順舟智能 | 空氣環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)硬件解決方案

一、空氣環(huán)境監(jiān)測發(fā)展背景

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，特別是我國以火力發(fā)電作為主要供電方式的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，大氣污染的局勢也逐漸嚴(yán)峻。根據(jù)相關(guān)調(diào)查我國的二氧化硫排放量處于世界第一位，二氧化碳排放量處于世界第二位，在全球大氣污染最嚴(yán)重的三十個(gè)城市總我國就占了二十個(gè)。在我國第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和其快速帶動(dòng)中國GDP增長的背景下，付出的是大氣污染的代價(jià)。作為以火力發(fā)電為主的發(fā)電方式，我國每年的燃煤量處于世界第一位，進(jìn)而導(dǎo)致每年向大氣中排放的二氧化硫與粉塵嚴(yán)重影響到大氣，再加上我國汽車的增多，更是加劇了大氣污染的程度。而隨著當(dāng)前人們對自身生活質(zhì)量要求越來越高，而霧霾、酸雨、粉塵等大氣污染狀況已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的健康。為此我們在面對經(jīng)濟(jì)增速緩慢的經(jīng)濟(jì)新常態(tài)背景下，也必須下大力氣治理大氣污染。

二、空氣環(huán)境監(jiān)測的聯(lián)網(wǎng)需求

大氣污染的三個(gè)主要來源分別是工業(yè)生產(chǎn)、生活爐灶以及交通運(yùn)輸。隨著科技的進(jìn)步，人們開始對環(huán)境保護(hù)的重視，并加強(qiáng)對大氣的監(jiān)測。而和天氣預(yù)報(bào)一樣，對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行預(yù)報(bào)的目的是為了引起公眾的關(guān)注，從而給城市中的工業(yè)企業(yè)帶來一定的輿論壓力，減少其排污量。不過，對于很多地方的執(zhí)法機(jī)構(gòu)而言，人員不全或是執(zhí)法經(jīng)費(fèi)不足，使得相關(guān)單位和機(jī)構(gòu)對于污染源的檢測及排污單位的監(jiān)理存在很大漏洞，并未形成有效的、實(shí)時(shí)的大氣質(zhì)量檢測程序，讓一些沒有污染治理設(shè)施的企業(yè)為經(jīng)濟(jì)效益鋌而走險(xiǎn)，為規(guī)避檢查而晚上偷偷進(jìn)行生產(chǎn)排放。

以傳感器與無線通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的全方位環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將廣泛的、多點(diǎn)分布的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備聯(lián)系起來，進(jìn)行統(tǒng)一的管理與監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

三、順舟智能環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測解決方案概述

順舟智能空氣環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測解決方案基于Zigbee/NB-IoT/LoRa等無線通信技術(shù)，通過順舟智能的智能網(wǎng)關(guān)及無線連接設(shè)備，搭配使用例如PM2.5傳感器、VOCs傳感器、二氧化硫傳感器、氨氣傳感器及一氧化碳傳感器等用于檢測空氣污染物的傳感器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對大氣可吸入顆粒物以及其他有毒有害氣體的濃度參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。并且可以根據(jù)用戶具體需求，進(jìn)行針對性處理，通過平臺上對于數(shù)據(jù)的處理和圖形繪制，滿足對空氣監(jiān)測設(shè)備的大規(guī)模、統(tǒng)一化管理，使得相關(guān)的機(jī)構(gòu)和單位能夠更為直觀的了解到所在區(qū)域的空氣污染情況，實(shí)現(xiàn)全天候、區(qū)域性的空氣污染檢測。

四、順舟智能空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)框架

順舟智能空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可用于對工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的集中型測試環(huán)境，也可以適用于對城市各處的污染源這一離散式的環(huán)境。通過ZIGBEE一類的小無線和GPRS這類的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，擺脫了距離和地域的限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)的監(jiān)測管理。

五、順舟智能空氣環(huán)境監(jiān)測硬件解決方案

空氣環(huán)境的整體監(jiān)測系統(tǒng)主要由感知層、傳輸層、應(yīng)用層及用戶終端這四個(gè)部分組成。

1、感知層主要涉及一些下端搭載的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，包括與傳感器連接無線傳輸模塊、空氣溫濕度傳感器及其他各類在現(xiàn)場空氣監(jiān)測中需要用到氣體傳感器；

2、傳輸層主要是中間的數(shù)據(jù)上下行傳輸網(wǎng)絡(luò)：包括順舟自主研發(fā)的聚盒一代網(wǎng)關(guān)、ZIGBEE+4G或LoRa+4G網(wǎng)關(guān)設(shè)備、無線連接設(shè)備等；

3、應(yīng)用層主要是用戶對整體空間監(jiān)測的管理平臺，用以對不同區(qū)域、不同功能的氣體傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；

4、終端層包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本、PC機(jī)等各類用于接收信息、處理信息的設(shè)備。

六、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能

1、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測

通過與現(xiàn)場安裝的無線采集設(shè)備相連的氣體傳感器，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場各類氣體濃度，并即時(shí)經(jīng)由智能網(wǎng)關(guān)上傳到監(jiān)測中心，保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性。

2、遠(yuǎn)程集中管理

能夠根據(jù)無線設(shè)備和傳感器安裝的位置對整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備分區(qū)域顯示，對不同地點(diǎn)、不同場景的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行區(qū)別管理，同時(shí)也能對多區(qū)域進(jìn)行集中監(jiān)測。

3、原始數(shù)據(jù)處理

對上傳到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，能夠在平臺上實(shí)現(xiàn)時(shí)間性的數(shù)據(jù)圖形或是到處數(shù)據(jù)報(bào)表，以達(dá)到對現(xiàn)場空氣環(huán)境進(jìn)行分析的作用。

4、數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)存

在該解決方案當(dāng)中，當(dāng)遇到上傳服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)斷開時(shí)，使用的智能網(wǎng)關(guān)能夠自動(dòng)存儲下方連接設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)。待傳輸網(wǎng)絡(luò)連接成功后，會將緩存的數(shù)據(jù)第一時(shí)間上傳到服務(wù)器，防止數(shù)據(jù)因網(wǎng)絡(luò)問題出現(xiàn)丟失。

5、智能短信報(bào)警功能

當(dāng)監(jiān)測到的氣體濃度高于客戶現(xiàn)場的限制濃度時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)平臺端、設(shè)備現(xiàn)場以及用戶手機(jī)短信等多個(gè)場景的報(bào)警提醒功能，便于客戶對現(xiàn)場環(huán)境的了解。

6、主動(dòng)故障提醒

一旦現(xiàn)場使用的監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)異常，會主動(dòng)上報(bào)異常狀態(tài)，便于客戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并有針對性的找到故障設(shè)備。

7、設(shè)備遠(yuǎn)程控制

客戶可以在監(jiān)控中心對監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)、設(shè)定工作時(shí)間等遠(yuǎn)程操作，并可對設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行查詢。

七、設(shè)備清單