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一、方案背景
隨著生活水平的提高，全社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)生活環(huán)境健康越來(lái)越關(guān)注，對(duì)生活的空氣質(zhì)量越來(lái)越關(guān)心，對(duì)環(huán)境信息提供的要求越來(lái)越高。通過(guò)媒體傳播公開(kāi)發(fā)布空氣質(zhì)量狀況，不僅有利于環(huán)保工作的公開(kāi)透明化，也有助于促進(jìn)公眾環(huán)保意識(shí)的提高和對(duì)環(huán)保工作的參與。
我國(guó)目前大部分地區(qū)依然采用人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主的大氣監(jiān)測(cè)手段，這種方式不能及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)到污染物的實(shí)時(shí)排放情況，使得環(huán)境管理人員很難在短時(shí)間內(nèi)摸清所有污染區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)各種突發(fā)性污染源及污染現(xiàn)場(chǎng)，也不能做到即時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和處理。
二、系統(tǒng)組成
四川合瑞達(dá)城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于RTU無(wú)線通信技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)及無(wú)線連接設(shè)備，搭配使用例如PM2.5傳感器、VOCs傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、氨氣傳感器及溫度、濕度傳感器等用于檢測(cè)空氣質(zhì)量的傳感器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)。并且可以根據(jù)用戶具體需求，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、過(guò)濾、存儲(chǔ)、處理、統(tǒng)計(jì)分析并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢(xún)等任務(wù)，由此三部分使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到：安全、可靠、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、全面、快速、高效的將真實(shí)的被監(jiān)管單位的公共場(chǎng)所室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生信息展現(xiàn)在監(jiān)督人員的面前。
空氣質(zhì)量的整體監(jiān)測(cè)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、感知層主要是涉及一些下端搭載的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括與傳感器連接無(wú)線傳輸模塊、空氣溫濕度傳感器以及其他各類(lèi)在現(xiàn)場(chǎng)空氣監(jiān)測(cè)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)：包括辰邁智慧自主研發(fā)的工業(yè)級(jí)RTU、智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備、無(wú)線連接設(shè)備等；
3、應(yīng)用層主要是用戶對(duì)整體空間監(jiān)測(cè)的管理平臺(tái)，用以對(duì)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(lèi)用于接收信息、處理信息的設(shè)備。
三、系統(tǒng)功能
1、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)安裝的無(wú)線采集設(shè)備相連的氣體傳感器，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)氣體濃度，并即時(shí)經(jīng)由智能網(wǎng)關(guān)上傳到監(jiān)測(cè)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(wú)線設(shè)備和傳感器安裝的位置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備分區(qū)域顯示，對(duì)不同地點(diǎn)、不同場(chǎng)景的監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行區(qū)別管理，同時(shí)也能對(duì)多區(qū)域進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)。
3、原始數(shù)據(jù)處理：對(duì)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(tái)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)時(shí)，使用的智能網(wǎng)關(guān)能夠自動(dòng)存儲(chǔ)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(huì)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(wèn)題出現(xiàn)丟失。
5、智能短信報(bào)警功能：當(dāng)監(jiān)測(cè)到的氣體濃度高于客戶現(xiàn)場(chǎng)的限制濃度時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)平臺(tái)端、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)以及用戶手機(jī)短信等多個(gè)場(chǎng)景的報(bào)警提醒功能，便于客戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的了解。
6、主動(dòng)故障提醒：一旦現(xiàn)場(chǎng)使用的監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)異常，會(huì)主動(dòng)上報(bào)異常狀態(tài)，便于客戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并有針對(duì)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(duì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行查詢(xún)。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用于各建筑施工工地、道路施工、旅游景區(qū)、碼頭、大型廣場(chǎng)等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)，其中監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)包括揚(yáng)塵濃度、噪音指數(shù)以及視頻畫(huà)面。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，且具備自動(dòng)功能，可以隨時(shí)掌控發(fā)生的變化，進(jìn)而告知有關(guān)部分進(jìn)行整頓，具備聯(lián)動(dòng)信息輸出，可以外接噴霧降塵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。是環(huán)保、建設(shè)、城市、交通、市政等對(duì)大氣污染懸浮顆粒物排放源頭控制評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。
五、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、廣泛的應(yīng)用：無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以無(wú)縫地與網(wǎng)絡(luò)連接，從而保證環(huán)境監(jiān)測(cè)人員不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。將監(jiān)測(cè)控制中心系統(tǒng)裝在筆記本電腦上,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)子站數(shù)據(jù)的移動(dòng)接受和處理；
2、性能穩(wěn)定：環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定,不能有數(shù)據(jù)傳輸延誤和斷傳現(xiàn)象，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)激活后，永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問(wèn)題，同時(shí)由于GPRS/EDGE的傳輸速率基本可以保障，極少會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延誤現(xiàn)象；
3、安全性強(qiáng)：環(huán)境在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的使用和發(fā)布有嚴(yán)格的規(guī)定,在線監(jiān)測(cè)數(shù)的安全是數(shù)據(jù)傳輸中必須重視的問(wèn)題，無(wú)線通訊系統(tǒng)在使用前,需要預(yù)先設(shè)定IP地址,使用時(shí)會(huì)向預(yù)先設(shè)定IP地址發(fā)送數(shù)據(jù),可以避免他人的惡意獲?。?br/>
4、數(shù)據(jù)完整：環(huán)境在線監(jiān)測(cè)子站分析儀器全天運(yùn)行得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)量較大,同時(shí)相關(guān)技術(shù)規(guī)范也要求每日氣態(tài)污染物不少于18個(gè)有效小時(shí)平均值,保證數(shù)據(jù)完整性非常重,不能丟失數(shù)據(jù)；由于2G/3G/4G通訊系統(tǒng)采用"包交換"方式傳輸數(shù)據(jù),將傳輸數(shù)據(jù)封裝成許多獨(dú)立的封包，封包大小可以設(shè)定,再依次將這些封包一一傳送出去,有效避免監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中丟失的問(wèn)題。
5、實(shí)用性：城市公共場(chǎng)所地理位置分散，因此采用覆蓋廣泛的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)高信號(hào)捕捉，必要是采用高增益天線，可確保網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
6、可擴(kuò)充性：系統(tǒng)預(yù)留接口，可以進(jìn)行系統(tǒng)或軟硬件模塊的無(wú)限擴(kuò)展，便于長(zhǎng)期的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，通過(guò)更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。
7、 易維護(hù)性：系統(tǒng)可對(duì)測(cè)控終端執(zhí)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作命令，包括遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)抄收、遠(yuǎn)程終端復(fù)位、遠(yuǎn)程測(cè)控終端升級(jí)等。
一、方案背景
隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)村生活污水處理已成為智慧鄉(xiāng)村建設(shè)的重要組成部分，農(nóng)村生活污水處理設(shè)施維護(hù)巡檢周期比較長(zhǎng)，不能隨時(shí)掌握各污水處理節(jié)點(diǎn)排放情況，對(duì)污染源和排污河渠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)仍停留在靠人工監(jiān)測(cè)階段，時(shí)間覆蓋率低，樣品缺乏科學(xué)性和代表性。
智慧農(nóng)村生活污水提升治理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的污水處理監(jiān)測(cè)方案，該系統(tǒng)結(jié)合前端監(jiān)測(cè)設(shè)備，建立鄉(xiāng)村污水處理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控生活污水排放情況。另一方面，該方案以智慧服務(wù)、智慧運(yùn)營(yíng)為建設(shè)目標(biāo)，全面提升鄉(xiāng)村污水行業(yè)運(yùn)營(yíng)管控能力，幫助鄉(xiāng)村打造智慧供排水運(yùn)營(yíng)管理模式。
二、系統(tǒng)組成
智慧農(nóng)村生活污水處理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用前端設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、系統(tǒng)應(yīng)用層和終端策略層。通過(guò)遠(yuǎn)端設(shè)備層的各類(lèi)監(jiān)測(cè)模塊能夠?qū)崟r(shí)獲取數(shù)據(jù)并分析上傳，管理中心可通過(guò)統(tǒng)計(jì)表查看污水排放量等情況。
前端采集層：作為智慧農(nóng)村污水處理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心載體，根據(jù)鄉(xiāng)村的管控區(qū)域，可靈活配置。通過(guò)各種探測(cè)器，將探測(cè)到污水處理監(jiān)測(cè)點(diǎn)利用各種傳感器與專(zhuān)用儀表，采集和污水處理有關(guān)的物理、化學(xué)等參數(shù)，如污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況，生活用水排放污水流量，污水PH值等。
傳輸層：由專(zhuān)用RTU與電信公網(wǎng)組成，主要的功能是實(shí)時(shí)讀取處理各類(lèi)傳感器的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送至系統(tǒng)平臺(tái)。污水預(yù)警平臺(tái)部署于云服務(wù)器上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理和綜合分析。
應(yīng)用層：通過(guò)云端綜合數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，可將遠(yuǎn)端設(shè)備層的匯報(bào)數(shù)據(jù)與策略層的控制命令進(jìn)行實(shí)時(shí)的整合和轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)備集群層的數(shù)據(jù)積累，平臺(tái)還可以根據(jù)不同的場(chǎng)景以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)預(yù)警、輔助策略等智能化場(chǎng)景工作。
終端層：基于本方案架構(gòu)中底層數(shù)據(jù)的采集、傳輸、整合，管理人員可通過(guò)客戶端對(duì)各廠、站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)，對(duì)于異常報(bào)警、數(shù)據(jù)能夠及時(shí)處理。
三、系統(tǒng)功能
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測(cè)設(shè)備的快速查詢(xún)顯示、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示、報(bào)警情況顯示及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖的實(shí)時(shí)展示，通過(guò)系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)，掌握其流量、流速、液位、水質(zhì)、電量、電壓等信息。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質(zhì)自定義等多種顯示模式。
遠(yuǎn)程監(jiān)管平臺(tái)：污水計(jì)量數(shù)據(jù)匯總，展示，分析，各項(xiàng)水質(zhì)數(shù)值統(tǒng)計(jì)及分析，設(shè)置預(yù)警量自動(dòng)報(bào)警等、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，能做到5分鐘級(jí)的數(shù)據(jù)更新速率、該速率要用戶可調(diào)，并且可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于當(dāng)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)有超標(biāo)情況時(shí)，系統(tǒng)在給管理員發(fā)出提示的同時(shí)可以自動(dòng)提高數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率。要求有權(quán)限設(shè)置功能，數(shù)據(jù)的查看和平臺(tái)管理要有嚴(yán)格權(quán)限區(qū)分，并可實(shí)現(xiàn)用戶最高管理員可自定義權(quán)限。
GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將污水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的進(jìn)水流量、出水流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢(xún)功能，并進(jìn)行超限、超標(biāo)預(yù)警，提醒管理人員及時(shí)處理。同時(shí)平臺(tái)支持手機(jī)及PC等多種訪問(wèn)方式。
設(shè)備統(tǒng)一管理：統(tǒng)一通訊協(xié)議，后續(xù)需要能夠提供接口，對(duì)于一些需要對(duì)外公布和數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)外傳。
遠(yuǎn)程控制功能：24小時(shí)水質(zhì)監(jiān)管，能根據(jù)客戶預(yù)設(shè)自動(dòng)預(yù)警，自動(dòng)報(bào)警，并預(yù)留與電磁閥等執(zhí)行器聯(lián)動(dòng)的功能，本方案也需在制作時(shí)設(shè)計(jì)閥門(mén)控制，實(shí)現(xiàn)當(dāng)超標(biāo)時(shí)，閥門(mén)對(duì)應(yīng)動(dòng)作的功能
污水計(jì)量：準(zhǔn)備各個(gè)排污點(diǎn)建立計(jì)量，計(jì)量方式需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)，需充分考慮計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)情況。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)：主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容為：COD、PH值、氨氮、總磷總氮等。要求達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)反饋標(biāo)準(zhǔn)，要求實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，并充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)穩(wěn)定電源的解決方案，監(jiān)測(cè)設(shè)備需要現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置保護(hù)，RTU等遠(yuǎn)傳通訊需設(shè)置設(shè)備箱離地安裝。
視頻監(jiān)控采集：同時(shí)每一處計(jì)量及監(jiān)測(cè)點(diǎn)需設(shè)置視頻監(jiān)控設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況與監(jiān)管平臺(tái)遠(yuǎn)程通訊對(duì)接。
各職能部門(mén)之間數(shù)據(jù)通信在局域網(wǎng)內(nèi)完成；各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)與管理部門(mén)調(diào)度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。
四、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、采用一體式設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)前端站點(diǎn)的快速調(diào)試與部署。
2、采用多種終端進(jìn)行多種監(jiān)測(cè)，測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)。
3、采用無(wú)線傳輸方式，突破地域限制，適應(yīng)性強(qiáng)。
4、基于自主研發(fā)的無(wú)線RTU產(chǎn)品，可遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。
5、基于B/S架構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)，可快速方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)。
6、專(zhuān)屬客戶端支持用戶隨時(shí)隨地查看當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)。
7、采用防雷、防雨、防潮、輸入信號(hào)隔離等多項(xiàng)措施，確保設(shè)備安全、性能穩(wěn)定可靠。
8、兼容性強(qiáng)，兼容各種類(lèi)型的水位、雨量、位移等計(jì)量?jī)x表或傳感器。
9、超低功耗，核心設(shè)備選用2G/3G/4G低功耗測(cè)控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽(yáng)能供電設(shè)備成本和施工難度。
五、系統(tǒng)價(jià)值
智慧農(nóng)村生活污水遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)污水處理的進(jìn)、產(chǎn)、排等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，將農(nóng)村污水處理廠的水量、水位、水質(zhì)以及設(shè)備狀態(tài)等信息通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行收集、整合，對(duì)三個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村污水處理生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理，進(jìn)一步規(guī)范了管理，對(duì)于確保鄉(xiāng)村水源安全和村民身體健康，以及改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境和推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，提高了工作效率，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
