环境监测装置的制造方法
【专利摘要】根据本实用新型的实施例，提供了一种用于监测环境的装置。该装置包括：一个或多个传感器，用于监测所述环境并生成相应的传感器数据；支架，用于支撑所述一个或多个传感器；控制箱，与所述支架相连，并通过所述支架中设有的线缆与部分或全部传感器相连，其中，所述一个或多个传感器至少包括雨雪传感器。
【专利说明】
环境监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及环境监测领域，具体地涉及用于自动监测环境的环境监测装置。
【背景技术】
[0002]当前，我国正处在加快推进城市化进程的特殊时期，城市规模日益扩大，一座座城市宛如一个个大小不一的建筑工地。监测显示，因建筑施工而产生的粉尘污染，已经成为影响城市空气质量的主要原因之一。如何从源头监测、控制工地粉尘污染，成为解决城市空气污染的重中之重。
[0003]此外，除了工业排放、汽车尾气、扬尘形成的雾霾等造成空气污染外，噪音也开始成为人们关注的污染源之一。噪声污染主要来源于室外环境中的交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音等。噪音对人的心血管系统、我国对城市噪音与居民健康的调查表明:地区的噪音每上升一分贝，高血压发病率就增加3%。
[0004]在中国第十三个五年计划中首度写入了“美丽中国”的概念，生态文明建设之于中国的意义不言而喻。2011年，中国工业部门能耗占能源消费总量的比重约为70%，排放的二氧化碳为61.9亿吨，二氧化硫、氮氧化物和粉尘排放总量约为0.59亿吨。穹顶之下拒绝雾霾、噪音，而如何对雾霾的来源和成份监测进行准确的分析，成为现今生态文明发展的难点、重点。
[0005]如何快速的对噪音、空气中悬浮颗粒物的成分和含量、其他环境因素等进行精准的检测、分析以及实时报告并进行相应处理是现在面临的问题。
【实用新型内容】
[0006]为了解决这一问题，本实用新型把噪音和扬尘监测技术用到了污染监测领域。其优势是通过使用一组传感器以精心设计的布局方式对各种环境数据(例如，噪音和空气污染源颗粒物之类)进行检测，从而得到更为精确的传感器数据。此外，通过对噪音和空气污染源颗粒物分析，把数据回传，能快速采取人为“干预”措施，保护环境。本装置可以收集噪音、空气颗粒物信息，回传数据，数据上报，方便告知相关机关。
[0007]根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于监测环境的装置。该装置包括:一个或多个传感器，用于监测所述环境并生成相应的传感器数据;支架，用于支撑所述一个或多个传感器;控制箱，与所述支架相连，并通过所述支架中设有的线缆与部分或全部传感器相连，其中，所述一个或多个传感器至少包括雨雪传感器。
[0008]通过使用根据本实用新型的实施例的环境监测装置，可以更为准确地采集现场数据、更为及时地报告数据并进行相应处置。
【附图说明】
[0009]通过下面结合【附图说明】本实用新型的优选实施例，将使本实用新型的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中:
[0010]图1示出了根据本公开的一个示例实施例的环境监测一体化装置的功能框图。
【具体实施方式】
[0011]首先应当理解:尽管下面提供了本实用新型的一个或多个实施例的实现，但是实际上可以使用任何技术(不管是当前已知的还是现有的)来实现所公开的装置和/或方法。本实用新型不应以任何方式受限于以下说明的包括本文所示和所述的示例设计和实现在内的说明性实现、附图和技术，而是可以在所附权利要求及其完全等价物的范围内修改本公开。
[0012]此外，应当注意:尽管以下描述某些具体实施例，但不代表这些具体实施例是实现本实用新型的最小/最优方案。换言之，可以采用这些实施例中的部分技术特征作为一个完整的技术方案，也可以采用这些实施例中未说明的其他等价、替代、备选技术特征与本实用新型相结合的技术方案作为一个完整的技术方案。因此，本实用新型的保护范围不限于这些具体实施例，而是涵盖本领域技术人员根据本实用新型的公开内容所能做出的任何备选、替换、等价物、修改等。
[0013]目前，尚没有针对如下情况的解决方案:建筑工地施工的阶段，会有不同程度的施工扬尘排放和噪音产生，对工地工作的人员和周边居民健康造成了影响。为了更好的对工地扬尘和噪音、及其影响因素的气候条件:风向、风速、风力、温度、湿度、悬浮颗粒、气压、雨雪等采取监测和防控，需要有收集这些信息的一体化环境监测装置，以方便将信息转化为可分析的数据、根据回传的数据查看污染源情况、进行对比分析、进而采取对应的预防措施。
[0014]总体上，在本实用新型的一些实施例中，将扬尘监测装置、噪音监测装置和风向、风速、风力、温度、湿度、空气悬浮颗粒、气压、雨雪、摄像装置等集成在一个环境监测装置中。该环境监测装置通过主控板能够准确地判断施工现场的天气状况和污染情况。此外，其通信单元，可以向远程服务器回传数据，在确定污染严重需要帮助时，可以及时采取防范措施。
[0015]接下来，将结合附图来详细描述根据本实用新型的实施例的环境监测一体化装置。
[0016]图1是示出了根据本实用新型的实施例的环境监测一体化装置100的模块连接的示意图。在图1所示实施例中，环境监测一体化装置100可以包括:传感器组110、支架120、以及控制箱130。总体上，传感器组110可以设置在支架120上，并以例如下面详细介绍的排列方式和间隔方式来布置。传感器组110可以通过支架120中提供的线路(例如，电缆等)与控制箱130的接口 131相连，并可在控制箱130的控制下与远程服务器等通信，以向它们发送检测到的传感器数据和/或接收来自它们的指令等。
[0017]具体地，在本实施例中，传感器组110可以通过各种连接与控制箱130以可通信的方式相连。例如，它们之间可以通过有线(例如，电缆、总线、以太网、光纤、USB等)/无线(例如，WiF1、蓝牙、IEEE 1394等)连接相连，且传感器组100中各个传感器可以通过不同的方式与控制箱130连接。例如，一个传感器可以通过电缆与控制箱130连接，另一个传感器可以通过WiFi与控制箱130连接，且第三个传感器可以通过总线方式与控制箱130连接。因此，请注意:控制箱130的接口 131在这里可以是一个实际的接口，例如插座、插头、插槽等;也可以是一个虚拟的逻辑接口。例如，在各个传感器通过不同方式与控制箱130分别连接时，这样一个接口实际上并不存在，或者至少说不是一个单一物理接口，而是由多个不同接口(例如，USB接口、WiFi接口、电源接口等)所抽象出来的逻辑概念。
[0018]传感器组110可以包括以下传感器中的至少一项:风力传感器、风向传感器、雨雪传感器、噪音传感器、颗粒物传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器和/或其它环境监测传感器。在图1所示实施例中，传感器组110包括:风力传感器111、雨雪传感器112、颗粒物(PM)/温湿度/气压一体传感器113、噪音传感器114以及风向传感器115。如上所述，这些传感器可以分别连接到控制箱130或者可以通过类似于总线之类的方式统一连接到控制箱130。在以总线方式统一连接到控制箱130时，这些传感器可以用时分或者码分等方式与控制箱130(乃至外部其他设备)通信，向控制箱130发送其采集的传感器数据并从控制箱130接收控制指令以调整各自的工作状态/模式。当然，本实用新型不限于此，传感器组110可以仅包括上述部分传感器和/或还包括其他附加传感器。
[0019]此外，为了保证传感器组110中各传感器正常工作，避免各传感器之间的相互影响以及受到环境的不良影响，可以对各传感器之间的位置排列关系作出进一步限定。例如，在本实施例中，可以将风力传感器111、雨雪传感器112、颗粒物(PM)/温湿度/气压一体传感器113、噪音传感器114以及风向传感器115按该顺序一字型排列。当然，本实用新型不限于此，完全可以采用其它排列方式，例如圆形排列(例如，位于圆周上)、放射状排列(例如，位于从中心向外放射的一个或多个半径上)、牛角形排列(例如，垂直平面中近似于牛角或“U”形的高低排列)、S形排列(例如，水平平面中沿S形支撑底座安装的排列方式)等等。请注意:在本文中支撑的含义不局限于在下方将模块托起，而是可以包括将模块悬挂在下方。换言之，术语“支撑”应当涵盖一切可以将模块加以固定的手段。
[0020]此外，为了获得更为精确的传感器数据，可以对各传感器之间的距离以及与周边环境之间的距离进一步限定。例如，在本实施例中，风力传感器111可以与颗粒物/温湿度/气压一体传感器113间隔30厘米以上(含)。此外，在本实施例中，风向传感器115也可以与颗粒物/温湿度/气压一体传感器113间隔30厘米以上(含)。此外，在本实施例中，风力传感器111可以与雨雪传感器112间隔60厘米以上(含)。此外，在本实施例中，噪音传感器114可以与地面间隔3米以上(含)。此外，在本实施例中，以噪音传感器114为球心的半径50厘米以内(含)不应有除自身(及其支撑结构)外的任何其他物体。通过这样的排列布置，有可能获得更为准确的传感器数据。请注意:图1仅为功能示意图，且因此并不代表这些传感器必须等距间隔排列在同一水平面上，而是可以布置在不同的高度上，间隔不同距离。当然，本实用新型不限于此，完全可以采用其他间隔布置。
[0021]此外，在本实施例中，颗粒物/温湿度/气压一体传感器113可以包括用于测量各种颗粒物(例如，PM2.5 (细颗粒物)/PMl O (可吸入颗粒物)/PMl 00 (TSP))的子传感器单元/功能模块等。
[0022]支架120可以具有与上述传感器组110相适应的结构。例如，在本实施例中，支架120可以是由例如金属(例如，不锈钢、铜、铝、钛或各种金属和/或合金等)和/或非金属(例如，硬塑料、PVC、玻璃等)制成的具有一定强度和韧性的结构。支架120可以具有中空的结构。可以将与传感器组110中全部或部分传感器相连的导线(数据线/电源线等)通过支架120内部的空间引向控制箱130处以与其接口 131相连，且从而提供良好的干扰屏蔽、降低传输线路噪声的作用。
[0023]此外，支架120可以具有与传感器组110的排列布置相适应的形状，例如带有底座的一字型、牛角形、S形等等。例如，在图1所示实施例中，支架120上部可以是一水平放置的管状部分，并将各个传感器111?115用“一字型”支撑。当然，本实用新型不限于此，支架120的上部完全可以是具有其他形状的其他结构。支架120中部可以为一竖直管，与上部可以是一体成型的，或分别形成并组装(例如，焊接、粘接等)。支架120下部可以直接与控制箱130组装在一起(例如，将支架120中部的管直接插入控制箱130中或者将二者焊接在一起等等)，并通过接口 131与控制箱130以可通信的方式连接。此外，支架120下部也可以与控制箱130为一体成型，例如使用冲压、铸模之类方式形成。
[0024]接口 131中还可以包括电源接口，其可以在环境监测一体化装置100没有内部电源(例如，锂电池)和/或内部电源耗尽的情况下为环境监测一体化装置100的各个模块/单元供电和/或为电池充电。在本实施例中，外部电源与电源接口之间可以采用有线供电方式，例如通过电缆。然而，本实用新型不限于此，也可以采用无线供电方式，例如微波供电等。此夕卜，本实用新型也可以采用内置电源的方式，例如使用锂电池、太阳能电池、风能供电装置等，本实用新型不限于此。
[0025]此外，环境监测一体化装置100还可以包括可选的天线140。天线140可以用与上述传感器类似的排列和/或间隔方式与传感器组110—起布置在支架120上，并通过支架120中设置的线路与控制箱130相连，在控制箱130中通信模块的控制下发送/接收数据，从而使控制箱130能够通过天线140与基站/接入点乃至远程服务器交换数据信息。例如，天线140可以布置在“一字型”排列的传感器的最外侧。当然，在没有天线140的情况下，控制箱130也可以通过其他方式与远程服务器交换数据。例如，可以通过有线方式(以太网、光纤、USB等等)来交换数据。
[0026]此外，环境监测一体化装置100还可以包括可选的图像捕捉单元150(例如，摄像头)，其可以与例如控制箱130功能上耦合，从而可以在控制箱130的控制下捕捉周边环境图像。图像捕捉单元150可以用与上述传感器类似的排列和/或间隔方式与传感器组110—起布置在支架120上，并通过支架120中设置的线路经由控制箱130和/或天线140与远程服务器交换数据，从而使远程服务器能够获取到图像捕捉单元150捕捉的周边环境的图像。例如，图像捕捉单元150可以布置在“一字型”排列的传感器中与天线相反的另外一侧。在本实施例中，用于图像捕捉单元150的接口可以是符合RS485标准的接口，其可以用于外接摄像头、洒水器等。当然，本实用新型不限于此，也可以使用其他不同的接口，例如RS232、USB、IEEE 1094等。例如，当控制箱130收到的传感器数据表明PM2.5/PM10/PM100超标时，控制箱130可以控制洒水器进行洒水操作，以降低周边颗粒物的浓度，保证周边环境的空气质量。
[0027]此外，控制箱130还可以具有存储功能。例如，其可以具有内部存储器(硬盘、SD卡等)。从而，控制箱130可以在接收到传感器组110发送的传感器数据之后，将其保存在本地存储器中，作为备份之用。数据存储的时间长度是可选择的，例如，可以将存储时间超过半年的传感器数据从存储器中加以删除，以避免存储器可用容量降低。
[0028]接下来，将结合典型的应用场景来详细描述环境监测一体化装置100的使用过程。当然，如本领域技术人员所能意识到的:环境监测一体化装置100不限于应用到该特定应用场景，而是可以应用到适用于环境监测一体化装置100的任何其他场景，例如建筑工地、工厂、矿山、办公室、豕庭等。
[0029]首先，假定环境监测一体化装置100设置在城市中的一处建筑工地上，其可以通过控制箱130中的电源接口从例如外接电源(例如，市电220V)为其各个传感器模块/单元供电。此外，环境监测一体化装置100上的天线140可以在控制箱130的控制下与外部通信，该通信单元可以是支持某一运营商(例如，联通、移动、电信等)的3G(例如，WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000等)通信模块，且其可以通过环境监测一体化装置100的天线与运营商的基站进行通信，并交换数据/指令等。当然，本实用新型不限于此，也可以是其他通信方式，例如WiF1、以太网、xDSL、光纤、WiMax、2G(例如，GPRS/GSM)、4G(例如，LTE/LTE-A)、5G等。
[0030]当设置好环境监测一体化装置100的初始工作状态后，环境监测一体化装置100可以开始工作。在此情况下，环境监测一体化装置100的各个传感器开始采集各种传感器数据，并将其发送到控制箱130。控制箱130在接收到该传感器数据之后，可以对其进行分析和/或记录，并根据预设的判断标准来判断建筑工地上是否存在违章施工的情况。例如，当判断出“当前未下雨，且PM 2.5指数高于300或环境噪声达到60分贝”时，则环境监测一体化装置100可以在控制箱130的控制下，打开其支架120上的图像捕捉单元150，获取周边环境的图像，并在控制箱130的通信单元的控制下通过天线向远程服务器发送，供远程服务器的操作人员判断周边环境是否存在违章施工之类的污染源。此外，控制箱130也可以将接收到的传感器数据存储在本地存储器中，作为备份数据，供相关人员可能的后续使用。
[0031]通过使用根据示例实施例的环境监测一体化装置100，可以准确、及时地采集现场数据，传回数据中心进行分析，并及时采取防护措施。此外，还可以由控制箱130自动进行分析、执行相应操作，并保存相应数据作为备份，提供了更高的智能和冗余度。
[0032]至此已经结合优选实施例对本实用新型进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本实用新型的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
【主权项】
1.一种用于监测环境的装置，包括: 一个或多个传感器，用于监测所述环境并生成相应的传感器数据； 支架，用于支撑所述一个或多个传感器； 控制箱，与所述支架相连，并通过所述支架中设有的线缆与部分或全部传感器相连， 其中，所述一个或多个传感器至少包括雨雪传感器。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个传感器还包括以下至少一项:风力传感器、风向传感器、噪音传感器、颗粒物传感器、温度传感器、湿度传感器、以及气压传感器。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个传感器在所述支架上呈一字型排列。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个传感器在所述支架上呈U形排列。5.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述一个或多个传感器还包括风力传感器和颗粒物/温湿度/气压一体传感器时，所述风力传感器与所述颗粒物/温湿度/气压一体传感器间隔30厘米或以上。6.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述一个或多个传感器还包括风向传感器和颗粒物/温湿度/气压一体传感器时，所述风向传感器与所述颗粒物/温湿度/气压一体传感器间隔30厘米或以上。7.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述一个或多个传感器还包括风力传感器时，所述风力传感器与所述雨雪传感器间隔60厘米或以上。8.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述一个或多个传感器还包括噪音传感器时，所述噪音传感器与地面间隔3米或以上。9.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述一个或多个传感器还包括噪音传感器时，以所述噪音传感器为球心的半径50厘米或以内不应有除自身及其支撑结构外的任何其他物体。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制箱与所述支架一体成型。
【文档编号】G01D21/02GK205426206SQ201520933643
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月20日
【发明人】薛辉, 周波, 胡卫松
【申请人】日电（中国）有限公司