专利名称：温室气体在线监测系统和监测方法
技术领域：
本发明涉及气体监测系统，尤其是涉及一种对大面积大气区域内的温室气体如二
氧化碳、甲烷、氧化亚氮等进行监测的在线测量、分析和评价的温室气体在线监测系统和监 测方法。
背景技术：
温室气体是指大气中自然或人为产生的一种气体成分，它们能够吸收和释放由地 球表面、大气和云层中发出的热红外线等特定波长的辐射光，从而会提高大气的温度，这种 温室效应带来的直接后果是全球温度的上升，气候的异常，对地球环境的变化产生巨大的 影响。随着全球气候变暖，人类已经认识到减少温室气体排放的重要性，二氧化碳和甲烷是 最主要的两种温室气体，二氧化碳和甲烷对温室效应的贡献率分别约为63%和15%，排在 所有温室气体的前两位，同时其它的温室气体还包括氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物、 六氟化硫。
目前国内温室气体监测系统存在以下问题 (1)监测数据分散各温室气体的检测仪器基本只能测l-2种温室气体，造成了一
个监测点存在多台仪器，而各检测仪器的数据分开独立显示，而无法汇总。
(2)检测仪器功能有限各检测仪器由于成本考虑，硬件和软件的资源有限，这使
了很多检测仪器的性能和功能受到限值。
(3)各监测点所检测到的温室气体所产生的温室效应值没有得到统一度量。
发明内容
针对以上提出的问题，本发明的主要目的在于提供一种对大面积大气区域内的温 室气体如二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等进行监测的在线测量、分析和评价的温室气体在线监 测系统和监测方法。 本发明的目的是这样实现的，一种温室气体在线监测系统，包括计算机装置和与 计算机装置相连接的安装要监测点的至少一个气体检测装置，计算机装置和检测装置之间 是通过GPRS无线通讯连接的，其中 气体检测装置包括控制芯片、至少一个气体检测器、连接控制芯片和气体检测器 的A/D转换芯片以及连接在控制芯片上的GPRS模块，不同的气体检测器用于检测大气中的 不同的温室气体，气体检测器将采集到的温室气体含量信号通过A/D转换芯片转化成数据 信号，并在该数据信号上添加所检测温室气体和该气体检测装置的数据信号代码，最后打 包后通过GPRS模块发送出去； 计算机装置包括计算机、连接在计算机上的机接GPRS模块，计算机内安装有温室 气体监测软件。 上述气体检测器为二氧化碳检测器、甲烷检测器、氧化亚氮检测器、氢氟碳化物检 测器、全氟碳化物检测器和六氟化硫检测器中的任意一种或任意几种的组合。
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上述A/D转换芯片优选ADS8364芯片，控制芯片上还可以连接有RS232数据输入
接口 ，计算机和机接GPRS模块可以通过RS232串口连接。 温室气体在线监测系统的监测方法，包括下步骤 (1)、打开计算机，打开安装在计算机内的温室气体监测软件； (2)、各监测点的气体检测器将采集到的温室气体含量信号通过A/D转换芯片转
化成数据信号，并在该数据信号上添加所检测温室气体和该气体检测装置的数据代码，最
后打包后通过GPRS模块发送出去； (3)、机接GPRS模块接收到检测装置的GPRS模块发射的数据信号，将该数据信号 送给计算机； (4)、安装在计算机内的温室气体监测软件对输入的采样数据信号进行归纳、分 析、处理及贮存，并对各信号进行图形化处理得到一个能显示各监测点排放各种温室气体 浓度的图形或列表。 计算机通过温室气体监测软件对采样数据信号进行分析、处理、融合并显示，该测 量软件模块的信息融合是对各温室气体检测器的信息进行加权然后进行总汇比较的过程。 进行加权的过程实际是对各监测点的各种温室气体进行温室效应值累加的过程，各种不同 的温室气体具有不同的增温潜示值(GWP)，通过对各监测点所测试的温室气体进行温室效 应值累加，得到各监测点的综合温室效应值，将该综合温室效应值进行数据处理就可以清 楚地对各监测点进行温室效应值监测 本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点 1、采用GPRS模块进行总监测点与各分监测点间的数据传输，能有效扩大监测范 围； 2、信号采集器具有模拟和数字的输入接口，能够实现和多种检测器的接口兼容；
3、采用了计算机，使得系统的软硬件资源非常强大，有效扩展了监测系统功能和 性能； 4、采用了信息融合技术，使得能在同一地点同时监测到所有监测点的监测信息；
5、在测量软件中加入了各温室气体温室效应值加权算法，使得能够简单直观监测 各监测点的温室效应值。
图l为本发明的系统框图。
图2为本发明实施例的系统框图。
具体实施例方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
实施例 图2是对某市的大气温室气体进行实时监测的实施方案，目的是监测该市的各主 要温室气体排放点的排放情况，并确定该市的温室气体排放重点控制区域，为该市实现环 保型城市及产业转型提出建议。 图2中安装有气体检测装置101的监测点为某郊区牲畜养殖场，该气体检测装置101上设置有单片机201，单片机201通过ADS8364芯片501连接有甲烷检测器301、二氧 化碳检测器302，单片机201上连接有GPRS模块401 ;安装有气体检测装置102的监测点为 郊区某水稻生产基地，该气体检测装置102上设置有单片机202，单片机202通过ADS8364 芯片502连接有二氧化碳检测器303、氧化亚氮检测器304、甲烷检测器305，单片机202上 连接有GPRS模块402 ;安装有气体检测装置103的监测点为某热电厂，该气体检测装置103 上设置有单片机203，单片机203通过ADS8364芯片503连接二氧化碳检测器306、氧化亚 氮检测器307，单片机203上连接有GPRS模块403 ;各监测点的检测器301、302、303、304、 305 、306 、307将所采集到的各监测数据通过GPRS模块401 、402 、403传输给机接GPRS模块 6，机接GPRS模块6通过RS232串口 8连接到计算机7上，计算机7内安装有温室气体监测 软件。 监测方法包括下步骤 (1)、打开计算机7，打开安装在计算机7内的温室气体监测软件；
(2)、各监测点的气体检测器301、302、303、304、305、306、307将采集到的温室气 体含量信号通过ADS8364芯片501、502、503转化成数据信号，并在该数据信号上添加所检 测温室气体和该气体检测装置的数据代码，最后打包后通过GPRS模块401或402或403发 送出去； (3)、机接GPRS模块6接收到检测装置的GPRS模块401、402、403发射的数据信号， 将该数据信号送给计算机7 ; (4)、安装在计算机7内的温室气体监测软件对输入的采样数据信号进行归纳、 分析、处理及贮存，并对各信号进行图形化处理得到一个能显示各监测点排放各种温室气 体浓度的图形或列表，并显示能综合评估各监测点的温室气体所产生温室效应的温室效应 值。 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其它的任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的 置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种温室气体在线监测系统，包括计算机装置(9)和与计算机装置(9)相连接的安装在监测点的至少一个气体检测装置(1)，其特征在于计算机装置(9)和气体检测装置(1)之间是通过GPRS无线通讯连接的，其中气体检测装置(1)包括控制芯片(2)、至少一个气体检测器(3)、连接控制芯片(2)和气体检测器(3)的A/D转换芯片(5)以及连接在控制芯片(2)上的GPRS模块(4)，不同的气体检测器(3)用于检测大气中的不同的温室气体，气体检测器(3)将采集到的温室气体含量信号通过A/D转换芯片(5)转化成数据信号，并在该数据信号上添加所检测温室气体和该气体检测装置(1)的数据信号代码，最后打包后通过GPRS模块(4)发送出去；计算机装置(9)包括计算机(7)、连接在计算机(7)上的机接GPRS模块(6)，计算机(9)内安装有温室气体监测软件。
2. 如权利要求1所述的温室气体在线监测系统，其特征在于所述气体检测器(1)为 二氧化碳检测器、甲烷检测器、氧化亚氮检测器、氢氟碳化物检测器、全氟碳化物检测器和 六氟化硫检测器中的任意一种或任意几种的组合。
3. 如权利要求l所述的温室气体在线监测系统，其特征在于所述A/D转换芯片(5)优 选ADS8364芯片。
4. 如权利要求l所述的温室气体在线监测系统，其特征在于所述控制芯片(2)上连 接有RS232数据输入接口。
5. 如权利要求1所述的温室气体在线监测系统，其特征在于所述计算机(7)和机接 GPRS模块(6)通过RS232串口连接。
6. 根据权利要求1所述的温室气体在线监测系统的监测方法，其特征在于包括下步骤(1) 、打开计算机(7)，打开安装在计算机(7)内的温室气体监测软件；(2) 、各监测点的气体检测器(3)将采集到的温室气体含量信号通过A/D转换芯片(5) 转化成数据信号，并在该数据信号上添加所检测温室气体和该气体检测装置(3)的数据代 码，最后打包后通过GPRS模块(4)发送出去；(3) 、机接GPRS模块(6)接收到检测装置(1)的GPRS模块(4)发射的数据信号，将该 数据信号送给计算机(7);(4) 、安装在计算机(7)内的温室气体监测软件对输入的采样数据信号进行归纳、分 析、处理及贮存，并对各信号进行图形化处理得到一个能显示各监测点排放各种温室气体 浓度的图像或数据列表。
全文摘要
本发明公开了一种温室气体在线监测系统，包括计算机装置和与计算机装置相连接的安装要监测点的至少一个气体检测装置，计算机装置和检测装置之间是通过GPRS无线通讯连接的，其中气体检测装置包括控制芯片、至少一个气体检测器、连接控制芯片和气体检测器的A/D转换芯片以及连接在控制芯片上的GPRS模块，计算机装置包括计算机、连接在计算机上的机接GPRS模块，计算机内安装有温室气体监测软件，本发明还公开了这种温室气体在线监测系统的监测方法，因此本发明不但能同时监测包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮在内的多种温室气体，还能对较大监测区域内的大气温室气体排放实时进行准确分析和评价，具有广泛的市场前景。
文档编号G01N33/00GK101782562SQ20091018956
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者单红妍, 徐明德, 陈传富 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司