者大，则增大下一栅格位置与当前栅格位置之间的距离。
8.根据权利要求1所述的一种环境监测专用取样检测系统，其特征在于：所述主控模块连接有新能源供电模块，所述新能源供电模块包括太阳能发电板、风力发电扇叶，通过所述新能源供电模块对主控模块及其他用电机构进行供电。
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Cited By (3)
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| CN114518143A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-20 | 简智科技(海宁)有限公司 | 一种智能环境感知系统 |
| CN115900834A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-04 | 南方科技大学台州研究院 | 一种海陆空一体的集成监测系统 |
| CN117147790A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-01 | 深圳市瑞健医信科技有限公司 | 一种智能水质在线监测设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211105 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |