1.Анализ фона
(1) Текущая ситуация с загрязнением
С быстрым развитием индустриализации и урбанизации проблема загрязнения воздуха становится все более серьезной. PM2.5、 Чрезмерная концентрация загрязняющих веществ, таких как озон (O3), диоксид серы (ТАК ₂) и оксиды азота (NOx), стала глобальной проблемой. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 90% населения мира подвергается воздействию чрезмерных условий воздуха, что приводит к значительному увеличению рисков для здоровья, таких как респираторные и сердечно-сосудистые заболевания. Согласно отчету Международного энергетического агентства, ежегодно от загрязнения воздуха во всем мире умирает более 6,5 миллионов человек. В отчете прогнозируется, что к 2040 году это число увеличится до 7,5 миллионов. Из-за ухудшения ситуации с загрязнением воздуха в последние годы заболеваемость людей также растет из года в год, особенно некоторых пожилых людей, детей и беременных женщин, чья сопротивляемость намного слабее, чем у обычных молодых людей, поэтому они также стали самыми серьезными жертвами загрязнения воздуха. Загрязнение воздуха может нанести вред человеческому организму тремя способами: вдыхание загрязненного воздуха, контакт поверхности кожи с загрязненным воздухом и употребление пищи, содержащей загрязняющие вещества. Помимо того, что оно вызывает респираторные и легочные заболевания, оно также может нанести вред сердечно-сосудистой системе, печени и т. д., а в тяжелых случаях может лишить человека жизни. Правительства по всему миру ввели строгие меры по предотвращению и контролю загрязнения воздуха, такие как китайская кампания защиты Синий Небо Ддддххх и план ЕС по чистому воздуху Ддддххх, чтобы способствовать развитию технологий мониторинга окружающей среды в направлении реального времени, точности и интеллекта.
(2) Технические проблемы
Традиционные методы мониторинга полагаются на стационарные станции и ручной отбор проб, которые имеют такие проблемы, как недостаточная точность оборудования (например, ошибка мониторинга PM2.5, превышающая ± 15%), ограниченный охват (охват только основных городских территорий), задержка обновления данных (ссшшш30 минут) и высокая стоимость. Поэтому существует острая необходимость в эффективном, гибком и масштабируемом интеллектуальном решении для мониторинга атмосферной среды, которое могло бы справиться со сложными и меняющимися сценариями загрязнения.
2. Краткое описание плана
Интеграция мониторинга атмосферной среды с архитектурой Интернета вещей, облачными вычислениями, локальной вычислительной сетью/сетью связи и другими технологиями многосетевого бесшовного соединения позволяет создать интеллектуальную систему мониторинга атмосферной среды, которая будет играть важную роль в ежедневном мониторинге, управлении и реагировании на чрезвычайные ситуации, связанные с качеством атмосферы.
Система мониторинга на базе серверного центра облачных вычислений может вмещать данные мониторинга с десятков тысяч точек мониторинга, образуя региональную платформу мониторинга для достижения единого мониторинга и управления в пределах региона.
Интегрированная система мониторинга и принятия решений по анализу передачи восприятия, основанная на Интернете вещей и технологии больших данных, создана для обеспечения мониторинга в режиме реального времени, точной прослеживаемости и интеллектуального контроля источников загрязнения воздуха, помогая правительствам и предприятиям достигать целей управления окружающей средой.
3. Общая архитектура решения
4. Функциональные особенности
(1) Мониторинг в режиме реального времени в течение дня
Собирайте важные характерные данные, такие как пыль (PM2.5, PM10), шум, метеорология и качество воздуха (SO2, НЕТ2, КО, O3), чтобы в режиме реального времени оценить общее состояние безопасности на объекте. Вид из кабины, динамически отображающий рейтинг индекса регионального загрязнения и оценку риска для здоровья.
(2) Автоматический анализ данных
Рассчитать собранные данные в соответствии с алгоритмом, установленным пользователем, и преобразовать необработанные данные датчиков в данные, представляющие состояние безопасности. Предоставление интуитивно понятных отчетов данных и динамических карт для помощи в принятии управленческих решений. Интегрированная тепловая карта загрязнения и модель прослеживаемости, поддерживающая многомерный анализ данных. Объединение метеорологических моделей с алгоритмами диффузии загрязнения для быстрого обнаружения источников загрязнения.
(3) Предупреждение о множественном анализе
В случае возникновения нештатных ситуаций, таких как превышение порогового значения или отказ оборудования, система как можно скорее активирует соответствующий трехуровневый механизм сигнализации и уведомит пользователя в виде SMS, электронной почты и т. д.
(4) Предоставить справочную базу
Хранение данных мониторинга обеспечивает аналоговую основу для будущих предупреждений о качестве воздуха.
(5) План действий в чрезвычайных ситуациях
Извлекайте соответствующие методы обработки непосредственно из библиотеки планов действий в чрезвычайных ситуациях, оперативно принимайте такие меры, как вмешательство персонала и эвакуация, а также уменьшайте вред, наносимый загрязнением окружающей среды.
5. Дисплей платформы
6. Мобильный дисплей
7. Сопутствующее оборудование и терминалы
(1) Шлюз
1) Поддерживает несколько беспроводных режимов, включая WI-FI, 2G и 4G.
2) Промышленная разработка с богатым набором интерфейсов, таких как RS232/RS485, МОЖЕТ, GPIO, АЦП и т. д.
3) Интерфейс СИМ-карта/УИМ-карты имеет встроенную защиту от электростатического разряда 15 кВ.
4) Широкий диапазон входного напряжения питания ДК5-36 В, соответствует требованиям электромагнитной совместимости промышленного уровня 4, имеет защиту от молнии на интерфейсе антенны и прошел 1500 часов испытаний в суровых условиях высокой температуры и высокой влажности.
5) Встроенная многоуровневая программная и аппаратная защита, самообнаружение неисправностей и самовосстановление, гарантирующие стабильную и надежную работу оборудования 24 часа в сутки без человеческого контроля.
6) Внедрение многоуровневого механизма обнаружения соединения. Поддержка пульсации уровня ППС, обнаружения ИКМП, обнаружения трафика интерфейса, обнаружения пакетов пульсации ТКП и других механизмов обнаружения соединения для обнаружения состояний соединения, достижения автоматического повторного извлечения и самовосстановления неисправностей, а также обеспечения постоянного подключения устройства к сети.
7) Интерфейс питания имеет встроенную защиту от перефазировки.
(2) Метеорологические 6 параметров и детектор пыли
1) Поддержка методов питания от сети переменного тока и солнечной энергии.
2) Мониторинг в режиме реального времени таких факторов, как скорость ветра, направление ветра, количество осадков, интенсивность света, температура и влажность, пыль (PM2.5, PM10) и т. д.
3) Общая конструкция оснащена кронштейном из углеродистой стали с напылением и конструкцией, предотвращающей кражу аккумулятора.
4) Простая конструкция, легкая установка и высокая эксплуатационная надежность.
5) Благодаря водонепроницаемой конструкции устройство может работать в обычном режиме даже в дождливые дни.
(3) Устройство контроля уровня шума
1) Поддержка методов питания от сети переменного тока и солнечной энергии.
2) Встроенная и модульная конструкция, небольшой размер, надежная работа.
3) Диапазон частот: 20 Гц~12,5 кГц.
4) Диапазон обнаружения: 30-130 дБ.
(4) Устройство для онлайн-мониторинга качества воздуха
1) Высокая степень интеграции, отсутствие движущихся частей, нулевой износ.
2) Не требует технического обслуживания, нет необходимости в калибровке на месте.
3) Инженерный пластик АСА используется для наружного применения и сохраняет цвет в течение всего года.
4) КО: 0-10ppm (± 5% полной шкалы), SO2:0-5PPM (± 5% полной шкалы), НЕТ2:0-5PPM (± 5% полной шкалы), O3: 0-5PPM (± 5% полной шкалы).
(5) Мобильный терминал мониторинга, устанавливаемый на транспортном средстве (опционально)
1) Картографирование загрязнения в реальном времени,
2) Поддержка GPS-позиционирования и обратной связи 4G
(6) Система досмотра беспилотных летательных аппаратов (опционально)
1) Модуль обнаружения нескольких газов
2) Камера высокой четкости
3) Время работы от батареи ≥ 2 часов
8. Сценарии применения
Надзор за городской сетью: развернуть сетку мониторинга размером 500 м × 500 м для выявления источников загрязнения, таких как строительная пыль и испарения предприятий общественного питания.
Контроль за промышленными парками: мониторинг распространения загрязнений на границах химических и сталелитейных предприятий для предотвращения экологических рисков.
Контроль загрязнения воздуха транспортными средствами: установите станции на основных дорогах и проанализируйте влияние выхлопных газов автотранспорта на качество воздуха.
Мониторинг строительной площадки: контроль пылевого загрязнения в режиме реального времени для обеспечения цивилизованного строительства.
Мониторинг природоохранных территорий: долгосрочное отслеживание изменений качества воздуха и оценка эффективности защиты.