基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，智能环保平台可以采集的环境数据包括空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、光照强度、水中温度、水中的氨氮、溶解氧浓度和pH值等。数据传输方式采用无线方式，各个采集器之间以及采集器和路由之间采用无线ZigBee技术可以自由组网，路由和数据中心服务器之间采用GPRS或者3G通信技术进行通信。当环境数据超出系统设置的阈值时，系统会产生报警，通过声光报警器、手机短信和弹出窗口等形式通知相关人员，同时启动或者关闭相关设备调节现场环境指标。
【专利说明】
基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种环保环境质量监测监督管理信息平台系统，尤其是一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统。
【背景技术】
[0002]由于近二十年来经济社会的快速发展和城市化进程的加快，在经济发达地区，大气污染已由局部的单一城市燃煤型污染转变成煤烟型与机动车尾气等污染共存区域复合型污染。虽然在我国各主要城市也都建设了数量不等的空气自动监测站，然而由于先前在建设时期缺乏对大气污染的区域性和复合型的认识，还存在如下问题。
[0003](I)监测指标偏少，目前我国空气质量监测网络主要监测项目为S02、N0x、和可吸入颗粒物，缺乏对反应区域空气污染特征的污染物的监测。
[0004](2)缺乏监测网络的优化和设计，难以全面且准确地反映空气污染情况。
[0005](3)空气自动监测站监测手段单一，缺乏流动观测和立体观测的技术手段。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统;实时监控监测空气环境质量和水质环境质量监测，通过利用新一代信息技术来改变相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，实现信息基础架构与基础设施的完美结合。
[0007]本实用新型是这样实现的，构造一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，其特征在于:包括环境数据中心服务系统、网络传输系统、现场检测系统以及移动执法智能终立而;
[0008]其中，环境数据中心服务系统与现场检测系统之间通过网络传输系统实现数据传输；
[0009]所述环境数据中心服务系统包括环境监测服务器、环境应急指挥服务器、移动应用平台服务器、WEB服务器;环境监测服务器、环境应急指挥服务器、移动应用平台服务器、WEB服务器分别通过网络连接；
[0010]所述现场检测系统包括数据采集终端、数据采集传输服务器、空气温湿度采集器、土壤温湿度采集器、C02浓度检测仪、光照强度检测仪、水中温度检测仪、水中的氨氮、溶解氧浓度和PH值检测仪;空气温湿度采集器、土壤温湿度采集器、C02浓度检测仪、光照强度检测仪、水中温度检测仪、水中的氨氮、溶解氧浓度和PH值检测仪分别与数据采集传输服务器通信，数据采集传输服务器与数据采集终端实现数据通信。
[0011]根据本实用新型所述基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，其特征在于:所述数据采集终端包括MCU、模拟量输入模块、开关量输入模块、继电器输出模块、数字量输出模块、SRAM模块、RTC模块、看门狗模块、RS232/RS485/RS422模块、无线模块以及电源模块;模拟量输入模块、开关量输入模块与MCU连接，MCU与继电器输出模块、数字量输出模块连接，同时MCU还与SRAM模块、RTC模块、看门狗模块、RS232/RS485/RS422模块、无线模块以及LED指示灯连接;RS232/RS485/RS422模块与用户接口电路连接，无线模块连接天线和Sm/IHM卡接口电路。
[0012]本实用新型的优点在于:本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，实时监控监测空气环境质量和水质环境质量监测，通过利用新一代信息技术来改变政府、企业和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，实现信息基础架构与基础设施的完美结合。数据采集硬件负责采集现场的各种环境数据并将数据传输到数据中心，数据中心安装智能环保服务系统，服务系统负责对数据进行存储、分析、汇总、展现和报警。智能环保平台可以采集的环境数据包括空气温湿度、土壤温湿度、⑶2浓度、光照强度、水中温度、水中的氨氮、溶解氧浓度和pH值等。数据传输方式采用无线方式，各个采集器之间以及采集器和路由之间采用无线ZigBee技术可以自由组网，路由和数据中心服务器之间采用GPRS或者3G通信技术进行通信。当环境数据超出系统设置的阈值时，系统会产生报警，通过声光报警器、手机短信和弹出窗口等形式通知相关人员，同时启动或者关闭相关设备调节现场环境指标。运用无线通信技术，可以方便地增加、优化系统前端采集设备的部署，搭建新型空气质量在线监测系统。其优势包括:组网灵活、工期较短与投资节省。
[0013]智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统担负起前端数据采集与后端监测控制平台之间的数据传输、数据分析、数据预警、数据保存。具体负责系统所采集数据的传输，与平台服务器保持实时连接，自动上传采集数据、接收控制指令并返回状态，实现实时、稳定、高效传输。
[0014]新型智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统可对空气质量及水质质量进行连续实时监测，动态掌握超标情况，对环境的监督、防止污染事故的发生，提高空气质量水质质量等都具有重大意义，具有极高的推广价值。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型系统总架构图
[0016]图2是平台系统数据采集终端原理图
[0017]图3是无线数据采集终端接口信号定义说明示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图1-3对本实用新型进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]本实用新型通过改进提供一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，可以采用如下方式予以实施;包括环境数据中心服务系统1、网络传输系统2、现场检测系统3以及移动执法智能终端4;其中，环境数据中心服务系统I与现场检测系统3之间通过网络传输系统2实现数据传输。
[0020]所述环境数据中心服务系统I包括环境监测服务器5a、环境应急指挥服务器5b、移动应用平台服务器6a、WEB服务器6b;环境监测服务器5a、环境应急指挥服务器5b、移动应用平台服务器6a、WEB服务器6b分别通过网络实现通信。
[0021]所述现场检测系统3包括数据采集终端7、数据采集传输服务器8、空气温湿度采集器9、土壤温湿度采集器10、C02浓度检测仪11、光照强度检测仪12、水中温度检测仪13、水中的氨氮、溶解氧浓度和PH值检测仪14;空气温湿度采集器9、土壤温湿度采集器10、C02浓度检测仪11、光照强度检测仪12、水中温度检测仪13、水中的氨氮、溶解氧浓度和pH值检测仪14分别与数据采集传输服务器8通信，数据采集传输服务器8与数据采集终端7实现数据通信。
[0022 ]所述数据采集终端7包括MCU71、模拟量输入模块72、开关量输入模块73、继电器输出模块74、数字量输出模块75、SRAM模块76、RTC模块77、看门狗模块78、RS232/RS485/RS422模块79、无线模块80以及电源模块81;模拟量输入模块72、开关量输入模块73与MCU71连接，MCU71与继电器输出模块74、数字量输出模块75连接，同时MCU71还与SRAM模块76、RTC模块77、看门狗模块78、RS232/RS485/RS422模块79、无线模块80以及LED指示灯85连接;RS232/RS485/RS422模块79与用户接口电路82连接，无线模块80连接天线83和Sm/IHM卡接口电路84ο
[0023]本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，以空气环境质量及水质质量自动监测站为基础，针对环境环保管理部门的需求，基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，实时监控监测空气环境质量和水质环境质量监测，通过利用新一代信息技术来改变政府、企业和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，实现信息基础架构与基础设施的完美结合。随着“智慧地球”概念的提出，在环保领域中如何充分利用各种信息通讯技术，感知、分析、整合各类环保信息，对各种需求做出智能的响应，使决策更加切合环境发展的需要。
[0024]智能环保平台由数据采集硬件和数据中心系统两部分组成。数据采集硬件负责采集现场的各种环境数据并将数据传输到数据中心，数据中心安装智能环保服务系统，服务系统负责对数据进行存储、分析、汇总、展现和报警。智能环保平台可以采集的环境数据包括空气温湿度、土壤温湿度、⑶2浓度、光照强度、水中温度、水中的氨氮、溶解氧浓度和PH值等。数据传输方式采用无线方式，各个采集器之间以及采集器和路由之间采用无线ZigBee技术可以自由组网，路由和数据中心服务器之间采用GPRS或者3G通信技术进行通信。当环境数据超出系统设置的阈值时，系统会产生报警，通过声光报警器、手机短信和弹出窗口等形式通知相关人员，同时启动或者关闭相关设备调节现场环境指标。运用无线通信技术，可以方便地增加、优化系统前端采集设备的部署，搭建新型空气质量在线监测系统。其优势包括:组网灵活、工期较短与投资节省。
[0025]智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统担负起前端数据采集与后端监测控制平台之间的数据传输、数据分析、数据预警、数据保存。具体负责系统所采集数据的传输，与平台服务器保持实时连接，自动上传采集数据、接收控制指令并返回状态，实现实时、稳定、高效传输。
[0026]新型智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统可对空气质量及水质质量进行连续实时监测，动态掌握超标情况，对环境的监督、防止污染事故的发生，提高空气质量水质质量等都具有重大意义，具有极高的推广价值。
[0027]基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入各种传感器、标准变送器信号、仪表等输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485接口，可以实现模拟信号的采集、量值转换和数字信号的采集等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整。
[0028]—:数据采集终端工业级应用设计；1.采用高性能工业级无线模块；2.采用高性能工业级32位通信处理器；3.低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗；4.内置实时时钟(RTC)，支持定时开关机功能；5.采用金属外壳，保护等级IP30。金属外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应用；6.宽电源输入(DC 5?35V)。
[0029]二:数据采集终端稳定可靠；1.WDT看门狗设计，保证系统稳定；2.采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线；3.S232/RS485接口内置15KV ESD保护；4.1M/UIM卡接口内置15KV ESD保护；5.电源接口内置反相保护和过压保护；6.天线接口防雷保护(可选)。
[0030]三:数据采集终端标准易用；1.采用工业端子接口，特别适合于工业现场应用；
2.提供标准RS232和RS485接口，可直接连接串口设备；3.可定制TTL电平串口； 4.智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态；5.提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理(可选)；6.使用方便，灵活，多种工作模式选择；7.方便的系统配置和维护接口； 8.支持串口软件升级和远程维护，支持远程升级。
[0031]四:数据采集终端功能强大；8路模拟量输入，分辨率达16bit，输入电压(0-5V)，输入电流(0_20mA)，精度小于±0.5%; 4路继电器输出(干接点)，驱动能力5A/30VDC，5A/250VAC; 4路光隔离数字量输出，集电极开路输出，最大支持30V，最大电流40mA，最大功率125mW; 8路开关量输入，输入范围(0-3.3V为低电平，10-24V为高电平)其中包含一路计数功能(计数频率为IKHz);支持双数据中心备份传输及多数据中心同步传输(5个数据中心)ο支持多中心多功能(例如:一个中心可以是MODBUS RTU协议，一个中心是RTU扩展协议)；支持多种上下线触发模式，包括短信、电话振铃、串口数据触发上下线模式；支持根据域名和IP地址访问中心；支持RS232/RS485 MODBUS RTU协议；支持TCP转换虚拟串口的MODBUS RTU协议(实现MODBUS RTU数据的远程传输)；支持MODBUS RTU查询8路开关量与8路模拟量采集数据(模拟量采集是实际数据，用户不需要换算)；支持MODBUS RTU控制4路光耦输出与4路继电器输出；支持MOBDBUS RTU设置计数器的初值，以及查询计数器的当前值；支持RTU扩展协议。协议的格式统一，方便客户开发；支持RTU扩展协议:实现采集数据(8路模拟量输入与8路开关量输入)间隔上报；支持RTU扩展协议:采集数据上报的通道可以选择网络或短信，也可以选择先用网路，网络失败才用短信；支持RTU扩展协议:采集数据主动上报失败时，采集的数据可以缓存到2M字节的SPI FLASH中，数据永久保存，供用户随时查询和读取；支持RTU扩展协议:中心主动查询采集数据；支持RTU扩展协议:实现计数功能。计数器的初值可以设置，计数的值可以读取；支持RTU扩展协议:实现R232/RS485与中心数据透明传输功能；支持RTU扩展协议:实现采集数据报警信息上传(报警的触发条件各个通道可以独立设置)；支持RTU扩展协议:可以远程重启设备；支持RTU扩展协议:可以远程配置参数；支持RTU扩展协议:可以设置远程升级参数并远程升级；采集数据的报警功能，报警信息可以通过RTU扩展协议，短信或同时使用两者通知管理员；采集数据的报警信息用短信上报方式时，报警号码与报警内容各个通道可以独立设置；短信配置远程升级参数，使设备进行远程升级；短信远程配置参数；内置工业时钟，可以实时记录采集时间；设备加电自动连接网络，断线后自动重连；设备定时开关机的功能，使设备工作在低功耗模式。
[0032]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，其特征在于:包括环境数据中心服务系统(I)、网络传输系统(2)、现场检测系统(3)以及移动执法智能终端(4)； 其中，环境数据中心服务系统(I)与现场检测系统(3)之间通过网络传输系统(2)实现数据传输； 所述环境数据中心服务系统(I)包括环境监测服务器(5a)、环境应急指挥服务器(5b)、移动应用平台服务器(6a)以及WEB服务器(6b);环境监测服务器(5a)、环境应急指挥服务器(5b)、移动应用平台服务器(6a)、WEB服务器(6b)通过网络连接； 所述现场检测系统(3)包括数据采集终端(7)、数据采集传输服务器(8)、空气温湿度采集器(9)、土壤温湿度采集器(10)、C02浓度检测仪(11)、光照强度检测仪(12)、水中温度检测仪(13)、水中的氨氮、溶解氧浓度和pH值检测仪(14);空气温湿度采集器(9)、土壤温湿度采集器(10)、C02浓度检测仪(11)、光照强度检测仪(12)、水中温度检测仪(13)、水中的氨氮、溶解氧浓度和PH值检测仪(14)分别与数据采集传输服务器(8)通信，数据采集传输服务器(8)与数据采集终端(7)实现数据通信。2.根据权利要求1所述基于物联网技术的智慧环保环境质量监测监督管理信息平台系统，其特征在于:所述数据采集终端(7)包括MCU( 71 )、模拟量输入模块(72)、开关量输入模块(73 )、继电器输出模块(74 )、数字量输出模块(75 )、SRAM模块(76 )、RTC模块(77 )、看门狗模块(78)、RS232/RS485/RS422模块(79)、无线模块(80)以及电源模块(81);模拟量输入模块(72 )、开关量输入模块(73 )与MCU( 71)连接，MCU( 71)与继电器输出模块(74 )、数字量输出模块(75)连接，同时MCU(71)还与SRAM模块(76)、1^(:模块(77)、看门狗模块(78)、1?232/RS485/RS422模块(79)、无线模块(80)以及LED指示灯(85)连接;RS232/RS485/RS422模块(79)与用户接口电路(82)连接，无线模块(80)连接天线(83)和S頂/ΙΠΜ卡接口电路(84)。
【文档编号】H04L29/06GK205540227SQ201620123317
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】刘庆军
【申请人】四川智联正邦信息技术有限公司