車載走航式環境監（jiān）測係統空氣質量巡航（háng）式檢（jiǎn）測係（xì）統

2020-12-28 09:49:30 艾方立科（kē）技

走航式環境實時（shí）監控係統是基於（yú）移動式互聯平台上開發的走航式（shì）環境（jìng）自動監測設備。它可以（yǐ）集成H.265編碼（mǎ）高清視頻、1080P直播，360度全方（fāng）位旋轉雲台、4G無線傳輸、遠程監控監測（cè）&預警、揚塵（chén）監測產品、微型環境空氣（qì）質量監測係統（tǒng）、TVOCs監測係統、氣象參數等傳（chuán）感（gǎn）器數據采集等功能（néng）於一體。具有（yǒu）環（huán）境（jìng）空氣質量的實時監測（cè）與（yǔ）統計（jì）分析（xī）功能，符合國家標準GB 3095—2012《環境空氣質量標準（zhǔn）》。配備了GPS定位模塊實現監測點位可（kě）實時回傳，車輛移動軌跡繪（huì）製，軌跡沿途線路揚塵排放濃度值的實時顯示。超標預（yù）警提示等（děng）功能。目前已廣泛應用於科研實（shí）驗（yàn），網格執法，巡邏檢查，空氣質量應（yīng）急排查，網格監管盲區補充，應對重汙染天氣，汙染突發事件，散亂汙（wū）點（diǎn）位篩選（xuǎn）時更具時效性，能快速溯源，數據異（yì）常排查。

技（jì）術特點
TECHNICAL CHARACTERISTICS
【1】具（jù）有雲（yún）端自動（dòng）在線校準功能，自動修正傳感器漂移（yí）及環境幹擾（rǎo），無需現場人（rén）工校準；簡易化設計，拆卸方便無需改裝車輛；可以同時監測氣體參數和可吸入（rù）顆粒物，並在數據平台（tái）上顯示出監測值。
【2】無工（gōng）具拆卸（xiè），方便點位遷移與設備維護；采用進口高靈敏度的傳感器，響應時間（jiān）快，分辨率高，線性好，檢測下限（xiàn）可達ppb級；參數可拓展，靈活配置。
【3】應用單片機和網絡通訊技術相結合，采用數據存儲功（gōng）能，不僅可（kě）提供（gòng）方便的（de）數據（jù）查詢方式，還可以通過USB接口將數據轉存至計算機，用配套的上位機軟件自（zì）動計算日平均值、月均值、汙（wū）染指數、生成各種圖形數據標，並進行（háng）打印。
【4】性（xìng）能穩（wěn）定、精確度高、操作方便、易於維護具有斷電保護功能；集（jí）成GPRS通信技術，實時監測大氣環境數據，實時傳輸（shū）數據，實時監（jiān）控設（shè）備（bèi）運行狀態。
【5】實現多參數自動監測，防幹擾技術設計；實現各（gè）類參數采集，自動上（shàng）傳網絡平台，自動（dòng）發布數據。
【6】GPS擴展，車輛移動軌跡繪製實時定位車輛與揚塵濃（nóng）度信息；可配備網絡攝像頭，環境汙染指標（biāo）超標自動預警視（shì）頻抓拍，數據字符可在（zài）視頻疊加顯示。

技術參數
TECHNICAL PARAMETER

技術（shù）方案

TECHNICAL SOLUTIONS

走航（háng）式環境監測係統是（shì）我司結合不同的監測場景所衍生出（chū）來的產品，是移動監測、流動監測、短期工地等不確定性比較大的場景的首選監測利器。同時也是固定監測點位無法覆蓋到（dào）區域的有效補充。我（wǒ）司根據多（duō）年的實施經驗，研發生產出了多款走航式環境監測產品，分（fèn）別是：

這幾款產品均可滿足客戶走航式監測的需（xū）求（qiú），監測參數可根據客戶需（xū）求進行組合配置，款式多樣（yàng），外觀設計滿足大眾審（shěn）美觀。

【特色功能】

現場端物聯感知

智能感知層實現多維（wéi）一體化，包括顆粒物原位測量裝置、有害氣體實時監測裝置等（děng）。

顆粒物（wù）原位測量裝置

本（běn）設備采用光散射原理測量顆粒濃度（dù），較之傳統的β射線，微量震蕩天平法法測量粉塵濃度，具有適用性廣、測量（liàng）速度（dù）快（kuài）、運維方便、可在線實時測量等優點。本設備主要實現對揚塵PM2.5、PM10同時實（shí）時監測。

顆粒物原味測量（liàng）子係統采用高靈敏的光散射光（guāng）度計（濁度儀）技術（shù）測量顆粒物濃度。顆粒物首先經過粒子切（qiē）割器，切割（gē）出17c.com需要測量的PM5、PM2.5粒子，切割後的（de）顆粒物經過進（jìn）樣口進入到光學測量室內。光源產生880nm的紅外光照射（shè）到顆粒物上發生散射，位於90°角位置上的探（tàn）測器（qì）將散射光捕獲。通過散射光強與校準顆粒物質量濃度的關係，實時計算（suàn）並將質量濃度傳送到數據（jù）采（cǎi）集與處理子（zǐ）係統。這種能理想地反映顆粒物特性的光學（xué）儀器能提供連續的總懸浮顆粒物濃度和切割點為PM10至（zhì）PM2.5的顆粒物（wù）濃度。儀器內安裝（zhuāng）了氣壓傳感器、溫度傳感器，與被校準後的精確限流孔兩端壓（yā）差的數字反（fǎn）饋信號結合，通過使用這樣的流量（liàng）控製（zhì）組（zǔ）件，對流量進（jìn）行精確控（kòng）製，可以獲得準（zhǔn）確的樣品體積（jī）和精確的顆粒物粒徑切割點，實現了顆粒物的準確切（qiē）割。顆粒物精確切割和（hé）數據優化保證儀器的高準確性，與美國EPA認證方法（fǎ）可比。並且（qiě）顆粒物原（yuán）位（wèi）測量子係統配置了有溫濕度傳感器的加熱（rè）器，可以有（yǒu）效抑製濕（shī）度增（zēng）加後帶來的正偏差。

GPS定位（wèi）係統

設（shè）備內置GPS定位模塊，采用全球定位係統，實時記錄（lù）設備（bèi）所處位（wèi）置信息，並將實時的位（wèi）置信息上傳（chuán）至服務器（qì），用戶也可登陸我司雲平台，在GIS實時地圖上查看到設備所處位置的標示點。

傳輸網絡

設備支持3G/4G，RJ45以太網接口，RS485，RS232等通訊方式把采集（jí）到的數據傳輸到雲平台（tái），保存，分析，統計展示，預警處理。巡航軌跡回放（fàng）走航式監測係統均配備GPS定位模（mó）塊，實時上傳設備的位置（zhì）至服務器，用（yòng）戶可登陸我司雲平台根（gēn）據時間段查（chá）詢設備在（zài）改時（shí）間段（duàn）的移動軌（guǐ）跡，並可進行回放查看。

斷點續傳

為預防設備（bèi）出現斷網現象，從而導致監測數據丟失，我司特開發了斷點續傳功能，當設備監（jiān）測到網絡中斷時，自動將監測數據保存至本地，待檢（jiǎn）測到設備恢複網咯後，自動將斷線的這（zhè）段時間裏所監測到的數據上傳至服（fú）務器保存。

視頻監控

可配備高清網絡攝像機，實現對現場情況的（de）實時圖像監控，基於數據庫的視頻疊加功能。支持與（yǔ）海康、大華等品牌攝像頭進（jìn）行數據（jù）視頻疊加開發，配套客（kè）戶端和手機APP遠（yuǎn）程查看錄像，通過上位機軟（ruǎn）件設置閥值，超標自動抓（zhuā）拍上傳圖片，可實（shí）時錄像存儲（chǔ）時間（jiān）不少於1個月。支（zhī）持寬帶/WIFI/GPRS傳出方案（àn）。

係統架構（gòu）

【1】采（cǎi）集端：采（cǎi）集端一般指現場數采儀或監測設備數據采集傳輸模（mó）塊（kuài），采集端並非屬於本係統的一部分，圖中給出隻是為（wéi）了方便描述。
【2】網絡通信層：網（wǎng）絡通信服務端係統，基於TCP協議，負責與采集端維持連接，進行數據通信。
【3】校驗、分析（xī）等處理，然（rán）後交由下（xià）層；另一方麵，執行底層向采集端的發送任務，將發送任務組（zǔ）織為遵（zūn）循規範的報文交（jiāo）由網絡通信層（céng）。

【4】監測（cè）數據處（chù）理層：報文處理層將監測數據報文解析為預定義格式（shì）的數據後交由本子係統，本子係統負責數據的最（zuì）終存儲。本子係統劃分（fèn）為兩個單元：本地緩存和數據庫（kù）存儲，本地緩存單元負責將數據緩存至本地磁盤，數（shù）據庫（kù）存儲單元負責將緩存的（de）數據存至數據庫。
【5】設備參數狀態處理層。報文處理層將監測數據報文解析為（wéi）預定義格式的數據後交由本子係統，本子係統負責數據的最終存儲。本子（zǐ）係統根據業（yè）務需求劃分（fèn）為兩（liǎng）個模塊（kuài），每個模塊由本地緩存和數據庫存（cún）儲兩個單元組成（chéng）。兩個模塊分別處理最新值數據和值更新記錄數據。
【6】實時庫：將基礎（chǔ）信（xìn）息（如站點、監測項、設備參數項（xiàng）等）常駐內存，供各業務層子係統使用（yòng）。實時庫在整個係統架構中處（chù）於中心地位，所有其它業務子係統都基於它進行數據處理，它自身沒（méi）有任何（hé）業務邏輯，僅作（zuò）為（wéi）數（shù）據層提供基礎信息及提供實時庫的持久化。
【7】係統啟動層：作為整個係統的啟動入口，負責管（guǎn）理所有業務子係統。運行監控係統：俗（sú）稱看門狗程序，負（fù）責監視所有（yǒu）業務子係統的運行。
【8】外部（bù）接口：提供本係（xì）統與外界的交互訪問，按照業務需求，目前此接口需要提供遠程設備控製功能。

環保信息化雲平台（tái）

環保信息化監控雲平台，基於大（dà）氣汙染網格化監測係統建設，數據24 小時實時接收、保存、擁有（yǒu）下載、圖表顯示（shì）、智能分析、智能告警提醒/管理等功能，通過多模塊處理提高了平台（tái）功能的（de）可擴展性，亦可按（àn）照客（kè）戶需求進行對應的模塊功（gōng）能開（kāi）發的統合監管平台。本平台架設在服務器上，采用B / S 構架，通過網絡實現遠程登錄，無需安（ān）裝任何軟（ruǎn）件，通過（guò）瀏覽器（qì）即可登錄（lù）查（chá）看。

【係統功能】

前置（zhì）通訊功能
係統軟件通過同時支持多種通訊方式（如有線、無線、串口），多種通訊模式（如定時發送模式、實時發送模式、召喚發送模式等）和（hé）多種通訊協議進行（háng）數據采集。

實時（shí）內（nèi）存庫

為了能保證係統的實時（shí）性，係統設（shè）有一個緊湊的、功能強大的實（shí）時內存庫，用來實時、高效地處理海（hǎi）量實時數據（jù）、實時狀態、實時報警、遙調指令、計算量數據等，對內部數據對（duì）象進行查找、定位、過濾等，並且實時刷新。實時內（nèi）存庫提供數據訪問接口，以便於第三方或軟件開發人員訪問其中的數據（如WEB開發人員通過該接口（kǒu）在網（wǎng）頁上顯示相關數據（jù））。

實時內存庫

為了能保證係統的實時性（xìng），係統（tǒng）設有一個緊湊的、功能強大的實時內存庫，用來實時、高效地處理海量實時數據、實時狀（zhuàng）態、實時報警、遙調指令、計算量數據等，對內（nèi）部數據對象進行查找、定位、過濾等，並且實時刷新。

數據處理

係（xì）統軟件可（kě）采集海量數據（jù），這些海量數據需要快速、有效地處理，而係統軟件具有很強的數（shù）據處（chù）理能力，能根據客戶提供的計算公式、工程轉換方法、項目係數、審核規則、國家或行業相關規定等對采集的原始數據（jù）進行運算，算完後將（jiāng）原始數據和（hé）運算（suàn）後數據在數據庫不同表中同時分別存儲（chǔ）。且出現越限（xiàn）數據、質量碼異常數據係統產（chǎn）生相關報警。

數據存儲

係統軟件具有多種數（shù）據庫的寫（xiě）入（rù）功能，如ORACLE等。管理員通過相關配置界麵選（xuǎn）擇其中一種數據庫。係統具備數據緩存（cún）技術，將（jiāng）來不及寫入數據庫的數據及時存（cún）儲到實時文件裏，在係統空閑時或故障恢（huī）複後及時將數據補回到數據庫內（nèi），確保數據不丟失。
對於與數（shù）據庫的連接、插入、查（chá）詢等操作，充分考慮了係統的容錯性，如出現斷（duàn）線重連、異常屏蔽、數據庫死鎖（suǒ）等異常現象，係統均具（jù）有（yǒu）處理能力。係統采用（yòng）多線程、多連接方式（shì）對數據庫進行操（cāo）作，以確保海量數據的插（chā）入（rù）、查詢、更新等。

【係統拓撲】

【技術（shù）特點】
【1】大氣汙染實時監控雲平台，無論身在何（hé）處，可（kě）隨時（shí）隨（suí）地通過電腦網頁在線查看曆史（shǐ）數據（jù）和實時數據。

【2】多站查詢：主要用於多台設備進行（háng）數據對比查詢（xún）；支（zhī）持巡航軌跡回放追溯。

【3】設備可分區域顯示與管理；滿足政府監管平台框架及功能要求；實時數據（jù）查看；曆史數據變化（huà）曲線圖查看。

【4】支持（chí）小（xiǎo）時（shí）平均，日平均，月平（píng）均；支持（chí）數據（jù）同比與環比分（fèn）析；支持對各項指標（biāo）進行排名。

【5】空氣質量優良情況統計；數據導出，Excel 表格形式統計數據。支持設備管理，設備檔案，售（shòu）後、升級記錄；支持用戶管理（lǐ）與（yǔ）權限管（guǎn）理。

【6】可根據需要開放相關（guān）數據接口（kǒu）；支持 5000 以上數量級的設備接入；支持OEM 定製開發，支持定製界麵。

【7】支持多（duō）種參數監（jiān）管，VOCs、顆粒物（PM2.5/PM10/TSP）、噪聲、氣象五參數、負氧（yǎng）離子、總輻射（shè）、光照強度、雨量、O2、H2S、NH3、SO2、NO2、CO2、CO、O3、CH2O 等監測數據處（chù）理。

【8】實時告警頁麵查看，曆史告警記錄查詢；支持多種遠程啟動（dòng）聯動（dòng）功能（néng），網頁，微信，配套（tào）軟件等方式（shì）；報警閥值遠程可配置。

【9】可（kě）以隨時隨地通過智能手機查看曆史和實時數據。

【10】標準GIS 實時地圖，支持 GIS 電子地圖狀態顯（xiǎn）示，離線，在線，與報（bào）警閃動。

【11】實時數據與國控點數據同一畫麵輸出比（bǐ）對；設備實時數據（jù）與（yǔ）狀態顯示。

【12】數據庫自動備份（fèn）與容災，確保數據案例不丟。

【係統性能】

》由於本係統負責（zé）現場各類上傳數據（jù）的接收、處理、分析和存儲，因此係（xì）統的健壯性（xìng）、穩定性非常重要。係統需（xū）具備如下性能：
》係統（tǒng）寫（xiě）入速度不低於（yú）10000條/秒。可確保7*24小時（shí）穩（wěn）定無（wú）故障運行。
》可支持10000個點的數據並發處（chù）理，並且可擴展通（tōng）訊協（xié）議（yì）。

平台功能

》數據中心:展示設備（bèi）的（de）基本實時參數和設備狀態等
》地圖監（jiān）測:以電子地圖的形式展示設備的所（suǒ）在（zài）位置，點擊後可（kě）以顯示設備的各式參數
車載走航（háng）式環境監測係統空氣質量巡航式檢測係（xì）統

》視頻中心:對用戶所擁有的設備的攝像頭進（jìn）行（háng）一個統一的瀏覽和顯示
》數據分析：曆史數據:展示設備的曆史數據；數據對比：進（jìn）行設備的數據對比（bǐ）分析；檢測排名：設備的（de）實時數據總覽排名；傳輸統計：展示設備的所選時間內的（de）數據傳輸統計。

》汙染日曆：顯示出設（shè）備所選月份（fèn）的汙染物濃度情況；數（shù）據導出（chū）：導出設備所需數據（jù）；告警中（zhōng）心：實時告警:展示目前（qián）旗下設備的（de）告警情況；曆史告警:顯示設備所（suǒ）選時間內的告警情（qíng）況。
》狀（zhuàng）態總覽（lǎn）：總覽用戶旗下全部（bù）設備狀態及設備信（xìn）息；操作日誌：該帳號（hào）最近的操作記錄；設備管理：對設備進行管理；用戶管理：對用戶（hù）進（jìn）行管理；個人中心（xīn）：用戶（hù）自身信息修改；數據大屏：一張圖顯示監管（guǎn）數據。