CN206490694U - 一种环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环境监测系统，用以解决现有技术中环境监测装置在复杂环境中无法使用的问题，该环境监测系统，包括：多个监测点设备、一个汇聚点设备以及公共环境监测服务平台；监测点设备用于获取环境监测数据，并将获取到的环境监测数据发送至上一跳监测点设备或汇聚点设备；汇聚点设备用于接收多个监测点设备发送来的环境监测数据，并将接收到的环境监测数据发送至公共环境监测服务平台，该系统能够适用于更加复杂的室外环境，提高了系统的适用性。

Description

一种环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测领域，特别是涉及一种环境监测系统。

背景技术

目前，常用的环境气体监测装置可用于监测可燃气体浓度和有毒气体浓度等，包括便携式、手持式和固定式三种，一般情况下，每台设备仅安装一种传感器。便携式与手持式气体监测装置一般采用锂电池供电，使用LCD液晶屏进行实时显示监测到的数据，连续工作时长不超过24小时。固定式气体监测装置为了保证工作时长一般外接电源供电或太阳能供电，数据显示使用LCD液晶屏，可配套软件监测平台对监测点数据进行监控，通信方式有GPRS无线传输和RS485总线传输等，供电成本和维护成本较高。

便携式与手持式环境监测装置使用时需人员手持，适用于实时检测，无法做到长时间的数据监测。固定式气体监测装置，在无GPRS的室外复杂环境的情况无法使用，供电成本和维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种环境监测系统，用以解决现有技术中环境监测装置在复杂环境中无法使用的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种环境监测系统，包括：多个监测点设备、一个汇聚点设备以及公共环境监测服务平台；监测点设备用于获取环境监测数据，并将获取到的环境监测数据发送至上一跳监测点设备或汇聚点设备；汇聚点设备用于接收多个监测点设备发送来的环境监测数据，并将接收到的环境监测数据发送至公共环境监测服务平台。

可选的，监测点设备，包括：LORA通信模块，用于向汇聚点设备或下一跳监测点设备发送环境监测数据，或接收上一跳监测点设备发送来的环境监测数据。

可选的，上述汇聚点设备包括：LORA通信模块，用于接收监测点设备发送的环境监测数据。

可选的，上述汇聚点设备包括：全球移动通信GSM通信模块，用于将接收到的来自监测点设备的环境监测数据发送至公共环境监测服务平台。

可选的，上述监测点设备包括以下至少一种传感器：温度传感器、湿度传感器、有毒气体检测装置以及可燃气体检测装置。

可选的，上述公共环境监测服务平台，包括：监测平台，用于显示监测点设备的位置、监测点设备的编号、监测点设备的工作状态以及监测点设备对应的环境监测数据的数据类型，以及用于显示由汇聚点设备发送来的环境监测数据。

可选的，上述监测点设备，包括：防护壳体，防护壳体包括内层壳体以及外层壳体，防护壳体至少具有三个通风口，其中外层壳体下方设置有第一通风口，内层壳体上部设置有第二通风口，外层壳体以及内层壳体之间还具有第三通风口，第三通风口与第一通风口连通，第三通风口的底面是一个斜面，斜面与第一通风口相对，斜面的底边朝向第一通风口的方向。

可选的，上述汇聚点设备包括防护外壳。

可选的，上述LORA天线设置于内层壳体以及外层壳体之间。

可选的，上述监测点设备包括传感器组，传感器组用于采集环境监测数据，传感器组安装于内层壳体内，且位于内层壳体内的中上部。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型提供的环境监测系统，通过多个监测点设备与汇聚点设备的配合，能够适用于更加复杂的室外环境，提高了系统的适用性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例中监测系统的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例实施例中涉及到的防护壳体的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

第一实施例

本实施例提供了一种环境监测系统，图1是该系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：

多个监测点设备11以及一个汇聚点设备12以及公共环境监测服务13；

监测点设备用于获取环境监测数据，并将获取到的环境监测数据发送至上一跳监测点设备或汇聚点设备，其中，各个监测点设备可实现七次跳传，每个监测点跳传的目的地址均是汇聚点设备。

汇聚点设备用于接收多个监测点设备发送来的环境监测数据，并将接收到的环境监测数据发送至公共环境监测服务平台13。其中，公共环境监测服务平台提供了网页端服务，只要将终端连接到外网就可以进入平台进行监测和操作。

其中，本实施例中的监测点设备具体可以包括：LORA通信模块，该通信模块用于向汇聚点设备或上一跳监测点设备发送环境监测数据，或接收上一跳监测点设备发送来的环境监测数据。

其中，汇聚点设备具体可以包括：LORA通信模块，该通信模块用于接收监测点设备发送的环境监测数据，和/或，GSM(Global System for Mobile，全球移动通信系统)通信模块，该通信模块用于将接收到的来自监测点设备的环境监测数据发送至公共环境监测服务平台。

可选的，本实施例中涉及到的监测点设备包括以下至少一种传感器：温度传感器、湿度传感器、有毒气体检测装置以及可燃气体检测装置。

可选的，本实施例中的公共环境监测服务平台具体可以包括：监测平台，用于显示监测点设备的位置、监测点设备的编号、监测点设备的工作状态以及监测点设备对应的环境监测数据的数据类型，以及用于显示由汇聚点设备发送来的环境监测数据。

如图2所示，本实施例中的监测点设备包括：防护壳体20，防护壳体20包括内层壳体21以及外层壳体22，防护壳体至少具有三个通风口如图2中所示外层壳体下方设置有第一通风口23，内层壳体上部设置有第二通风口24，外层壳体以及内层壳体之间还具有第三通风口25，第三通风口25与第一通风口23连通，第三通风口25的底面26是一个斜面，该斜面26与第一通风口23相对，斜面26的底边朝向第一通风口23的方向。

对于监测点设备来说，防护外壳可是使得传感器通风、防水以及排出凝露，对于汇聚点设备来说，防护外壳是为了防水和排出凝露，此外，监测点设备和汇聚点设备的电路板和所有接线口是需要额外进行防水处理的。

在本实施例中，汇聚点设备也可以包括上述结构的防护外壳。

如图2所示，LORA天线27设置于内层壳体以及外层壳体之间，监测点设备包括传感器组28，传感器组28用于采集环境监测数据，传感器组安装于内层壳体内，且位于内层壳体内的中上部。

本实施例提供的环境监测系统可监测的数据包括温湿度、可燃气体浓度、有毒气体浓度以及城市环境质量等。不同监测点根据需求安装一种或多种传感器，监测点之间采用LORA无线通信技术进行数据传递，监测到的环境数据最终传送至汇聚点，汇聚点可放置在移动网络良好的环境中，将附近区域内的监测点数据通过GPRS上传至公共环境监测服务平台，由软件平台进行数据显示和数据统计等功能。本套系统可同时兼顾功耗低、抗干扰能力强、传输距离远和低成本等几大优势。

第二实施例

本实施例主要对本发明提供环境监测系统中所组成部分的功能以及特点进行进一步的说明。

本实施例提供了一种环境监测系统，该系统由一个汇聚点(也即汇聚点设备)、多个监测点(也即监测点设备)和公共环境监测服务平台构成。监测点利用单片机记录系统时间并分析各传感器及LORA通信模块的工作时间，控制各模块完成相应的任务后进行断电休眠。监测点的传感器在采集数据前需进行预热，当数据稳定后再进行采集，各监测点采用LORA无线通信技术进行数据交互，以接力方式向汇聚点上传数据。汇聚点收集完各监测点数据后进行数据处理，并通过GPRS发送至公共环境监测服务平台。平台为汇聚点更新系统时间和系统配置，汇聚点也向监测点下发系统时间和系统配置，以保证整套系统连续工作的稳定性。

公共环境监测服务平台包括监测数据模块、报警记录模块、历史数据模块、数据统计模块、监测点管理及查看模块、用户管理模块、权限组管理模块和配置信息模块等。软件平台工作需加载网络地图，监测点可以在地图中确定坐标、编号、监测点状态、监测点地址和监测数据类型等，当有数据上传时根据数据类型和预设的报警值在地图上显示出不同的颜色，数值超标的环境数据项将在报警记录模块中显示，给使用者进行即时报警。历史数据模块可查看所有数据，也可进行条件筛选和excel表导出等功能。数据统计模块包含日统计、月统计和年统计，利用折线图、饼状图、柱状图可详细地查看某一地区各项数据的变化趋势。监测点管理中可进行新增、编辑、删除、筛选和查看等功能。权限组管理和用户管理中可新增或删除用户，并对每位用户分配不同的使用权限，另外系统日志功能可记录所有配置更改操作，便于软件系统的管理和维护，同时还可以设计用户使用权限功能，便于监测平台的管理和维护。

在整套系统中只有汇聚点使用GPRS通信，汇聚点与监测点之间均使用LORA无线通信技术，LORA无线通信技术的优点在于功耗低、抗干扰能力强、传输距离远、成本低等，LORA模块之间的通信距离可达2公里以上，因此无需考虑监测点使用环境中是否有GPRS信号，只要保证汇聚点可以正常使用GPRS上传数据，并将各监测点依次向远处延伸即可。

监测点采用功能全面的低功耗主控芯片，电源设计成从3V到17V的宽电压输入范围，适用于常规电池组的供电，使用高性能的同步降压转换器芯片为后端CPU和传感器供电，芯片拥有可无缝转换至节能模式的直接控制调节拓扑，具有低功耗、高效率、带载能力强的特点，从而做到了低功耗持续供电。监测点根据需求外接不同种类传感器，其中温湿度和有多种有毒气体检测可根据使用环境不同，选择锂电池供电、太阳能供电和外接电源供电，可燃类气体检测由于传感器工作条件限制，精确测量时对功耗要求高，因此必须使用太阳能供电或外接电源供电。另外，监测点设备和汇聚点设备还可以使用图2中所示的双层塑料外壳，该外壳可以起到防水和防风的作用，该外壳拥有通风口23、24以及25，传感器组或GSM模块D设置在该外壳内部，LORA通信使用的胶棒天线27设置于两层壳体之间，电路板通过固定螺丝固定，该外壳结构可满足监测点通风良好、防水、减少信号遮挡等要求，也可根据使用场景设计塑料或木制百叶箱。

本发明实施例提供的方案使用LORA无线通信技术进行监测点间的数据交互，使用GPRS进行汇聚点与平台间的数据交互，与传统的监测系统仅使用GPRS相比功耗更低，使用和维护成本更低，也无考虑GPRS信号问题。另外LORA技术比Zigbee技术抗干扰能力强，穿透能力强、功耗更低、适用于区域内分散布置多个监测点的使用场景；本实施例的监测系统使用低功耗主控芯片，可以准确计算监测点各功能模块的工作时间控制主控芯片和各传感器在不工作时间及时进入休眠状态，以使得系统可以实现更长时间的连续工作；

本实施例的监测系统在电脑上建立公共环境服务平台，将所有类型的监测点在网页上进行显示，可在地图上选择哪些种类的监测点需要进行显示，可对各监测点的工作方式进行远程配置，更直观地查看监测数据及报警值。数据实时监测功能便于进行相同时间不同地点的监测值比较，数据统计功能便于进行不同时间相同地点的监测值比较。适用于大范围内、多种类的环境监测系统；

本实施例提供的监测系统使用了多种供电方式，可将多种传感器集成在一起，根据使用要求不同可开启不同的传感器进行数据监测，平台对监测点的工作方式进行远程配置。监测点的功耗更低，维护成本更低；

本实施例中的监测系统建立功能更全面、监测方式更直观的环境监测平台，且监测数据能够实时更新，还可以对超标值提供报警功能，可对大范围、多种类的监测数据进行汇总统计，监测区域范围和监测数据内容可拓展性强。

尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本实用新型的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种环境监测系统，其特征在于，包括：

多个监测点设备、一个汇聚点设备以及公共环境监测服务平台；

所述监测点设备用于获取环境监测数据，并将获取到的环境监测数据发送至上一跳监测点设备或所述汇聚点设备；

所述汇聚点设备用于接收所述多个监测点设备发送来的环境监测数据，并将接收到的环境监测数据发送至所述公共环境监测服务平台。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测点设备，包括：

LORA通信模块，用于向所述汇聚点设备或下一跳监测点设备发送环境监测数据，或接收上一跳监测点设备发送来的环境监测数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汇聚点设备包括：

LORA通信模块，用于接收所述监测点设备发送的环境监测数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汇聚点设备包括：

全球移动通信GSM通信模块，用于将接收到的来自所述监测点设备的环境监测数据发送至所述公共环境监测服务平台。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测点设备包括以下至少一种传感器：

温度传感器、湿度传感器、有毒气体检测装置以及可燃气体检测装置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述公共环境监测服务平台，包括：

监测平台，用于显示所述监测点设备的位置、所述监测点设备的编号、所述监测点设备的工作状态以及所述监测点设备对应的环境监测数据的数据类型，以及用于显示由所述汇聚点设备发送来的环境监测数据。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测点设备，包括：

防护壳体，所述防护壳体包括内层壳体以及外层壳体，所述防护壳体至少具有三个通风口，其中所述外层壳体下方设置有第一通风口，所述内层壳体上 部设置有第二通风口，所述外层壳体以及所述内层壳体之间还具有第三通风口，所述第三通风口与所述第一通风口连通，所述第三通风口的底面是一个斜面，所述斜面与所述第一通风口相对，所述斜面的底边朝向所述第一通风口的方向。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述汇聚点设备包括所述防护壳体。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，LORA天线设置于所述内层壳体以及所述外层壳体之间。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述监测点设备包括传感器组，所述传感器组用于采集环境监测数据，所述传感器组安装于所述内层壳体内，且位于所述内层壳体内的中上部。