一种施工环境监控管理系统的制作方法

1.本发明涉及环境监控技术领域，具体而言，涉及一种施工环境监控管理系统。


背景技术：

2.随着城市人口的增多以及城市经济实力的增长，城市的基础设施、交通设施以及居住楼盘一直处于持续不断的建设和开发中，在施工过程中，会使用到沙石，还会进行地面挖掘等操作，在天气干燥时，工地内以及工地周围经常会有扬尘，尤其是水泥等颗粒细小的建筑材料，在使用过程中极易随风飞扬，对空气造成一定污染。
3.由于建设施工工地处于城市内，工地附近常常还居住有城市居民，为保证居民生活区域空气不受污染，如果对工地内的扬尘不进行处理，使工地内的建筑粉尘进入生活区，粉尘的长期过量吸入很容易导致粉尘在肺部沉积，引发尘肺病，对周围居民健康造成危害。
4.为防止施工工地内的粉尘进入周围生活区，需要对建筑粉尘进行处理，现在的城市建筑工地上通常采用喷洒装置，通过喷洒水雾吸附空气中的粉尘，喷洒装置一般在施工期间持续开启或者间隔性开启，对于施工环境的监管强度不够，导致对于喷洒装置的启停控制时机不当，不仅浪费资源，而且对粉尘清理效率较差。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的问题是如何更好地监控施工环境，降低环境污染。
6.为解决上述问题，本发明提供了一种施工环境监控管理系统，包括空气监测设备、喷洒装置、摄像设备和控制中心；
7.所述空气监测设备、所述喷洒装置以及所述摄像设备均与所述控制中心电性相连，多个所述喷洒装置设置在施工工地周围；
8.所述空气监测设备用于将监测到的空气质量数据上传至所述控制中心；
9.所述摄像设备用于将监控采集的视频数据上传至所述控制中心；
10.所述控制中心用于对所述空气质量数据和所述视频数据进行综合分析处理，当分析判断空气中粉尘含量超标时，向所述喷洒装置下发启动指令；
11.所述喷洒装置用于接收所述启动指令，对空气中的粉尘进行吸附处理；
12.所述喷洒装置包括外水管、进水管、内气管、外气管和粉尘识别感应器；
13.所述外水管的一端用于通过所述进水管与水泵的出水口连通，所述外水管的另一端用于安装喷头，所述内气管套设在所述外水管外，所述外气管套设在所述内气管外，所述外气管的一端用于与气泵的吸气口相连，所述外气管内安装有所述粉尘识别感应器，所述粉尘识别感应器与所述控制中心电性相连，所述内气管远离所述喷头的一端用于与所述气泵的排气口相连。
14.可选地，所述控制中心用于对所述空气质量数据和所述视频数据进行综合分析处理，当分析判断空气中粉尘含量超标时，向所述喷洒装置下发启动指令，包括：
15.截取所述视频数据中的画面，分析所述画面中参照物的清晰度以及所述画面中是
否出现粉尘气团；
16.判断所述清晰度是否小于预设清晰度；
17.当所述清晰度小于所述预设清晰度或/和所述画面中出现所述粉尘气团时，所述控制中心向所述喷洒装置下发第一启动指令，以控制所述喷洒装置中的水泵启动。
18.可选地，所述控制中心用于对所述空气质量数据和所述视频数据进行综合分析处理，当分析判断空气中粉尘含量超标时，向所述喷洒装置下发启动指令，包括：
19.判断所述空气质量数据是否大于预设阈值；
20.当所述空气质量数据大于预设阈值时，所述控制中心向所述喷洒装置下发第二启动指令，以控制所述喷洒装置中的水泵启动。
21.可选地，所述外气管上开设有吸尘孔，每个所述吸尘孔的中心线与所述外气管内壁的交点位置安装有所述粉尘识别感应器。
22.可选地，所述喷洒装置还包括内水管、驱动件、挡板、导板和弹簧；
23.所述内水管安装在所述外水管内，所述内水管的外表面与所述外水管的内表面贴合，所述内水管的侧壁上靠近所述喷头的一端设置有多个内孔，所述外水管的侧壁上靠近所述喷头的一端设置有多个外孔，所述内气管靠近所述喷头的一端铰接有多个导板，所述弹簧的两端分别与所述导板和所述外水管连接，当转动所述外水管，所述内孔用于与所述外孔连通，所述内水管内的水流通过所述内孔和所述外孔喷射在所述导板上，所述驱动件与驱动设备相连，所述驱动件用于带动所述外水管转动。
24.可选地，所述粉尘识别感应器用于将识别到的粉尘数据发送到所述控制中心；
25.所述控制中心还用于接收所述粉尘识别感应器上传的所述粉尘数据，并分析所述粉尘数据，根据分析结果控制所述气泵或/和所述驱动设备启动。
26.可选地，所述控制中心还用于接收所述粉尘识别感应器上传的所述粉尘数据，并分析所述粉尘数据具体包括：
27.接收多个所述粉尘识别感应器上传的所述粉尘数据；
28.分别判断多个所述粉尘数据是否大于粉尘阈值；
29.对多个所述粉尘数据中大于所述粉尘阈值的数量进行计数，得到预警值；
30.将所述预警值与预设预警值进行比较。
31.可选地，所述控制中心还用于根据分析结果控制所述气泵或/和所述驱动设备启动具体包括：
32.所述预设预警值包括第一预设预警值和第二预设预警值；
33.当所述预警值大于所述第一预设预警值且小于所述第二预设预警值时，向所述气泵发送第三启动指令；
34.当所述预警值大于所述第二预设预警值时，向所述驱动设备发送第四启动指令，控制所述外水管转动指定角度，以使所述内孔与所述外孔连通。
35.可选地，所述控制中心还用于：
36.当所述预警值减少到大于所述第一预设预警值且小于所述第二预设预警值时，向所述驱动设备发送反转指令，控制所述外水管反向转动指定角度，以使所述内孔和所述外孔完全错开；
37.当所述预警值减少到小于所述第一预设预警值时，向所述气泵发送第一停止指
令。
38.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
39.本发明提供的一种施工环境监控管理系统，通过空气监测设备和摄像设备对工地内的空气环境进行监控，不仅能够对近处的空气质量进行精确地监控，也可以对远处的工地空气环境进行粗放的监控，增强对施工环境的监控力度，然后控制中心对空气质量数据和视频数据进行综合分析，并控制喷洒装置提前形成吸附屏障，对空气中的粉尘进行吸附，减少粉尘逸散至居民生活区，提高处理强度，降低空气污染。
附图说明
40.图1示出了本发明实施例中施工环境监控管理系统的结构示意图；
41.图2示出了本发明实施例中喷洒装置的剖视图；
42.图3示出了本发明实施例中喷洒装置的俯视图。
43.附图标记说明：
44.1、内水管；2、外水管；3、内孔；4、外孔；5、内气管；6、外气管；7、粉尘识别感应器；8、吸尘孔；9、排气口；10、吸气口；11、驱动件；12、进水管；13、挡板、14、导板；15、弹簧。
具体实施方式
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
46.图1示出了本发明实施例中施工环境监控管理系统的结构示意图，所述施工环境监控管理系统，包括空气监测设备、喷洒装置、摄像设备和控制中心；
47.所述空气监测设备、所述喷洒装置以及所述摄像设备均与所述控制中心电性相连，多个所述喷洒装置设置在施工工地周围。工地周围通常会设置隔板或者护栏等防护带，将多个喷洒装置均匀安装在防护带上，喷洒装置向周围喷洒水雾，形成粉尘吸附范围，相邻两个喷洒装置形成的粉尘吸附范围存在交叉区域，这样多个喷洒装置之间就会形成连贯的吸附屏障，避免让施工工地中的粉尘逸散至工地周围的居民生活区。
48.所述空气监测设备用于将监测到的空气质量数据上传至所述控制中心；所述摄像设备用于将监控采集的视频数据上传至所述控制中心。空气监测设备只能进行近距离的监控，只有当粉尘逸散至空气监测设备附近的时候才能被监测到，而摄像设备可以对远处的环境进行监控，可以通过拍摄出的图像进行分析，能够监控到空气中是否有粉尘存在，尤其是明显的粉尘气团呈黄色或者灰色，可以通过视频监测到。
49.所述控制中心用于对所述空气质量数据和所述视频数据进行综合分析处理，当分析判断空气中粉尘含量超标时，向所述喷洒装置下发启动指令。
50.所述喷洒装置用于接收所述启动指令，对空气中的粉尘进行吸附处理，以使空气中的所述粉尘含量小于预设阈值。
51.需要说明的是，空气监测设备和摄像设备可以在工地内部沿周边设置多个，例如图1中的空气监测设备1(第1个空气监测设备)、空气监测设备2(第2个空气监测设备)、...、
空气监测设备n(第n个空气监测设备)；摄像设备1(第1个摄像设备)、摄像设备2(第2个摄像设备)、...、摄像设备n(第n个摄像设备)；其中空气监测设备相比于摄像设备距离防护带距离更大，更靠近施工工地内部，这样空气监测设备可以提前监测到粉尘，让喷洒装置提前打开形成吸附屏障。
52.在本实施例中，通过空气监测设备和摄像设备对工地内的空气环境进行监控，不仅能够对近处的空气质量进行精确地监控，也可以对远处的工地空气环境进行粗放的监控，增强对施工环境的监控力度，然后控制中心对空气质量数据和视频数据进行综合分析，并控制喷洒装置提前形成吸附屏障，对空气中的粉尘进行吸附，减少粉尘逸散至居民生活区，提高处理强度，降低空气污染。
53.在本发明的一种实施例中，所述控制中心用于对所述空气质量数据和所述视频数据进行综合分析处理，当分析判断空气中粉尘含量超标时，向所述喷洒装置下发启动指令，包括：
54.截取所述视频数据中的画面，分析所述画面中参照物的清晰度以及所述画面中是否出现粉尘气团；
55.判断所述清晰度是否小于预设清晰度；
56.当所述清晰度小于所述预设清晰度或/和所述画面中出现所述粉尘气团时，所述控制中心向所述喷洒装置下发第一启动指令，以控制所述喷洒装置中的水泵启动。
57.在本实施例中，所述参照物可以是提前设置在摄像范围内的标志性物体，距离摄像设备有一定距离但是又不妨碍工地施工，可以设置在工地内的设备上，也可以设置在靠近摄像设备不远处，当然设置在摄像设备较远处可以提前监测到空气中是否有粉尘，因为空气中出现较多扬尘的时候，通过肉眼就能够清楚的看到，扬尘通常会把空气的能见度降低，当参照物处于扬尘范围内的时候，摄像设备拍摄到的参照物必然会变得模糊不清，因此可以通过摄像视频中的参照物的清晰度，对施工工地中出现明显大量扬尘的情况进行预判，大量扬尘影响的范围广，扩散的速度快，因此需要更早的监测到，然后提前更多的时间打开喷洒装置。除此之外，所述施工环境监控管理系统还可以包括吹飞设备，用于安装在摄像设备附近，吹飞设备与控制中心电连接，当摄像设备上传的视频数据画面中出现粉尘气团的时候，控制中心可以控制吹飞设备打开，将粉尘气团吹散，不让粉尘气团集中在某一个方向，避免某一个方向的喷洒装置处理压力过大，也能够增强喷洒装置的整体处理效果。
58.在本发明的一种实施例中，所述控制中心用于对所述空气质量数据和所述视频数据进行综合分析处理，当分析判断空气中粉尘含量超标时，向所述喷洒装置下发启动指令，包括：
59.判断所述空气质量数据是否大于预设阈值；
60.当所述空气质量数据大于预设阈值时，所述控制中心向所述喷洒装置下发第二启动指令，以控制所述喷洒装置中的水泵启动。
61.当所述空气质量数据回落至小于所述预设阈值时，向所述水泵发送第二停止指令。当空气监测设备监测到的空气质量数据小于预设阈值的时候，说明工地内的空气暂时比较洁净，可以不用进行处理，此时关闭水泵，使得喷洒装置彻底停运。
62.在本实施例中，空气监测设备设置在距离防护带一定距离的施工工地内，当空气污染不明显但是空气污染程度又超标的时候，可以通过空气监测设备精确的监测到空气中
粉尘的含量，加强对环境的监控力度。由于此时空气中粉尘密度不是很大，扩散速度较慢，所以可以不用提前太多时间打开喷洒装置，避免喷洒无用的水，造成资源浪费。
63.还需要说明的是，摄像设备和空气监测设备可以设置为对应控制不同区域位置的多个喷洒装置，由于摄像设备观测的是远处空气质量情况，当有粉尘气团出现时，多个方向的摄像设备可能都会拍摄到，此时控制中心对视频数据进行分析，并控制多个方向的喷洒装置开始工作，但是实际上粉尘气团可能不会向所有方向逸散，只会向某一个或者几个方向逸散，因此在控制中心内增设倒计时功能，控制中心向监测到粉尘气团的摄像设备所在方向对应的喷洒装置下发启动指令，控制喷洒装置工作时，倒计时功能自动启动，开始对喷洒装置的工作时长进行倒计时，此时喷洒装置处于短时工作状态；在倒计时期间，控制中心对启动的喷洒装置所在方向的空气监测设备上传的空气质量数据进行分析，在倒计时结束之前，当控制中心分析某一方向的空气质量数据超标时，控制中心就持续维持该方向的喷洒装置工作，此时喷洒装置处于正常工作状态；但是在倒计时结束之前，若控制中心对某一方向的空气质量数据进行分析后一直没有超标时，控制中心就向该方向的喷洒装置下发暂停指令，控制该方向的喷洒装置停止工作。
64.在本发明的一种实施例中，如图2和图3，所述喷洒装置包括外水管2、进水管12、内气管5、外气管6和粉尘识别感应器7；
65.所述外水管2的一端用于通过所述进水管12与水泵的出水口连通，所述外水管2的另一端用于安装喷头，所述内气管5套设在所述外水管2外，所述外气管6套设在所述内气管5外，所述外气管6的一端用于与气泵的吸气口10相连，所述外气管6内安装有粉尘识别感应器7，所述粉尘识别感应器7与所述控制中心电性相连，在图1中，多个粉尘识别感应器分别表示为粉尘识别感应器1(第1个粉尘识别感应器)、粉尘识别感应器2(第2个粉尘识别感应器)、...、粉尘识别感应器n(第n个粉尘识别感应器)，所述内气管5远离所述喷头的一端用于与所述气泵的排气口9相连。
66.需要说明的是，内气管5和外气管6的形状可以是如图3所示的圆柱形，还可以是长方体形状，另外，内气管5和外气管6可以是一个整体，也可以是多个柱状体均匀安装在外水管2外表面。当内气管5和外气管6为一个整体的时候，如图2所述，可以在内气管5和外气管6的远离所述喷头的一端开孔分别与气泵的排气口9和吸气口10连通，开孔的数量至少为一个；当内气管5和外气管6为多个柱状体时，需要在每个内气管5和外气管6的远离所述喷头的一端至少开设一个孔分别与气泵的排气口9和吸气口10连通。在本实施例中，粉尘识别感应器7的数量可以是多个，也可以是一个。外气管6靠近所述喷头的一端还可以安装挡板13，引导周围的空气进入外气管6中。
67.在本实施例中，水泵接收到启动指令之后，向外水管2内注水，经过喷头之后，形成伞状水雾，水雾遇到空气中的粉尘，将粉尘吸附在水滴中下坠。当空气中的粉尘较多的时候，水雾不能及时将粉尘吸收，导致穿过吸附屏障的空气中仍含有超标的粉尘污染物时，粉尘识别感应器7感应到空气中粉尘的污染情况后，将检测到的数据上报至控制中心，控制中心控制气泵开始工作，结合图2，内气管5的下端与气泵的排气口9相连，外气管6的下端与吸气口10相连，气泵工作后，空气从外气管6上端进入，并从内气管5上端输出，
‘
下端’是指远离喷头的一端，
‘
上端’是指靠近喷头的一端；这样的方式能够将经过相邻两个喷洒装置之间的空气通过气泵的抽吸进行聚集，尤其是对空气中质量较轻的粉尘，抽吸产生的风向，影
响粉尘的漂移轨迹，使得粉尘向喷洒装置聚集，增加对粉尘的吸附处理效果，另外，聚集的空气从内气管5上端排出，由于内气管5上端靠近喷洒中心，水雾颗粒大，密度高，对于粉尘的吸附作用更强，能够将排出的空气处理干净，并且排出的空气对水雾还有吹飞效果，使得水雾的喷洒高度增加，喷洒的吸附范围变大，也进一步增强喷洒装置的处理性能。
68.在本发明的一种实施例中，所述外气管6上开设有吸尘孔8，每个所述吸尘孔8的中心线与所述外气管6内壁的交点位置安装有所述粉尘识别感应器7。
69.在本实施例中，在外气管6的侧壁上开设多个吸尘孔8，可以增加粉尘识别感应器7与外界空气接触的渠道，并且每个吸尘孔8与粉尘识别感应器7对应设置，可以缩短外界空气与粉尘识别感应器7接触的距离，让粉尘识别感应器7的敏感度增强。设置多个吸尘孔8和多个粉尘识别感应器7是为了保证粉尘识别感应器7触发的准确性，例如，当两个或者三个粉尘识别感应器7均检测到空气中粉尘含量超标，才触发气泵工作，这样避免单一粉尘识别感应器7检测不准确造成气泵不必要的启动。
70.在本发明的一种实施例中，所述喷洒装置还包括内水管1、驱动件11、挡板13、导板14和弹簧15；
71.所述内水管1安装在所述外水管2内，所述内水管1的外表面与所述外水管2的内表面贴合，所述内水管1的侧壁上靠近所述喷头的一端设置有多个内孔3，所述外水管2的侧壁上靠近所述喷头的一端设置有多个外孔4，所述内气管5靠近所述喷头的一端铰接有多个导板14，所述弹簧15的两端分别与所述导板14和所述外水管2连接，当转动所述外水管2，所述内孔3用于与所述外孔4连通，所述内水管1内的水流通过所述内孔3和所述外孔4喷射在所述导板14上，所述驱动件11与驱动设备相连，所述驱动件11用于带动所述外水管2转动。
72.需要说明的是，结合图2和图3,导板14可以是圆弧板，也可以是平板，相邻两个导板14之间的距离在不影响导板14的翻转的基础上尽可能设置小一些。并且内孔3的位置最好与导板14的中线相对应，外孔4在转向之后与内孔3连通。另外，当驱动件11为齿轮的时候，外水管2的外壁上设置有与驱动件11啮合的齿牙，此时驱动设备可以是电机，最好是步进电机或者伺服电机；当驱动件11为带轮或者链轮的时候，外水管2外表面设置有皮带卡槽或者与链条契合的凸起，此时驱动件11与外水管2不接触，驱动件11与外水管2之间套设有皮带或者链条，并用电机驱动驱动件11转动；当驱动件11为驱动杆的时候，驱动件11的一端与外水管2的外表面铰接，驱动件11可以由伸缩杆、气缸或者油缸等伸缩机构带动，由于伸缩机构的定量伸缩，使得驱动件11推动或拉扯外水管2正向或者反向转动一定角度，也能够使外孔4与内孔3连通。
73.在本实施例中，导板14的初始状态如图2所示，此时当内气管5中有空气排出的时候，导板14引导空气向喷头中心聚集，使得喷出的水雾与空气中的粉尘接触几率增强，吸附效果更好。当更多的粉尘识别感应器7感应到空气中粉尘超标的时候，说明超标空气从相邻两个喷洒装置之间越过，此时要增强对两个喷洒装置之间空气的处理能力，防止空气从两个喷洒装置之间逃逸，即需要增强外气管6侧面的吸附能力，例如，当6个粉尘识别感应器7都感应到空气中粉尘含量超标，这时候可以让驱动设备启动，带动外水管2转动一个小的角度，使得图3中本不连通的内孔3和外孔4，变为图2中相连通的状态，这样内水管1内的水就会从连通的内孔3和外孔4中激射处，激射出的水柱打在导板14上，使得导板14在水柱的作用下翻转，当导板14越过垂直角度的时候，导板14向外气管6倾斜，由于外气管6顶端为进气
口，因此在外气管6内负压的作用下，导板14向外气管6端口倾斜，挡住外气管6的顶端的进气口，同时，由于多个内孔3与多个外孔4连通，水柱喷射在导板14和内气管5内壁上，并在内气管5内高速气体的作用下雾化，对内气管5内空气中的粉尘进行吸附，并且雾化的水汽从内气管5排出后加入喷头形成的吸附屏障内，增加水雾的浓度，进一步增强水雾的吸附能力，另外，由于外气管6顶端进气口被封堵，在气泵抽气功率不变的情况下，吸尘孔8处的负压变强，使得吸尘孔8处对于空气的吸附强度变大，进而提升对经过两个喷洒装置之间的空气的抽吸能力，避免含有粉尘的空气逸散。
74.在本发明的一种实施例中，所述粉尘识别感应器7用于将识别到的粉尘数据发送到所述控制中心；
75.所述控制中心还用于接收所述粉尘识别感应器7上传的所述粉尘数据，并分析所述粉尘数据，根据分析结果控制所述气泵或/和所述驱动设备启动。
76.在具体实施过程中，可能会发生多个粉尘识别感应器7同一时间被触发的情况，此时可以直接启动气泵和驱动装置，使得喷洒装置对粉尘的处理性能提升到最强，及时将粉尘吸附。
77.在本发明的一种实施例中，所述控制中心还用于接收所述粉尘识别感应器7上传的所述粉尘数据，并分析所述粉尘数据具体包括：
78.接收多个所述粉尘识别感应器7上传的所述粉尘数据；
79.分别判断多个所述粉尘数据是否大于粉尘阈值；
80.对多个所述粉尘数据中大于所述粉尘阈值的数量进行计数，得到预警值。所述预警值代表检测出空气中粉尘含量超标的粉尘识别感应器7个数。
81.将所述预警值与预设预警值进行比较。
82.在本实施例中根据预警值进行触发，而不是直接根据粉尘数据进行分析判断触发，是因为一个粉尘数据代表性不强，会存在某一个粉尘识别感应器7故障或者偶然识别超标数据的情况，不具有客观性；通过预警值，可以避免上述情况发生，提高触发准确性。
83.在本发明的一种实施例中，所述控制中心还用于根据分析结果控制所述气泵或/和所述驱动设备启动具体包括：
84.所述预设预警值包括第一预设预警值和第二预设预警值；
85.当所述预警值大于所述第一预设预警值且小于所述第二预设预警值时，所述控制中心向所述气泵发送第三启动指令。提高喷洒装置对周围空气的聚集能力，使得空气向中心水雾密度较大的区域靠拢，提高处理效果。
86.当所述预警值大于所述第二预设预警值时，所述控制中心向所述驱动设备发送第四启动指令，控制所述外水管2转动指定角度，以使所述内孔3与所述外孔4连通，能够增加中心区域水雾的浓度，同时使得导板14封堵外气管6进气口，增强外气管6侧壁上吸尘孔8处的吸力，提升对侧面空气的聚集能力。
87.在本发明的一种实施例中，所述控制中心还用于：
88.当所述预警值减少到大于所述第一预设预警值且小于所述第二预设预警值时，向所述驱动设备发送反转指令，控制所述外水管2反向转动指定角度，以使所述内孔3和所述外孔4完全错开。
89.当所述预警值减少到小于所述第一预设预警值时，向所述气泵发送第一停止指
令。当空气中粉尘含量降低之后，可以首先逐渐降低喷洒装置的处理级别，首先反转外水管2，使得内孔3和外孔4错位不连通，在弹簧15的作用下，导板14复位，然后关闭气泵，内气管5和外气管6中不再有高速气流穿过。
90.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。