CN116125007B - 一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电数据处理领域，公开了一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法，本方案通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方案，而且检测时同步获取周围的环境条件，以便判断环境条件对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确，避免出现误判的情况，同时通过巡检模块辅助进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况的区域先采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。

Description

一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及电数据处理领域，特别是涉及一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法。

背景技术

随着现代工业的发展，环境污染问题日益凸显，严重影响了人们的生活质量，因此，对环境污染物的监测成为了一项非常重要的任务，目前市场上也已经存在很多环境监测仪器；

由于很多时候出现的环境污染并非单一污染，且容易受环境影响，检测难度大，同时大多数设备检测范围局限大，无法准确表达一个区域的受污染情况，因此我们提出了一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法来解决问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法，本方案通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方案，而且检测时同步获取周围的环境条件，以便判断环境条件对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确，避免出现误判的情况，同时通过巡检模块辅助进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况的区域先采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种环境污染物的自动监测系统，包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块，软件部分包括数据收集模块、数据处理器和制图模块，污染物传感器阵列和巡检模块内均安装定位模块，污染物传感器阵列和巡检模块均与数据收集模块电信号连接，数据收集模块和数据处理器电信号连接，污染物传感器阵列内置定时模块；

污染物传感器阵列，用于固定安装在目标区域的一处，检测周围介质（土壤、空气、水）的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，污染物传感器阵列的排列方法分为广度和深度，其中在深度上污染物传感器排列以1-10m为间距，监测深度的绝对值为1-30m，而广度上污染物传感器排列以10-500m为间距，监测范围包括整个目标区域；

通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方案，而且检测时同步环境条件，以便判断环境对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确。

巡检模块，用于在目标区域巡回流动，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，所述巡检模块可以是遥控船或无人机；

通过巡检模块进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况区域采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。

定位模块，用于确认污染物传感器阵列和巡检模块的位置；

定时模块，用于控制污染物传感器阵列开始工作的时间和工作时长；

数据收集模块，用于收集整理污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块提供的信息，并将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；

数据处理器，用于分析数据收集模块提供的信息，将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，利用模糊逻辑算法解析，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；

这种基于模糊逻辑的环境污染物监测分析方法可以更好地反映污染物浓度和环境因素之间的复杂关系，对环保决策和公众健康保护具有重要意义。

制图模块，用于按数据处理器提供的报表，绘制出目标区域内的污染情况三维电子图，电子图按污染传递划分区域，且可以根据深度分层显示。

进一步的，定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间，其中固定时间为每隔1-3h整点开启，单次检测时长为3-10min，随机时间为系统机选时间，定时模块24h内启用随机时间不超过5次，通过定时模块控制污染物传感器定时工作，可以延长设备的使用寿命，减小能源消耗，而随机启动可以避免错过一些时段性的污染高峰。

进一步的，污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定，相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5-10%，且保持72h以上，则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器，方便对污染区域进行更明确的划分，相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%，则取消三者居中的污染物传感器，减少设备成本。

进一步的，数据收集模块发生信息时进行实时云备份，且备份数据不可修改，这样一直有真实数据留存，方便后期审查。

一种环境污染物的自动监测系统的监测方法，步骤如下：

S1、设备安装：测算目标区域，根据自然条件和人文条件预设检测点，再将污染物传感器阵列分别安装在目标区域内的各个检测点上；

S2、启用设备：依据现存的已知条件做分析，设置定时模块，控制污染物传感器阵列的开启间隔时间和随机开启次数；

S3、环境检测：污染物传感器阵列检测周围介质的受污染情况和环境条件，并将检测到的信息发送给数据收集模块；

S4、数据预处理：数据收集模块接收到污染物传感器阵列和定位模块提供的信息，将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；

S5、数据分析：数据处理器将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，并设计模糊规则库，利用互联网大数据和AI，将污染物浓度值和环境因素之间的关系描述为一组模糊规则，再利用模糊逻辑算法解析，推理出环境污染等级的隶属度函数，最后对推理结果进行解模糊化，将环境污染等级的隶属度函数转化为具体的数值，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；

S6、可视展示：将数据处理器提供的报表参数，绘制成三维电子图纸。

优选的，污染物传感器阵列和巡检模块内均设置有检测设备，检测设备适用于水或空气介质中，检测设备包括安装台，安装台的侧面开设有活动口，安装台的内壁安装有一端延伸入活动口内的检测探头，活动口的内部设置有取样机构，取样机构的外侧设置有齿纹，活动口内壁嵌有与齿纹对应的驱动设备，取样机构包括活动连接在活动口内的筒件，筒件的外侧开设有滑槽，活动口的内壁固定安装有延伸进滑槽内的滑块，滑块居于滑槽中部，筒件的内部开设有两个滑动腔，筒件的外侧开设有两个分别与滑动腔对应的检测口，两个检测口分布在检测探头的前后两侧，筒件的两端开设有与滑动腔连通的换气孔，通过将检测探头设置在安装台的内部，并通过筒件阻隔检测探头与外界接触，避免检测探头长时间暴露在有污染物的环境下，导致检测探头沾染过多的污染物出现误差，影响了检测结果的准确性，需要检测时，驱动设备通过齿纹控制筒件前后偏移（偏移过程中滑动腔内介质流动），检测探头开始交替与两侧检测口对接，检测两个滑动腔内的介质，以获取附近的污染情况，而交替检测安装台两侧的介质，避免出现污染物附着（被污染的纸张、塑料布袋、树叶覆盖）一侧，影响检测的准确性，这些结构有利于提高检测结果的准确性，降低误差。

进一步的，两个滑动腔的内部均滑动安装有活塞板，活塞板将滑动腔分成与检测口连通的内侧腔和与换气孔连通的外侧腔，两个活塞板之间固定连接有连接杆，连接杆滑动连接在两个滑动腔之间，两个活塞板的表面均开设有两个前后贯穿的安装气孔，换气孔设置有四个，其中筒件前后各有两个，同侧的两个换气孔的开口处安装方向不同的单向阀，换气孔和安装气孔的位置对应，安装气孔的内部插接有连接气管，连接气管的另一端插接在换气孔内，连接气管的外径小于换气孔的内径，筒件的外侧开设有两个与滑动腔对应的滑动口，活塞板的外侧固定连接有定位连接件，定位连接件的另一端与活动口的内壁固定连接，定位连接件滑动连接在滑动口内，通过在滑动腔内设置活塞板，由于活塞板是固定不动的，筒件偏移过程中与活塞板做相对位移，活塞板向中心靠拢时，滑动腔内侧腔空间变小内部介质被挤压通过连接气管和换气孔排出，另一侧的滑动腔内出现相反工作，活塞板向侧面靠拢时，滑动腔内侧腔空间变大，通过连接气管和换气孔将筒件外侧介质吸入内侧腔内，另一侧的滑动腔内出现相反工作，这个过程中滑动腔内进行了彻底更换介质，避免介质流动性弱时，检测探头的检测范围受限，影响检测结果的准确性。

进一步的，筒件的外侧开设有与检测探头位置对应的安装槽，安装槽的内部安装有清洁件，检测探头顶触在清洁件的外侧，筒件前后偏移过程中，检测探头每次与清洁件接触，清洁件都会对检测探头进行一次擦刮清理，减少检测探头表面的附着物，有利于提高检测探头检测结果的准确性。

进一步的，清洁件呈环形，且转动连接在安装槽内，清洁件的内侧开设有连续的波形纹路，连接杆的外侧螺纹连接有滑刻杆，滑刻杆一端延伸到波形纹路内，筒件的外侧开设有与滑刻杆对应的偏移滑动槽，筒件偏移过程中清洁件也跟随移动，而滑刻杆则随连接杆保持不动，这个过程中滑刻杆在波形纹路内前后竖直滑动，滑刻杆对波形纹路的内壁施加推力，受波形纹路引导，清洁件缓慢转动，不断调整与检测探头的接触位置，提高对检测探头的清洁效果。

进一步的，活塞板的厚度大于检测口的宽度，避免滑动腔内侧腔和外侧腔通过检测口进行介质交换。

进一步的，安装台的外侧开设有三对分别与滑块和定位连接件对应的固定螺纹孔，固定螺纹孔的内部安装有固定螺栓，滑块通过固定螺栓与活动口内壁固定，定位连接件通过固定螺栓与活动口内壁固定，筒件分为上下两半，筒件的上方开设有贯穿两半筒件的连接螺纹孔，连接螺纹孔的内壁螺纹连接有连接螺栓，清洁件分为上下两半，且上下两半卡合在一起，通过将滑块、定位连接件和筒件均设置成可拆卸的，这样在使用一段时间后，将其全部拆解清洗，有利于进一步提高检测的准确性，而且出现损害后，可以仅更换损坏的部分，节约了成本。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1、本方案通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方案，而且检测时同步获取周围的环境条件，以便判断环境条件对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确，避免出现误判的情况，同时通过巡检模块辅助进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况的区域先采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。

2、这种基于模糊逻辑的环境污染物监测分析方法可以更好地反映污染物浓度和环境因素之间的复杂关系，对环保决策和公众健康保护具有重要意义。

3、定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间，其中固定时间为每隔1-3h整点开启，单次检测时长为3-10min，随机时间为系统机选时间，定时模块24h内启用随机时间不超过5次，通过定时模块控制污染物传感器定时工作，可以延长设备的使用寿命，减小能源消耗，而随机启动可以避免错过一些时段性的污染高峰。

4、污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定，相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5-10%，且保持72h以上，则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器，方便对污染区域进行更明确的划分（污染与无污染，低污染与重污染），相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%，则取消三者居中的污染物传感器，减少设备成本。

5、通过将检测探头设置在安装台的内部，并通过筒件阻隔检测探头与外界接触，避免检测探头长时间暴露在有污染物的环境下，导致检测探头沾染过多的污染物出现误差，影响了检测结果的准确性，需要检测时，驱动设备通过齿纹控制筒件前后偏移（偏移过程中滑动腔内介质流动），检测探头开始交替与两侧检测口对接，检测两个滑动腔内的介质，以获取附近的污染情况，而交替检测安装台两侧的介质，避免出现污染物附着（被污染的纸张、塑料布袋、树叶覆盖）一侧，影响检测的准确性，这些结构有利于提高检测结果的准确性，降低误差。

6、通过在滑动腔内设置活塞板，由于活塞板是固定不动的，筒件偏移过程中与活塞板做相对位移，活塞板向中心靠拢时，滑动腔内侧腔空间变小，内部介质被挤压通过连接气管和换气孔排出，另一侧的滑动腔内出现相反工作，活塞板向侧面靠拢时，滑动腔内侧腔空间变大，通过连接气管和换气孔将筒件外侧介质吸入内侧腔内，另一侧的滑动腔内出现相反工作，这个过程中滑动腔内进行了彻底更换介质，避免介质流动性弱时，检测探头的检测范围受限，影响检测结果的准确性。

7、筒件的外侧开设有与检测探头位置对应的安装槽，安装槽的内部安装有清洁件，检测探头顶触在清洁件的外侧，筒件前后偏移过程中，检测探头每次与清洁件接触，清洁件都会对检测探头进行一次擦刮清理，减少检测探头表面的附着物，有利于提高检测探头检测结果的准确性。

8、清洁件呈环形，且转动连接在安装槽内，清洁件的内侧开设有连续的波形纹路，连接杆的外侧螺纹连接有滑刻杆，滑刻杆一端延伸到波形纹路内，筒件的外侧开设有与滑刻杆对应的偏移滑动槽，筒件偏移过程中清洁件也跟随移动，而滑刻杆则随连接杆保持不动，这个过程中滑刻杆在波形纹路内前后竖直滑动，滑刻杆对波形纹路的内壁施加推力，受波形纹路引导，清洁件缓慢转动，不断调整与检测探头的接触位置，提高对检测探头的清洁效果。

9、通过将滑块、定位连接件和筒件均设置成可拆卸的，这样在使用一段时间后，将其全部拆解清洗，有利于进一步提高检测的准确性，而且出现损害后，可以仅更换损坏的部分，节约了成本。

附图说明

图1为本发明的系统模块图；

图2为本发明的检测设备展示图；

图3为本发明的活动口内部展示图；

图4为本发明的检测设备拆解图；

图5为本发明的取样机构完整展示图；

图6为本发明的取样机构拆解后上方展示图；

图7为本发明的取样机构拆解后下方展示图；

图8为本发明的筒件后方偏移状态图；

图9为本发明的筒件前方偏移状态图；

图10为本发明的图8中筒件内部状态图；

图11为本发明的筒件侧面剖视图；

图12为本发明的清洁件展开图。

图中标号说明：

1、安装台；11、固定螺纹孔；12、固定螺栓；13、滑块；2、活动口；3、检测探头；4、取样机构；41、筒件；42、滑槽；43、连接螺纹孔；44、连接螺栓；45、滑动腔；46、检测口；47、换气孔；48、活塞板；49、连接杆；410、安装气孔；411、连接气管；412、滑动口；413、定位连接件；414、安装槽；415、清洁件；416、定位线；5、驱动设备；6、齿纹；7、滑刻杆；8、偏移滑动槽。

具体实施方式

本实施例将结合公开的附图，对技术方案进行清楚、完整地描述，使本公开实施例的目的、技术方案和有益效果更加清楚。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属技术人员所理解的常规意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“内”、“外”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例1：

请参阅图1，一种环境污染物的自动监测系统，包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块，软件部分包括数据收集模块、数据处理器和制图模块，污染物传感器阵列和巡检模块内均安装定位模块，污染物传感器阵列和巡检模块均与数据收集模块电信号连接，数据收集模块和数据处理器电信号连接，污染物传感器阵列内置定时模块；

污染物传感器阵列，用于固定安装在目标区域的一处，检测周围介质（土壤、空气、水）的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，环境条件包括风、雨、温度、湿度等，污染物传感器阵列的排列方法分为广度和深度（距离地面的距离和距离水面的距离），其中在深度上污染物传感器排列以1-10m为间距，监测深度的绝对值为1-30m，而广度上污染物传感器排列以10-500m为间距，监测范围包括整个目标区域；

污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定，相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5-10%，且保持72h以上，则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器，方便对污染区域进行更明确的划分（污染与无污染，低污染与重污染），相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%，则取消三者居中的污染物传感器，减少设备成本。

巡检模块，用于在目标区域巡回流动，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，所述巡检模块可以是遥控船或无人机；

定位模块，用于确认污染物传感器阵列和巡检模块的位置；

定时模块，用于控制污染物传感器阵列开始工作的时间和工作时长，定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间，其中固定时间为每隔1-3h整点开启，单次检测时长为3-10min，随机时间为系统机选时间，定时模块24h内启用随机时间不超过5次。

数据收集模块，用于收集整理污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块提供的信息，并将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；

数据处理器，用于分析数据收集模块提供的信息，将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，利用模糊逻辑算法解析，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；数据收集模块发生信息时进行实时云备份，且备份数据不可修改，这样一直有真实数据留存，方便后期审查。

这种基于模糊逻辑的环境污染物监测分析方法可以更好地反映污染物浓度和环境因素之间的复杂关系，对环保决策和公众健康保护具有重要意义。

制图模块，用于按数据处理器提供的报表，绘制出目标区域内的污染情况三维电子图，电子图按污染传递划分区域，且可以根据深度分层显示。

实施例2：

一种环境污染物的自动监测系统的监测方法，步骤如下：

S1、设备安装：测算目标区域，根据自然条件和人文条件预设检测点，再将污染物传感器阵列分别安装在目标区域内的各个检测点上；

S2、启用设备：依据现存的已知条件做分析，设置定时模块，控制污染物传感器阵列的开启间隔时间和随机开启次数；

S3、环境检测：污染物传感器阵列检测周围介质的受污染情况和环境条件，并将检测到的信息发送给数据收集模块；

S4、数据预处理：数据收集模块接收到污染物传感器阵列和定位模块提供的信息，将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；

S5、数据分析：数据处理器将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，并设计模糊规则库，利用互联网大数据和AI，将污染物浓度值和环境因素之间的关系描述为一组模糊规则，再利用模糊逻辑算法解析，推理出环境污染等级的隶属度函数，最后对推理结果进行解模糊化，将环境污染等级的隶属度函数转化为具体的数值，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；

S6、可视展示：将数据处理器提供的报表参数，绘制成三维电子图纸。

实施例3：

请参阅图1-12，一种环境污染物的自动监测系统，污染物传感器阵列和巡检模块内均设置有检测设备，检测设备适用于水或空气介质中，检测设备包括安装台1，安装台1的侧面开设有活动口2，安装台1的内壁安装有一端延伸入活动口2内的检测探头3，活动口2的内部设置有取样机构4，取样机构4的外侧设置有齿纹6，活动口2内壁嵌有与齿纹6对应的驱动设备5，取样机构4包括活动连接在活动口2内的筒件41，筒件41的外侧开设有滑槽42，活动口2的内壁固定安装有延伸进滑槽42内的滑块13，滑块13居于滑槽42中部，筒件41的内部开设有两个滑动腔45，筒件41的外侧开设有两个分别与滑动腔45对应的检测口46，两个检测口46分布在检测探头3的前后两侧，筒件41的两端开设有与滑动腔45连通的换气孔47，常态状态下筒件41阻隔检测探头3与外界接触，避免检测探头3长时间暴露在有污染物的环境下，需要检测时，驱动设备5通过齿纹6控制筒件41前后偏移（偏移过程中滑动腔45内介质流动），检测探头3开始交替与两侧检测口46对接，检测两个滑动腔45内的介质，以获取附近的污染情况。

两个滑动腔45的内部均滑动安装有活塞板48，活塞板48将滑动腔45分成与检测口46连通的内侧腔和与换气孔47连通的外侧腔，活塞板48的厚度大于检测口46的宽度，避免滑动腔45内侧腔和外侧腔通过检测口46进行介质交换，两个活塞板48之间固定连接有连接杆49，连接杆49滑动连接在两个滑动腔45之间，两个活塞板48的表面均开设有两个前后贯穿的安装气孔410，换气孔47设置有四个，其中筒件41前后各有两个，同侧的两个换气孔47的开口处安装方向不同的单向阀，换气孔47和安装气孔410的位置对应，安装气孔410的内部插接有连接气管411，连接气管411的另一端插接在换气孔47内，连接气管411的外径小于换气孔47的内径，筒件41的外侧开设有两个与滑动腔45对应的滑动口412，活塞板48的外侧固定连接有定位连接件413，定位连接件413的另一端与活动口2的内壁固定连接，定位连接件413滑动连接在滑动口412内，筒件41偏移时，如图8-10所示，由于活塞板48是固定不动的，筒件41偏移过程中与活塞板48做相对位移，活塞板48向中心靠拢时，滑动腔45内侧腔空间变小内部介质被挤压通过连接气管411和换气孔47安装的单向朝外的单向阀排出，另一侧的滑动腔45内出现相反工作，活塞板48向侧面靠拢时，滑动腔45内侧腔空间变大，通过连接气管411和换气孔47安装的单向朝内的单向阀将筒件41外侧介质吸入内侧腔内，另一侧的滑动腔45内出现相反工作，这个过程中滑动腔45内进行了彻底更换介质，避免介质流动性弱时，检测探头的检测范围受限，影响检测结果的准确性。

筒件41的外侧开设有与检测探头3位置对应的安装槽414，安装槽414的内部安装有清洁件415，检测探头3顶触在清洁件415的外侧，筒件41前后偏移过程中，检测探头3每次与清洁件415接触，清洁件415都会对检测探头3进行一次擦刮清理，减少检测探头3表面的附着物，有利于提高检测探头3检测结果的准确性；清洁件415呈环形，且转动连接在安装槽414内，清洁件415的内侧开设有连续的波形纹路，连接杆49的外侧螺纹连接有滑刻杆7，滑刻杆7一端延伸到波形纹路内，筒件41的外侧开设有与滑刻杆7对应的偏移滑动槽8，筒件41偏移过程中清洁件415也跟随移动，而滑刻杆7则随连接杆49保持不动，这个过程中滑刻杆7在波形纹路内前后竖直滑动，滑刻杆7对波形纹路的内壁施加推力，受波形纹路引导，清洁件415缓慢转动，不断调整与检测探头3的接触位置，提高对检测探头3的清洁效果。

安装台1的外侧开设有三对分别与滑块13和定位连接件413对应的固定螺纹孔11，固定螺纹孔11的内部安装有固定螺栓12，滑块13通过固定螺栓12与活动口2内壁固定，定位连接件413通过固定螺栓12与活动口2内壁固定，筒件41分为上下两半，筒件41的上方开设有贯穿两半筒件41的连接螺纹孔43，连接螺纹孔43的内壁螺纹连接有连接螺栓44，清洁件415分为上下两半，且上下两半卡合在一起，筒件41的两端设置定位线416，且定位线416间距与安装台1的宽度相同，方便筒件41安装，所述滑动腔45的内壁安装平衡弹簧，方便活塞板48的安装，通过松开固定螺栓12，滑块13和定位连接件413与安装台1分离，可以随筒件41一起从活动口2内抽出，如图4所示，再通过松开连接螺栓44，筒件41上下两半分离，可以将筒件41内的部件一一取出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种环境污染物的自动监测系统，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块，所述软件部分包括数据收集模块、数据处理器和制图模块，其特征在于：所述污染物传感器阵列和巡检模块内均安装定位模块，所述污染物传感器阵列和巡检模块均与数据收集模块电信号连接，所述数据收集模块和数据处理器电信号连接，所述污染物传感器阵列内置定时模块；

所述污染物传感器阵列，用于固定安装在目标区域的一处，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，所述污染物传感器阵列的排列方法分为广度和深度，其中在深度上污染物传感器排列以1-10m为间距，监测深度的绝对值为1-30m，而广度上污染物传感器排列以10-500m为间距，监测范围包括整个目标区域；

所述巡检模块，用于在目标区域巡回流动，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中包括污染物种类和污染物浓度；

所述定位模块，用于确认污染物传感器阵列和巡检模块的位置；

所述定时模块，用于控制污染物传感器阵列开始工作的时间和工作时长；

所述数据收集模块，用于收集整理污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块提供的信息，并将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；

所述数据处理器，用于分析数据收集模块提供的信息，将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，利用模糊逻辑算法解析，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；

所述制图模块，用于按数据处理器提供的报表，绘制出目标区域内的污染情况三维电子图，电子图按污染传递划分区域，且可以根据深度分层显示；

所述污染物传感器阵列和巡检模块内均设置有检测设备，所述检测设备包括安装台（1），所述安装台（1）的侧面开设有活动口（2），所述安装台（1）的内壁安装有一端延伸入活动口（2）内的检测探头（3），所述活动口（2）的内部设置有取样机构（4），所述取样机构（4）的外侧设置有齿纹（6），所述活动口（2）内壁嵌有与齿纹（6）对应的驱动设备（5），所述取样机构（4）包括活动连接在活动口（2）内的筒件（41），所述筒件（41）的外侧开设有滑槽（42），所述活动口（2）的内壁固定安装有延伸进滑槽（42）内的滑块（13），所述滑块（13）居于滑槽（42）中部，所述筒件（41）的内部开设有两个滑动腔（45），所述筒件（41）的外侧开设有两个分别与滑动腔（45）对应的检测口（46），两个所述检测口（46）分布在检测探头（3）的前后两侧，所述筒件（41）的两端开设有与滑动腔（45）连通的换气孔（47）；

两个所述滑动腔（45）的内部均滑动安装有活塞板（48），所述活塞板（48）将滑动腔（45）分成与检测口（46）连通的内侧腔和与换气孔（47）连通的外侧腔，两个所述活塞板（48）之间固定连接有连接杆（49），所述连接杆（49）滑动连接在两个滑动腔（45）之间，两个所述活塞板（48）的表面均开设有两个前后贯穿的安装气孔（410），所述换气孔（47）设置有四个，其中筒件（41）前后各有两个，同侧的两个所述换气孔（47）的开口处安装方向不同的单向阀，所述换气孔（47）和安装气孔（410）的位置对应，所述安装气孔（410）的内部插接有连接气管（411），所述连接气管（411）的另一端插接在换气孔（47）内，所述连接气管（411）的外径小于换气孔（47）的内径，所述筒件（41）的外侧开设有两个与滑动腔（45）对应的滑动口（412），所述活塞板（48）的外侧固定连接有定位连接件（413），所述定位连接件（413）的另一端与活动口（2）的内壁固定连接，所述定位连接件（413）滑动连接在滑动口（412）内；

所述筒件（41）的外侧开设有与检测探头（3）位置对应的安装槽（414），所述安装槽（414）的内部安装有清洁件（415），所述检测探头（3）顶触在清洁件（415）的外侧；

所述清洁件（415）呈环形，且转动连接在安装槽（414）内，所述清洁件（415）的内侧开设有连续的波形纹路，所述连接杆（49）的外侧螺纹连接有滑刻杆（7），所述滑刻杆（7）一端延伸到波形纹路内，所述筒件（41）的外侧开设有与滑刻杆（7）对应的偏移滑动槽（8）；

所述活塞板（48）的厚度大于检测口（46）的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：所述定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间，其中固定时间为每隔1-3h整点开启，单次检测时长为3-10min，随机时间为系统机选时间，所述定时模块24h内启用随机时间不超过5次。

3.根据权利要求2所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：所述污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定，相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5-10%，且保持72h以上，则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器，相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%，则取消三者居中的污染物传感器。

4.根据权利要求3所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：所述数据收集模块发生信息时进行实时云备份，且备份数据不可修改。

5.根据权利要求1所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于，所述安装台（1）的外侧开设有三对分别与滑块（13）和定位连接件（413）对应的固定螺纹孔（11），所述固定螺纹孔（11）的内部安装有固定螺栓（12），所述滑块（13）通过固定螺栓（12）与活动口（2）内壁固定，所述定位连接件（413）通过固定螺栓（12）与活动口（2）内壁固定，所述筒件（41）分为上下两半，所述筒件（41）的上方开设有贯穿两半筒件（41）的连接螺纹孔（43），所述连接螺纹孔（43）的内壁螺纹连接有连接螺栓（44），所述清洁件（415）分为上下两半，且上下两半卡合在一起。

6.一种根据权利要求4所述的环境污染物的自动监测系统的监测方法，其特征在于：步骤如下：

S1、设备安装：测算目标区域，根据自然条件和人文条件预设检测点，再将污染物传感器阵列分别安装在目标区域内的各个检测点上；

S2、启用设备：依据现存的已知条件做分析，设置定时模块，控制污染物传感器阵列的开启间隔时间和随机开启次数；

S3、环境检测：污染物传感器阵列检测周围介质的受污染情况和环境条件，并将检测到的信息发送给数据收集模块；

S4、数据预处理：数据收集模块接收到污染物传感器阵列和定位模块提供的信息，将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；

S5、数据分析：数据处理器将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，并设计模糊规则库，利用互联网大数据和AI，将污染物浓度值和环境因素之间的关系描述为一组模糊规则，再利用模糊逻辑算法解析，推理出环境污染等级的隶属度函数，最后对推理结果进行解模糊化，将环境污染等级的隶属度函数转化为具体的数值，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；

S6、可视展示：将数据处理器提供的报表参数，绘制成三维电子图纸。