CN114414741A - 一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备和方法，其中所述应用于建筑工程施工现场的环境监测方法包括：定位噪音声源的位置；控制环境监测飞行器飞往噪音声源进行空气质量监测；当监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警。有益效果：本发明的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备能够主动监测工地施工噪音并对噪音声源进行定位，继而控制环境监测飞行器飞往噪音声源进行空气质量监测，并实时传回监测数据，一旦空气质量不合格，可及时控制报警器报警提醒控制中心相关负责人处理，杜绝人为干扰因素，而且流动监测可覆盖整个施工现场，监测面积大，监测数据真实可靠。

Description

一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备和方法

技术领域

本发明涉及建筑施工环境监测领域，特别涉及一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备和方法。

背景技术

随着社会经济的发展，环保越来越被国家所重视，目前在建的施工工地上大部分都安装有环境监测设备，以便环保监察部门能够实时掌握该工地的施工环境。

然而，目前常用的环境监测设备基本上都是固定安装在一处，只能监测该设备及其附近的空气环境质量，监测范围较小，即便增设多个监测设备，也不能确保对整个施工工地进行全面、无死角的监测，而且增设监测设备成本较高，容易干扰施工作业正常进行，同时监测设备很容易受到人为干扰而监测失真。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备和方法，以解决上述背景技术中提到的现有技术中固定式环境监测设备监测面积小，监测数据容易受到人为干扰失真的问题。

为解决上述问题，本发明提出了一种应用于建筑工程施工现场的环境监测方法，包括：

定位噪音声源的位置；

控制环境监测飞行器飞往噪音声源进行空气质量监测；

当监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警。

在一实施例中，所述应用于建筑工程施工现场的环境监测方法还包括：

空气质量监测完毕后，若无新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器返航；

若有新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器飞往下一个噪音声源进行空气质量监测。

在一实施例中，所述环境监测飞行器还能够对噪音声源进行视频拍摄。

此外，为解决上述问题，本发明还提出了一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，包括声源定位装置、环境监测飞行器和控制中心；

所述声源定位装置用于定位噪音声源的位置并向环境监测飞行器发出前往噪音声源进行空气质量监测的飞行指令；

所述环境监测飞行器用于将监测到的空气质量数据传回控制中心；

所述控制中心用于在监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警。

在一实施例中，所述声源定位装置还用于在空气质量监测完毕后，若无新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器返航；

若有新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器飞往下一个噪音声源进行空气质量监测。

在一实施例中，所述环境监测飞行器还能够对噪音声源进行视频拍摄。

在一实施例中，所述声源定位装置包括多个拾音设备，所述拾音设备包括伸缩杆、设于伸缩杆一端的防护盒以及位于防护盒内的拾音模块，所述防护盒上设有防护网。

在一实施例中，多个拾音设备均匀分布于建筑工程施工现场。

在一实施例中，所述应用于建筑工程施工现场的环境监测设备还包括飞行器存放装置，用于存放环境监测飞行器，所述飞行器存放装置包括：

立柱，其上安装有一对啮合的齿轮和驱动齿轮转动的电机，所述电机受声源定位装置控制；

无线充电器，固设于立柱上方，所述环境监测飞行器可停放在无线充电器上并进行无线充电；及

两个机罩，分别固连一个齿轮，两个机罩在电机的带动下绕齿轮旋转展开或闭合。

在一实施例中，所述飞行器存放装置还包括限位开关，用于在两个机罩展开至预定角度和闭合时控制电机停止转动。

有益效果：本发明的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备能够主动监测工地施工噪音并对噪音声源进行定位，继而控制环境监测飞行器飞往噪音声源进行空气质量监测，并实时传回监测数据，一旦空气质量不合格，可及时控制报警器报警提醒控制中心相关负责人处理，杜绝人为干扰因素，而且流动监测可覆盖整个施工现场，监测面积大，监测数据真实可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明应用于建筑工程施工现场的环境监测设备的使用示意图；

图2是本发明应用于建筑工程施工现场的环境监测设备的结构图；

图3是本发明拾音模块的结构示意图；

图4是本发明拾音设备的结构示意图；

图5是本发明飞行器存放装置的主视图；

图6是本发明飞行器存放装置的俯视图;

图7是本发明飞行器存放装置的内部结构图。

附图标记说明如下：

1、马路；2、施工地块；

3、拾音设备；31、伸缩杆；32、防护盒；33、防护网；34、拾音模块；

4、控制中心；

5、飞行器存放装置；

50、控制器五；51、立柱；52、轮轴；53、齿轮；54、电机；55、连接杆；56、机罩；57、无线充电器；58、限位开关；59、无线接收模块四；

6、压力传感器；7、处理器四。

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的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出了一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，如图2所示，包括声源定位装置、环境监测飞行器和控制中心4；

所述声源定位装置用于定位噪音声源的位置并向环境监测飞行器发出前往噪音声源进行空气质量监测的飞行指令；如图2所示，所述声源定位装置包括多个拾音模块34、无线接收模块一、处理器一、存储器和无线发射模块二，如图3所示，所述拾音模块34包括拾音器、单片机和无线发射模块一，拾音器拾取外部声音信号后传递给单片机处理，然后由无线发射模块一发送至无线接收模块一；

如图1所示，马路1围起来的施工地块2中分布有多个拾音设备3，如图3和图4所示，每个拾音设备3包括伸缩杆31、设于伸缩杆31一端的防护盒32以及位于防护盒32内的拾音模块34，所述防护盒32上设有防护网33，伸缩杆31可竖直固定安装在施工地块2上，以根据实际需要调节拾音模块34的离地高度，便于拾音模块34准确的拾取噪音，防护盒32和防护网33的设计既不影响拾音模块34拾音，又能够保护拾音模块34，免遭外物撞击损坏；

如图2所示多个拾音设备3中的拾音模块34将拾取的声音信号通过无线传输的方式发送给无线接收模块一，经无线接收模块一接收后传递给处理器一，由处理器一进行分析计算，得出噪声声源的位置；所述存储器中存在有施工地块2的地理位置坐标信息，处理器一将得出噪声声源的位置在存储器中查找，如果找到相应位置，说明该噪声声源位于施工地块2内，反之，如果找不到相应位置，则说明该噪声声源位于施工地块2外，不属于本施工地块2内的施工噪音，可以不予考虑。

当噪声声源位于施工地块2内时，处理器一通过无线发射模块二向环境监测飞行器发出前往噪音声源进行空气质量监测的飞行指令，如图2所示，所述环境监测飞行器包括无人机和设于无人机上的无线接收模块二、控制器一、控制器二、空气质量传感器、摄像机、定位器、处理器三和无线发射模块三，无线接收模块二接收到无线发射模块二发出的无线信号后传递给控制器一，由控制器一控制无人机飞往噪音声源，在无人机飞行过程中，定位器实时将无人机的位置信息传递给处理器三，经处理器三处理后由无线发射模块三发往无线接收模块一，继而传递给处理器一，使处理器一实时获取到无人机的方位，以便处理器一能够随时根据噪音声源位置的变化动态调节无人机的飞行轨迹，确保无人机能够准确飞往噪音声源；

待无人机到达噪音声源上空后，处理器一给控制器二发送控制指令，由控制器二控制空气质量传感器监测噪音声源处的空气质量参数，包括空气中的温度、湿度、气压、光照、PM2.5、PM10、TVOC等数值，还有氧气（O2）、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲醛(CH2O)等气体浓度，如图2所示，该指令同样是经无线发射模块二发往无线接收模块二，然后传递给控制器二；

在本实施例中，无人机和噪音声源的高度差通常不超过30米，优选15米，这样的高度差覆盖了绝大多数的建筑施工设备，既可防止无人机撞击施工设备而损坏，又保证了检测数据精准真实有效，当声源定位装置获取到噪音声源的三维坐标信息后，处理器一可计算出无人机到达噪音声源上空的三维坐标，继而给控制器一发送控制指令，由控制器一控制无人机飞往上述坐标位置，当然，于其它实施例中，也可以直接为无人机设定一个安全飞行高度值，由控制器一控制无人机始终按该设定的安全飞行高度值飞行并对噪音声源进行监测；

此外，为了能够及时掌握施工过程中污染环境的证据，为后续处罚提供依据，优选的，所述无人机上还设有摄像机和控制器三，摄像机用于对噪音声源进行摄像，通常的，建筑施工一旦开始作业必定伴随着施工噪音产生，而噪音声源位置往往是污染环境的源头，所以对噪音声源处空气质量进行监测并拍摄视频能够快速精准地发现施工地块2中环境污染的源头，为后续快速有效的解决掉该污染源头提供了有力的支撑；

同样的，待无人机到达噪音声源上空后，处理器一给控制器三发送控制指令，由控制器三控制摄像机开启摄像，如图2所示，该指令同样是经无线发射模块二发往无线接收模块二，然后传递给控制器三；

所述环境监测飞行器用于将监测到的空气质量数据传回控制中心4，如图2所示，空气质量传感器和摄像机获取的数据信息经处理器三处理后由无线发射模块三发送至控制中心4，所述控制中心4用于在监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警，如图2所示，所述控制中心4包括无线接收模块三、处理器二、控制器四、无线发射模块四、显示屏和报警器，所述无线接收模块三接收到无线发射模块三发出的无线信号后传递给处理器二，处理器二对空气质量传感器和摄像机获取的数据信息进行分析处理，如果监测到的空气质量数据不合格，处理器二给控制器四发送控制指令，由控制器四控制报警器报警提醒控制中心4相关负责人及时处理。

在本实施例中，控制中心4既可以设于施工地块2内，如图1所示，也可以设于施工地块2外，比如监察部门办公区。

在本实施例中，所述声源定位装置还用于在空气质量监测完毕后，若无新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器返航；以及若有新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器飞往下一个噪音声源进行空气质量监测；在环境监测飞行器开始飞往某一噪音声源进行空气质量监测和视频拍摄到监测完毕准备返航这一时间段内，如果声源定位装置又陆续监测到施工地块2内出现新的噪音声源，则在该噪音声源监测完毕后，声源定位装置的处理器一给环境监测飞行器的控制器一发送飞往下一个噪音声源进行空气质量监测的指令，然后重复前述监测流程，直至最后一个噪音声源监测完毕后没有新的噪音声源发现，而后，处理器一给环境监测飞行器的控制器一发送返航的控制指令，如果在返航过程中有新的噪音声源发现，则处理器一会及时给环境监测飞行器的控制器一发送飞往噪音声源进行空气质量监测的指令。

在本实施例中，环境监测飞行器在一个噪音声源停留进行空气质量监测和视频拍摄的监测时间可以由处理器一预设，通常情况下，停留监测时间不超过5分钟，以3到4分钟为宜，监测时间太短无法保证监测效果，监测时间太长没有意义，徒劳消耗无人机的续航里程；当环境监测飞行器在一个噪音声源停留监测时间到达后，处理器一给环境监测飞行器的控制器一发送飞往下一个噪音声源进行空气质量监测或返航的指令。

在本实施例中，如图1所示，所述应用于建筑工程施工现场的环境监测设备还包括飞行器存放装置5，用于存放环境监测飞行器，避免环境监测飞行器遭受风吹日晒雨淋而损坏或缩短使用寿命，同时还能够为环境监测飞行器进行充电以及保护环境监测飞行器免遭外物撞击损坏，所述飞行器存放装置5通常设置在施工地块2内或者附近；

如图5-图7所示，所述飞行器存放装置5包括立柱51、无线充电器57、两个机罩56、控制器五50和无线接收模块四59，立柱51竖直固定安装在地面上，所述立柱51上安装有一对啮合的齿轮53和驱动齿轮53转动的电机54，比如图7中立柱51上插接固定有转轴，齿轮53安装在转轴上，所述无线充电器57固设于立柱51上方，所述环境监测飞行器不执飞时可停放在无线充电器57上并进行无线充电；所述两个机罩56分别固连一个齿轮53，比如图7所示，每个机罩56通过连接杆55固定连接一个齿轮53，当电机54启动后，电机54带动齿轮53转动，齿轮53转动带动两个机罩56旋转展开或闭合，在图5-图7中，两个机罩56处于闭合状态，可阻挡外部雨水进入两个机罩56内，当两个机罩56按图7所示的箭头方向绕齿轮53旋转时，两个机罩56展开，然后所述环境监测飞行器可飞出飞行器存放装置5。

优选的，如图5-图7所示，所述机罩56呈半圆柱状，两个机罩56闭合后形成一个圆柱形壳体，当然，于其它实施例中，两个机罩56闭合后也可以形成一个棱柱、棱锥、棱台、圆台、圆锥等任意一种形状。

在本实施例中，所述电机54受声源定位装置控制，当处理器一通过无线发射模块二向环境监测飞行器发出前往噪音声源进行空气质量监测或者返航的飞行指令时，处理器一同时给控制器五50发送机罩56展开的控制指令，该指令经无线发射模块二发往无线接收模块四59，无线接收模块四59接收后传递给控制器五50，控制器五50控制电机54转动带动机罩56展开，等待环境监测飞行器飞出或飞入飞行器存放装置5，进一步的，如图7所示，所述无线充电器57和立柱51之间设有压力传感器6，所述压力传感器6连接处理器四7，当环境监测飞行器从无线充电器57的上表面离开或降落到无线充电器57的上表面，压力传感器6会检测到压力变化，处理器四7根据该变化的压力信号给控制器五50发送控制指令，由控制器五50控制电机54转动带动两个机罩56闭合。

在本实施例中，如图7所示，所述飞行器存放装置5还包括限位开关58，用于在两个机罩56展开至预定角度和闭合时控制电机54停止转动，比如图7中将限位开关58设于立柱51上，当连接杆55旋转碰撞到限位开关58时，限位开关58控制电机54停止转动。

本发明的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备具有声源定位装置，声源定位装置能够主动监测工地施工噪音并对噪音声源进行定位，继而控制环境监测飞行器飞往噪音声源现场进行空气质量监测，并实时传回监测数据，一旦空气质量不合格，控制中心4可及时控制报警器报警提醒相关负责人及时处理，由于采用了流动式监测，因此杜绝了人为干扰因素，而且流动监测可覆盖整个施工现场，不受施工现场面积大小的限制，监测面积大，监测数据真实可靠，不干扰建筑施工作业的正常进行。

此外，本发明还提出了一种应用于建筑工程施工现场的环境监测方法，包括：

S1、定位噪音声源的位置；

S2、控制环境监测飞行器飞往噪音声源进行空气质量监测；

S3、当监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警。

在本实施例中，所述应用于建筑工程施工现场的环境监测方法还包括：

S4、空气质量监测完毕后，若无新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器返航；

S5、若有新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器飞往下一个噪音声源进行空气质量监测。

在本实施例中，所述环境监测飞行器还能够对噪音声源进行视频拍摄。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于建筑工程施工现场的环境监测方法，其特征在于，包括：定位噪音声源的位置；控制环境监测飞行器飞往噪音声源进行空气质量监测；当监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警。

2.如权利要求1所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测方法，其特征在于，还包括：空气质量监测完毕后，若无新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器返航；若有新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器飞往下一个噪音声源进行空气质量监测。

3.如权利要求1所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测方法，其特征在于，所述环境监测飞行器还能够对噪音声源进行视频拍摄。

4.一种应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，包括声源定位装置、环境监测飞行器和控制中心；所述声源定位装置用于定位噪音声源的位置并向环境监测飞行器发出前往噪音声源进行空气质量监测的飞行指令；所述环境监测飞行器用于将监测到的空气质量数据传回控制中心；所述控制中心用于在监测到的空气质量数据不合格时，控制报警器报警。

5.如权利要求4所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，所述声源定位装置还用于在空气质量监测完毕后，若无新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器返航；若有新的噪音声源出现，则控制环境监测飞行器飞往下一个噪音声源进行空气质量监测。

6.如权利要求4所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，所述环境监测飞行器还能够对噪音声源进行视频拍摄。

7.如权利要求4所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，所述声源定位装置包括多个拾音设备，所述拾音设备包括伸缩杆、设于伸缩杆一端的防护盒以及位于防护盒内的拾音模块，所述防护盒上设有防护网。

8.如权利要求7所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，多个拾音设备均匀分布于建筑工程施工现场。

9.如权利要求4所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，还包括飞行器存放装置，用于存放环境监测飞行器，所述飞行器存放装置包括：立柱，其上安装有一对啮合的齿轮和驱动齿轮转动的电机，所述电机受声源定位装置控制；无线充电器，固设于立柱上方，所述环境监测飞行器可停放在无线充电器上并进行无线充电；及两个机罩，分别固连一个齿轮，两个机罩在电机的带动下绕齿轮旋转展开或闭合。

10.如权利要求9所述的应用于建筑工程施工现场的环境监测设备，其特征在于，所述飞行器存放装置还包括限位开关，用于在两个机罩展开至预定角度和闭合时控制电机停止转动。

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