CN208705198U - 一种扬尘在线监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扬尘在线监测控制系统，包括扬尘监测单元、噪声监测单元、气象监测单元、数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、LED屏显示单元和视频字符叠加单元，所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别与数据采集处理单元连接，所述数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、视频字符叠加单元和LED屏显示单元依次连接。本实用新型实现工地环境参数的监测、展示、数据上传、视频叠加功能，完美对接政府监测平台，从而实现工地环境参数的24小时监管。

Description

一种扬尘在线监测控制系统

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体是一种扬尘在线监测控制系统。

背景技术

根据国家环保部监测数据，目前一些大中城市的雾霾天气较为严重，尤其是在京津冀、长三角、珠三角最为严重，监测表明，这些地区每年出现霾的天数在100天以上，个别城市甚至超过200天。空气污染严重的深层次原因是我国快速工业化、城镇化过程中所积累环境问题的显现，高耗能、高排放、重污染、产能过剩、布局不合理、能源消耗过大和以煤为主的能源结构持续强化，城市机动车保有量的快速增长，污染排放量的大幅增加，建筑工地遍地开花，污染控制力度不够，主要的大气污染排放总量远远超过了环境容量等多种原因，因建筑施工产生的扬尘污染，已经成为影响城市空气质量的主要原因之一。

建筑施工监管存在点多面广、监管人员数量严重匮乏的现象。目前对工程项目施工过程中质量安全监管的手段基本上采取深入施工现场进行实地抽查、抽测、验收的方式，存在劳动强度大、危险性高、耗时耗力的缺点。现有的管理手段、企业管理人员无法实时掌控工地现场质量安全与扬尘污染情况。监督管理工作复杂，结果受人为因素影响较大，常常无法客观公正反应现场扬尘的实际情况，可追溯性差。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种扬尘在线监测控制系统，以克服当前实际应用中的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种扬尘在线监测控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种扬尘在线监测控制系统，包括扬尘监测单元、噪声监测单元、气象监测单元、数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、LED屏显示单元和视频字符叠加单元，所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别与数据采集处理单元连接，所述数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、视频字符叠加单元和LED屏显示单元依次连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别通过RS485与数据采集处理单元连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述扬尘监测单元用于通过激光散射对扬尘进行连续自动监测，每分钟采集一次数据，并实时上传至数据中心和监控平台，所述扬尘监测单元包括同时监测PM100(全尘)、PM10和PM2.5的传感器，型号为A3-IG。

作为本实用新型进一步的方案：所述噪声监测单元用于通过噪声传感器进行全天候户外噪声数据采集，噪声传感器的型号为AS11-x。

作为本实用新型进一步的方案：所述气象监测单元用于通过风速传感器、风向传感器、温度传感器和湿度传感器分别进行风速、风向、温度和湿度环境参数的监测，风速传感器、风向传感器、温度传感器和湿度传感器的型号分别对应为RS-FS-N01、RS-FX-N01和RS-WS-N01-2-7。

作为本实用新型进一步的方案：所述数据采集处理单元用于对所收取的监测数据进行判别、检查和存储，对采集的监测数据按照统计要求进行统计分析处理，将处理后的数据上报至云平台，并控制参数通过LED屏显示单元显示，所述数据采集处理单元包括环境在线监测控制单片机，型号为ZXD-OMCSE-01。

作为本实用新型进一步的方案：所述数据传输单元包括4G传输模块，型号为CLM920。

作为本实用新型进一步的方案：所述数据解析单元包括处理芯片，通过PCB电路直接串联传感器至输入口RXD0/RXD1/RXD2/RXD3，经嵌入式开发程序解析各输入字符指向和字符内容计算后输出至TXD0；处理芯片型号为DM9000。

作为本实用新型进一步的方案：所述LED屏显示单元用于监测数据的现场实时显示，数据显示采用动态显示，以切屏的方式实现不同参数类型的展示，所述LED屏显示单元包括LED显示发光板和控制卡，通过16PIN串口线连接HUB_12接口；控制卡型号为ZH-E5；LED显示发光板型号为P10单红。

作为本实用新型进一步的方案：所述视频字符叠加单元用于将现场的环境参数以字符形式显示在视频监控画面(LED屏显示单元)上，所述视频字符叠加单元包括FPGA开发板和DS90串行器，FPGA通过PCB电路板与DM9000连接，同时通过MDR26接头线缆与数字摄像机连接，将由DM9000接收到的解析后的数据实时处理嵌入数字摄像机码流，从而实现视频字符的叠加；FPGA开发板的型号为AX7020；DS90的型号为DS90CR288和DS90LV047。

作为本实用新型进一步的方案：所述扬尘在线监测控制系统还包括通过继电器与数据采集处理单元连接的第三方联动设备，通过数据采集控制器设置环境数据的触发值，达到触发值时系统自动启动第三方联动设备，当回落至安全值时将关闭第三方联动设备，所述第三方联动设备为雾炮设备、淋水设备或报警器。

作为本实用新型进一步的方案：所述扬尘在线监测控制系统还包括用于控制所述系统电源启动或者关闭的遥控器，所述遥控器采用315Mhz射频，所述遥控器通过遥控信号接收器、控制器与所述扬尘在线监测控制系统的电源连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用高精度、高性能的气象传感器，数据测量准确度高，误差率小；

2、支持3G/4G无线数据传输和有线网络数据可选，方便整个网络环境的搭建，直接通过4G LET Wireless Module与服务器连接；

3、主控板集成无线网络数据传输模块，而非采用DTU的方式，无线网络数据传输可控，无需担心原来由于DTU故障导致的数据无法传输的情况；

4、特有的视频字符叠加功能，将采集到的传感器数值经过处理计算后，实时显示在视频画面上，便于使用者直观了解现场数据情况和现场实时画面情况，将现场视频与检测数据完美融合，在现场的视频监控画面上就能看到现场的检测数据，并能随视频一起存储，防止数据的篡改；

5、主机具备数据存储功能，可将检测数据进行本地化存储，待网络恢复后，上传至数据监测平台；

6、通过数据传输单元、数据解析单元、视频字符叠加单元和LED屏显示单元可实现与数据平台的底层数据对接，方便介入省、市、区级监管平台。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中数据解析单元的处理芯片的结构示意图。

图3为本实用新型中视频字符叠加单元的原理框图。

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种扬尘在线监测控制系统，包括扬尘监测单元、噪声监测单元、气象监测单元、数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、LED屏显示单元和视频字符叠加单元，所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别与数据采集处理单元连接，所述数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、视频字符叠加单元和LED屏显示单元依次连接，其中，所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别通过RS485与数据采集处理单元连接，实现工地环境参数的监测、展示、数据上传、视频叠加功能，完美对接政府监测平台，从而实现工地环境参数的24小时监管。

本实施例中，所述扬尘监测单元用于对扬尘进行连续自动监测，扬尘每分钟采集一次数据，并实时上传至服务器供后台程序统计和分析，扬尘监测包括PM100(全尘)、PM10和PM2.5三个参数，并实时上传数据至数据中心和监控平台。设备使用激光散射法测量扬尘浓度，用精密流量控制的真空泵吸入大气中的测试气体送至传感器测量组件，传感器测量组件是以GustavMie粒子光散射理论为基础，结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。

本实施例中，所述噪声监测单元用于通过噪声传感器进行全天候户外噪声数据采集，对噪声传感器的户外监测安全和数据准确性提供可靠保障。

本实施例中，所述气象监测单元用于通过风速传感器、风向传感器、温度传感器和湿度传感器分别进行风速、风向、温度和湿度等环境参数的监测，为扬尘和噪声监测数据的后期分析提供气象参数保障；特别是通过风向对扬尘的运动趋势做科学预测和报警；在不同的气象条件下，对扬尘、噪声监测数据做科学的修正。

本实施例中，所述数据采集处理单元是整套系统的中枢，用于对所收取的监测数据进行判别、检查和存储；对采集的监测数据按照统计要求进行统计分析处理，将处理后的数据上报至云平台，并控制参数的本地化显示，实现环境参数与视频监控画面的融合。

本实施例中，所述LED屏显示单元用于监测数据的现场实时显示，给施工单位、城市居民以警示作用；给予施工单位和城市居民自查、自控提供数据支撑；达到噪声扬尘超标及时控制降低功能。可显示当前时间日期、温湿度、风速、风向、PM2.5、PM10、PM100、噪声等参数，数据显示采用动态显示，以切屏的方式实现不同参数类型的展示，可以选择单色、双色、三色、全彩，尺寸可定制。

本实施例中，还包括数据展示平台，本系统的监测数据不仅可以上报至各级政府的数据云平台，更能与现场的监控视频相融合，将现场的环境参数以字符形式显示在视频监控画面上，实现本地环境参数与本地视频的融合，将环境参数以字符形式叠加显示在摄像机的视频画面上，并能随视频一起存储，防篡改，只要能够调取现场的视频，环境参数即可展示在视频监控画面上。该系统的数据展示平台分为三部分：1)环境数据在本地的LED屏显示；2)环境数据上传至云平台后的系统软件展示；3)环境数据与监控视频融合展示。

本实施例中，还包括云平台数据展示，可结合电子地图确切的知道每个设备所在位置，通过点击电子地图上的设备图标就可以查看设备所带各项传感器采集的实时监测因子，包括颗粒物、气象参数、视频等，双击视频播放界面可以实现放大或缩小，方便用户直观查看区域内所有监测点的部署情况和环境质量状况。

数据展示支持折线图、柱状图、表格等多种形式，展示的内容为各项监测因子浓度的实时与历史分钟值、小时值，方便用户查看时间段内各项监测因子变化趋势，同时可以进行监测点位之间的各项参数的对比分析。

系统提供历史数据查询功能，用户通过设置时间类型、站点、查询时间选项后，即可查看到所选择站点的历史数据信息，包括各项监测因子、数据更新时间等，查询结果支持选用EXCEL文档形式导出。

本实施例中，还包括视频监控融合展示，本系统的监测数据不仅可以上报至各级政府的数据云平台，更能与现场的监控视频相融合，将现场的环境参数通过视频字符叠加单元以字符形式显示在视频监控画面(LED屏显示单元)上，实现本地环境参数与本地视频的融合，通过视频字符叠加单元将环境参数以字符形式叠加显示在摄像机的视频画面上，并能随视频一起存储，防篡改，只要能够调取现场的视频，环境参数即可展示在视频监控画面上。

本实施例中，所述扬尘监测单元包括同时监测PM100(全尘)、PM10和PM2.5的传感器，型号为A3-IG。

所述噪声监测单元包括噪声传感器，型号为AS11-x。

所述气象监测单元包括风速传感器、风向传感器、温度传感器和湿度传感器，型号分别对应为RS-FS-N01、RS-FX-N01和RS-WS-N01-2-7。

所述数据采集处理单元包括环境在线监测控制单片机，型号为ZXD-OMCSE-01。

所述数据传输单元包括4G传输模块，型号为CLM920。

所述数据解析单元包括处理芯片，通过PCB电路直接串联传感器至输入口RXD0/RXD1/RXD2/RXD3，经嵌入式开发程序解析各输入字符指向和字符内容计算后输出至TXD0；处理芯片型号为DM9000，如图2所示。

所述LED屏显示单元包括LED显示发光板和控制卡，通过16PIN串口线连接HUB_12接口；控制卡型号ZH-E5；LED显示发光板型号为P10单红。

所述视频字符叠加单元包括FPGA开发板和DS90串行器，如图3所示，FPGA通过PCB电路板与DM9000连接，同时通过MDR26接头线缆与数字摄像机连接，将由DM9000接收到的解析后的数据实时处理嵌入数字摄像机码流。从而实现视频字符的叠加；FPGA开发板的型号为AX7020；DS90的型号为DS90CR288和DS90LV047。

该扬尘在线监测控制系统，具有以下突出优点：

1、采用高精度、高性能的气象传感器，数据测量准确度高，误差率小；

2、支持3G/4G无线数据传输和有线网络数据可选，方便整个网络环境的搭建，直接通过4G LET Wireless Module与服务器连接；

3、主控板集成无线网络数据传输模块，而非采用DTU的方式，无线网络数据传输可控，无需担心原来由于DTU故障导致的数据无法传输的情况；

4、特有的视频字符叠加功能，将采集到的传感器数值经过处理计算后，实时显示在视频画面上，便于使用者直观了解现场数据情况和现场实时画面情况，将现场视频与检测数据完美融合，在现场的视频监控画面上就能看到现场的检测数据，并能随视频一起存储，防止数据的篡改；

5、主机具备数据存储功能，可将检测数据进行本地化存储，待网络恢复后，上传至数据监测平台；

6、通过数据传输单元、数据解析单元、视频字符叠加单元和LED屏显示单元可实现与数据平台的底层数据对接，方便介入省、市、区级监管平台。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种扬尘在线监测控制系统，包括扬尘监测单元、噪声监测单元、气象监测单元、数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、LED屏显示单元和视频字符叠加单元，其特征在于，所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别与数据采集处理单元连接，所述数据采集处理单元、数据传输单元、数据解析单元、视频字符叠加单元和LED屏显示单元依次连接。

2.根据权利要求1所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述扬尘监测单元、噪声监测单元和气象监测单元分别通过RS485与数据采集处理单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述扬尘监测单元用于通过激光散射对扬尘进行连续自动监测，并实时上传至数据中心和监控平台，所述扬尘监测单元包括同时监测PM100、PM10和PM2.5的传感器，型号为A3-IG。

4.根据权利要求3所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述噪声监测单元用于通过噪声传感器进行全天候户外噪声数据采集，噪声传感器的型号为AS11-x。

5.根据权利要求4所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述气象监测单元用于通过风速传感器、风向传感器、温度传感器和湿度传感器分别进行风速、风向、温度和湿度环境参数的监测，风速传感器、风向传感器、温度传感器和湿度传感器的型号分别对应为RS-FS-N01、RS-FX-N01和RS-WS-N01-2-7。

6.根据权利要求1所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述数据采集处理单元用于对所收取的监测数据进行判别、检查和存储，对采集的监测数据按照统计要求进行统计分析处理，将处理后的数据上报至云平台，并控制参数通过LED屏显示单元显示，所述数据采集处理单元包括环境在线监测控制单片机，型号为ZXD-OMCSE-01。

7.根据权利要求1或6所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述数据传输单元包括4G传输模块，型号为CLM920；所述数据解析单元包括型号为DM9000的处理芯片，通过PCB电路直接串联传感器至输入口RXD0/RXD1/RXD2/RXD3，经解析各输入字符指向和字符内容计算后输出至TXD0。

8.根据权利要求7所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述LED屏显示单元用于监测数据的现场实时显示，数据显示采用动态显示，以切屏的方式实现不同参数类型的展示，所述LED屏显示单元包括LED显示发光板和控制卡，通过16PIN串口线连接HUB_12接口；控制卡型号为ZH-E5；LED显示发光板型号为P10单红。

9.根据权利要求8所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述视频字符叠加单元用于将现场的环境参数以字符形式显示在LED屏显示单元上，所述视频字符叠加单元包括FPGA开发板和DS90串行器，FPGA通过PCB电路板与DM9000连接，同时通过MDR26接头线缆与数字摄像机连接，FPGA开发板的型号为AX7020；DS90的型号为DS90CR288和DS90LV047。

10.根据权利要求1所述的扬尘在线监测控制系统，其特征在于，所述扬尘在线监测控制系统还包括通过继电器与数据采集处理单元连接的第三方联动设备，第三方联动设备为雾炮设备、淋水设备或报警器。