走航式环境实时监控系统 巡航式网格空气质量监测系统
2020-06-24 09:07:38 艾方立科技
走航式环境实时监控系统是基于移动式互联平台上开发的走航式环境自动监测设备。它可以集成H.265编码高清视频、10 80P直播，360度全方位旋转云台、4G无线传输、远程监控监测&预警、扬尘监测产品、微型环境空气质量监测系统、TVOCs监测系统、气象参数等传感器数据采集等功能于一体。具有环境空气质量的实时监测与统计分析功能，符合国家标准GB 3095—2012《环境空气质量标准》。配备了GPS定位模块实现监测点位可实时回传，车辆移动轨迹绘制，轨迹沿途线路扬尘排放浓度值的实时显示。超标预警提示等功能。目前已广泛应用于科研实验，网格执法，巡逻检查，空气质量应急排查，网格监管盲区补充，应对重污染天气，污染突发事件，散乱污点位筛选时更具时效性，能快速溯源，数据异常排查。
技术特点
TECHNICAL CHARACTERISTICS
【1】具有云端自动在线校准功能，自动修正传感器漂移及环境干扰，无需现场人工校准；简易化设计，拆卸方便无需改装车辆；可以同时监测气体参数和可吸入颗粒物，并在数据平台上显示出监测值。
【2】无工具拆卸，方便点位迁移与设备维护；采用进口高灵敏度的传感器，响应时间快，分辨率高，线性好，检测下限可达ppb级；参数可拓展，灵活配置。
【3】应用单片机和网络通讯技术相结合，采用数据存储功能，不仅可提供方便的数据查询方式，还可以通过USB接口将数据转存至计算机，用配套的上位机软件自动计算日平 均值、月均值、污染指数、生成各种图形数据标，并进行打印。
【4】性能稳定、精确度高、操作方便、易于维护具有断电保护功能；集成GPRS通信技术，实时监测大气环境数据，实时传输数据， 实时监控设备运行状态。
【5】实现多参数自动监测，防干扰技术设计；实现各类参数采集，自动上传网络平台，自动发布数据。
【6】GPS扩展，车辆移动轨迹绘制实时定位车辆与扬尘浓度信息；可配备网络摄像头，环境污染指标超标自动预警视频抓拍，数据字符可在视频叠加显示。
技术参数
TECHNICAL PARAMETER
技术方案
这几款产品均可满足客户走航式监测的需求，监测参数可根据客户需求进行组合配置，款式多样，外观设计满足大众审美观。
【特色功能】
断点续传
系统架构
【5】设备参数状态处理层。报文处理层将监测数据报文解析为预定义格式的数据后交由本子系统，本子系统负责数据的最终存储。本子系统根据业务需求划分为两个模块，每个模块由本地缓存和数据库存储两个单元组成。两个模块分别处理最新值数据和值更新记录数据。
【6】实时库：将基础信息（如站点、监测项、设备参数项等）常驻内存，供各业务层子系统使用。实时库在整个系统架构中处于中心地位，所有其它业务子系统都基于它进行数据处理，它自身没有任何业务逻辑，仅作为数据层提供基础信息及提供实时库的持久化。
【7】系统启动层：作为整个系统的启动入口，负责管理所有业务子系统。运行监控系统：俗称看门狗程序，负责监视所有业务子系统的运行。
【8】外部接口：提供本系统与外界的交互访问，按照业务需求，目前此接口需要提供远程设备控制功能。
系统软件通过同时支持多种通讯方式（如有线、无线、串口），多种通讯模式（如定时发送模式、实时发送模式、召唤发送模式等）和多种通讯协议进行数据采集。
对于与数据库的连接、插入、查询等操作，充分考虑了系统的容错性，如出现断线重连、异常屏蔽、数据库死锁等异常现象，系统均具有处理能力。系统采用多线程、多连接方式对数据库进行操作，以确保海量数据的插入、查询、更新等。
【系统拓扑】
【技术特点】
【1】大气污染实时监控云平台，无论身在何处，可随时随地通过电脑网页在线查看历史数据和实时数据。
技术特点
TECHNICAL CHARACTERISTICS
【1】具有云端自动在线校准功能，自动修正传感器漂移及环境干扰，无需现场人工校准；简易化设计，拆卸方便无需改装车辆；可以同时监测气体参数和可吸入颗粒物，并在数据平台上显示出监测值。
【2】无工具拆卸，方便点位迁移与设备维护；采用进口高灵敏度的传感器，响应时间快，分辨率高，线性好，检测下限可达ppb级；参数可拓展，灵活配置。
【3】应用单片机和网络通讯技术相结合，采用数据存储功能，不仅可提供方便的数据查询方式，还可以通过USB接口将数据转存至计算机，用配套的上位机软件自动计算日平 均值、月均值、污染指数、生成各种图形数据标，并进行打印。
【4】性能稳定、精确度高、操作方便、易于维护具有断电保护功能；集成GPRS通信技术，实时监测大气环境数据，实时传输数据， 实时监控设备运行状态。
【5】实现多参数自动监测，防干扰技术设计；实现各类参数采集，自动上传网络平台，自动发布数据。
【6】GPS扩展，车辆移动轨迹绘制实时定位车辆与扬尘浓度信息；可配备网络摄像头，环境污染指标超标自动预警视频抓拍，数据字符可在视频叠加显示。
技术参数
TECHNICAL PARAMETER
技术方案
TECHNICAL SOLUTIONS
走航式环境监测系统是我司结合不同的监测场景所衍生出来的产品，是移动监测、流动监测、短期工地等不确定性比较大的场景的首选监测利器。同时也是固定监测点位无法覆盖到区域的有效补充。我司根据多年的实施经验，研发生产出了多款走航式环境监测产品，分别是：这几款产品均可满足客户走航式监测的需求，监测参数可根据客户需求进行组合配置，款式多样，外观设计满足大众审美观。
【特色功能】
现场端物联感知
智能感知层实现多维一体化，包括颗粒物原位测量装置、有害气体实时监测装置等。
颗粒物原位测量装置
本设备采用光散射原理测量颗粒浓度，较之传统的β射线，微量震荡天平法法测量粉尘浓度，具有适用性广、测量速度快、运维方便、可在线实时测量等优点。本设备主要实现对扬尘PM2.5、PM10同时实时监测。
颗粒物原味测量子系统采用高灵敏的光散射光度计（浊度仪）技术测量颗粒物浓度。颗粒物首先经过粒子切割器，切割出我们需要测量的PM5、PM2.5粒子，切割后的颗粒物经过进样口进入到光学测量室内。光源产生880nm的红外光照射到颗粒物上发生散射，位于90°角位置上的探测器将散射光捕获。通过散射光强与校准颗粒物质量浓度的关系，实时计算并将质量浓度传送到数据采集与处理子系统。这种能理想地反映颗粒物特性的光学仪器能提供连续的总悬浮颗粒物浓度和切割点为PM10至PM2.5的颗粒物浓度。仪器内安装了气压传感器、温度传感器，与被校准后的精确限流孔两端压差的数字反馈信号结合，通过使用这样的流量控制组件，对流量进行精确控制，可以获得准确的样品体积和精确的颗粒物粒径切割点，实现了颗粒物的准确切割。颗粒物精确切割和数据优化保证仪器的高准确性，与美国EPA认证方法可比。并且颗粒物原位测量子系统配置了有温湿度传感器的加热器，可以有效抑制湿度增加后带来的正偏差。
GPS定位系统
设备内置GPS定位模块，采用全球定位系统，实时记录设备所处位置信息，并将实时的位置信息上传至服务器，用户也可登陆我司云平台，在GIS实时地图上查看到设备所处位置的标示点。
传输网络
设备支持3G/4G，RJ45以太网接口，RS485，RS232等通讯方式把采集到的数据传输到云平台，保存，分析，统计展示，预警处理。巡航轨迹回放走航式监测系统均配备GPS定位模块，实时上传设备的位置至服务器，用户可登陆我司云平台根据时间段查询设备在改时间段的移动轨迹，并可进行回放查看。
断点续传
为预防设备出现断网现象，从而导致监测数据丢失，我司特开发了断点续传功能，当设备监测到网络中断时，自动将监测数据保存至本地，待检测到设备恢复网咯后，自动将断线的这段时间里所监测到的数据上传至服务器保存。
视频监控
可配备高清网络摄像机，实现对现场情况的实时图像监控，基于数据库的视频叠加功能。支持与海康、大华等品牌摄像头进行数据视频叠加开发，配套客户端和手机APP远程查看录像，通过上位机软件设置阀值，超标自动抓拍上传图片，可实时录像存储时间不少于1个月。支持宽带/WIFI/GPRS传出方案。
系统架构
【1】采集端：采集端一般指现场数采仪或监测设备数据采集传输模块，采集端并非属于本系统的一部分，图中给出只是为了方便描述。
【2】网络通信层：网络通信服务端系统，基于TCP协议，负责与采集端维持连接，进行数据通信。
【3】校验、分析等处理，然后交由下层；另一方面，执行底层向采集端的发送任务，将发送任务组织为遵循规范的报文交由网络通信层。
【4】监测数据处理层：报文处理层将监测数据报文解析为预定义格式的数据后交由本子系统，本子系统负责数据的最终存储。本子系统划分为两个单元：本地缓存和数据库存储，本地缓存单元负责将数据缓存至本地磁盘，数据库存储单元负责将缓存的数据存至数据库。 【2】网络通信层：网络通信服务端系统，基于TCP协议，负责与采集端维持连接，进行数据通信。
【3】校验、分析等处理，然后交由下层；另一方面，执行底层向采集端的发送任务，将发送任务组织为遵循规范的报文交由网络通信层。
【5】设备参数状态处理层。报文处理层将监测数据报文解析为预定义格式的数据后交由本子系统，本子系统负责数据的最终存储。本子系统根据业务需求划分为两个模块，每个模块由本地缓存和数据库存储两个单元组成。两个模块分别处理最新值数据和值更新记录数据。
【6】实时库：将基础信息（如站点、监测项、设备参数项等）常驻内存，供各业务层子系统使用。实时库在整个系统架构中处于中心地位，所有其它业务子系统都基于它进行数据处理，它自身没有任何业务逻辑，仅作为数据层提供基础信息及提供实时库的持久化。
【7】系统启动层：作为整个系统的启动入口，负责管理所有业务子系统。运行监控系统：俗称看门狗程序，负责监视所有业务子系统的运行。
【8】外部接口：提供本系统与外界的交互访问，按照业务需求，目前此接口需要提供远程设备控制功能。
环保信息化云平台
环保信息化监控云平台，基于大气污染网格化监测系统建设，数据24 小时实时接收、保存、拥有下载、图表显示、智能分析、智能告警提醒/管理等功能，通过多模块处理提高了平台功能的可扩展性，亦可按照客户需求进行对应的模块功能开发的统合监管平台。 本平台架设在服务器上， 采用B / S 构架， 通过网络实现远程登录， 无需安装任何软件， 通过浏览器即可登录查看。【系统功能 】
前置通讯功能系统软件通过同时支持多种通讯方式（如有线、无线、串口），多种通讯模式（如定时发送模式、实时发送模式、召唤发送模式等）和多种通讯协议进行数据采集。
实时内存库
为了能保证系统的实时性，系统设有一个紧凑的、功能强大的实时内存库，用来实时、高效地处理海量实时数据、实时状态、实时报警、遥调指令、计算量数据等，对内部数据对象进行查找、定位、过滤等，并且实时刷新。实时内存库提供数据访问接口，以便于第三方或软件开发人员访问其中的数据（如WEB开发人员通过该接口在网页上显示相关数据）。实时内存库
为了能保证系统的实时性，系统设有一个紧凑的、功能强大的实时内存库，用来实时、高效地处理海量实时数据、实时状态、实时报警、遥调指令、计算量数据等，对内部数据对象进行查找、定位、过滤等，并且实时刷新。数据处理
系统软件可采集海量数据，这些海量数据需要快速、有效地处理，而系统软件具有很强的数据处理能力，能根据客户提供的计算公式、工程转换方法、项目系数、审核规则、国家或行业相关规定等对采集的原始数据进行运算，算完后将原始数据和运算后数据在数据库不同表中同时分别存储。且出现越限数据、质量码异常数据系统产生相关报警。数据存储
系统软件具有多种数据库的写入功能，如ORACLE等。管理员通过相关配置界面选择其中一种数据库。系统具备数据缓存技术，将来不及写入数据库的数据及时存储到实时文件里，在系统空闲时或故障恢复后及时将数据补回到数据库内，确保数据不丢失。对于与数据库的连接、插入、查询等操作，充分考虑了系统的容错性，如出现断线重连、异常屏蔽、数据库死锁等异常现象，系统均具有处理能力。系统采用多线程、多连接方式对数据库进行操作，以确保海量数据的插入、查询、更新等。
【系统拓扑】
【技术特点】
【1】大气污染实时监控云平台，无论身在何处，可随时随地通过电脑网页在线查看历史数据和实时数据。
【2】多站查询：主要用于多台设备进行数据对比查询；支持巡航轨迹回放追溯。
【3】设备可分区域显示与管理；满足政府监管平台框架及功能要求；实时数据查看；历史数据变化曲线图查看。
【4】支持小时平均，日平均，月平均；支持数据同比与环比分析；支持对各项指标进行排名。
【5】空气质量优良情况统计；数据导出，Excel 表格形式统计数据。支持设备管理，设备档案，售后、升级记录；支持用户管理与权限管理。
【6】可根据需要开放相关数据接口；支持 5000 以上数量级的设备接入；支持OEM 定制开发，支持定制界面。
【7】支持多种参数监管，VOCs、颗粒物（PM2.5/PM10/TSP）、噪声、气象五参数、负氧离子、总辐射、光照强度、雨量、O2、H2S、NH3、SO2、NO2、CO2、CO、O3、CH2O 等 监测数据处理。
【8】实时告警页面查看，历史告警记录查询；支持多种远程启动联动功能，网页，微信，配套软件等方式；报警阀值远程可配置。
【9】可以随时随地通过智能手机查看历史和实时数据。
【10】标准GIS 实时地图，支持 GIS 电子地图状态显示，离线，在线，与报警闪动。
【11】实时数据与国控点数据同一画面输出比对；设备实时数据与状态显示。
【12】数据库自动备份与容灾，确保数据案例不丢。
》状态总览：总览用户旗下全部设备状态及设备信息；操作日志：该帐号最近的操作记录；设备管理：对设备进行管理；用户管理：对用户进行管理；个人中心：用户自身信息修改；数据大屏：一张图显示监管数据。
【系统性能】
》由于本系统负责现场各类上传数据的接收、处理、分析和存储，因此系统的健壮性、稳定性非常重要。系统需具备如下性能：
》系统写入速度不低于10000条/秒。可确保7*24小时稳定无故障运行。
》可支持10000个点的数据并发处理，并且可扩展通讯协议。
》地图监测:以电子地图的形式展示设备的所在位置，点击后可以显示设备的各式参数
》视频中心:对用户所拥有的设备的摄像头进行一个统一的浏览和显示
》数据分析：历史数据:展示设备的历史数据；数据对比：进行设备的数据对比分析；检测排名：设备的实时数据总览排名； 传输统计：展示设备的所选时间内的数据传输统计。
》污染日历：显示出设备所选月份的污染物浓度情况；数据导出：导出设备所需数据；告警中心：实时告警:展示目前旗下设备的告警情况；历史告警:显示设备所选时间内的告警情况。》由于本系统负责现场各类上传数据的接收、处理、分析和存储，因此系统的健壮性、稳定性非常重要。系统需具备如下性能：
》系统写入速度不低于10000条/秒。可确保7*24小时稳定无故障运行。
》可支持10000个点的数据并发处理，并且可扩展通讯协议。
平台功能
》数据中心:展示设备的基本实时参数和设备状态等》地图监测:以电子地图的形式展示设备的所在位置，点击后可以显示设备的各式参数
》视频中心:对用户所拥有的设备的摄像头进行一个统一的浏览和显示
》数据分析：历史数据:展示设备的历史数据；数据对比：进行设备的数据对比分析；检测排名：设备的实时数据总览排名； 传输统计：展示设备的所选时间内的数据传输统计。
》状态总览：总览用户旗下全部设备状态及设备信息；操作日志：该帐号最近的操作记录；设备管理：对设备进行管理；用户管理：对用户进行管理；个人中心：用户自身信息修改；数据大屏：一张图显示监管数据。
