物联网智能空气环境监测系统解决方案

一、系统背景

随着我国工业化进程的不断加快，生产制造过程中不可避免地使用大量化工原材料，产生大量污染性气体。近几年来，我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高和汽车工业的高速发展，导致城市中汽车数量不断增加，致使许多城市大气中的SO2、NO2等气体污染物急剧增加。由于大量的污染气体扩散到空气中，致使我国大部分省区市均出现严重的雾霾天气，严重影响空气质量和人民身体健康。因此，设计一种针对空气环境监测系统是具有十分重要的意义。

二、系统概述

我国多地雾霾天气频频出现，影响空气污染严重、随着空气的恶化，空气污染危害加重，对人们的生活、工作产生很大的伤害；针对目前状况，我司设计研发了环境监测系统。LED实时显示pm2.5、pm10等污染物指数，现场还可检测的温度、湿度、气压、噪音、风向、风速等其他多项参数，并可通过物联监测终端将这些现场的数据远程传输到管理部门的电脑上，便于管理人员及时掌握现场监测数据。本系统具有安装方便、适用范围广、容量大、易控制等特点。

三、系统组成

空气环境监测解决方案基于RTU无线通信技术，通过智能网关及无线连接设备，搭配使用例如PM2.5传感器、VOCs传感器、二氧化硫传感器、氨气传感器及一氧化碳传感器等用于检测空气污染物的传感器设备，实现对大气可吸入颗粒物以及其他有毒有害气体的浓度参数的实时监测。并且可以根据用户具体需求，进行针对性处理，通过平台上对于数据的处理和图形绘制，满足对空气监测设备的大规模、统一化管理，使得相关的机构和单位能够更为直观的了解到所在区域的空气污染情况，实现全天候、区域性的空气污染检测。

空气环境的整体监测系统主要由感知层、传输层、应用层及用户终端这四个部分组成。

1、感知层主要是涉及一些下端搭载的空气质量监测设备，包括与传感器连接无线传输
模块、空气温湿度传感器以及其他各类在现场空气监测中需要用到气体传感器；

2、传输层主要是中间的数据上下行传输网络：包括辰迈智慧自主研发的工业级RTU、
智能网关设备、无线连接设备等；

3、应用层主要是用户对整体空间监测的管理平台，用以对不同区域、不同功能的气体
传感器数据进行管理；

4、终端层包括智能手机、平板电脑、笔记本、PC 机等各类用于接收信息、处理信息的设备。

四、系统功能

该系统适用于各建筑施工工地、道路施工、旅游景区、码头、大型广场等现场实时数据的在线监测，其中监测的数据包括扬尘浓度、噪音指数以及视频画面。通过物联网以及云计算，实现了实时、远程现场数据通过网络传输，且具备自动功能，可以随时掌控发生的变化，进而告知有关部分进行整顿，具备联动信息输出，可以外接喷雾降尘设备，实现联动。

1）数据实时监测：通过与现场安装的无线采集设备相连的气体传感器，实时采集现场各类气体浓度，并即时经由智能网关上传到监测中心，保证数据的时效性。

2）远程集中管理：能够根据无线设备和传感器安装的位置对整个系统当中的设备分区域显示，对不同地点、不同场景的监测设备进行区别管理，同时也能对多区域进行集中监测。

3）原始数据处理：对上传到服务器中的数据进行预处理，能够在平台上实现时间性的数据图形或是到处数据报表，以达到对现场空气环境进行分析的作用。

4）数据断点续存：在该解决方案当中，当遇到上传服务器的网络断开时，使用的智能网关能够自动存储下方连接设备上传的数据。待传输网络连接成功后，会将缓存的数据第一时间上传到服务器，防止数据因网络问题出现丢失。

5）智能短信报警功能：当监测到的气体浓度高于客户现场的限制浓度时，能够实现平台端、设备现场以及用户手机短信等多个场景的报警提醒功能，便于客户对现场环境的了解。

6）主动故障提醒：一旦现场使用的监测设备出现异常，会主动上报异常状态，便于客户及时发现问题，并有针对性的找到故障设备。

7）设备远程控制:客户可以在监控中心对监测现场设备进行远程启动、设定工作时间等远程操作，并可对设备当前的工作状态进行查询。

五、方案优点

★ 数传终端：实用性强、覆盖面广、灵活性好的环保数据采集传输;

★ 多重网络：LoRa/NB-IoT/2G/3G/4G/5G无线传输为环境监测提供了很好的联网解决方案;

★ 接口兼容：标准RS232/485 接口，支持Modbus 通信协议及非标准通讯协议的开发;

★ 监控功能：在监控中心可以通过网络实时监测各站点的实时数据;

★ 报警功能：任何现场的异常报警信号能在通过设备上传进行报警;

★ 数据储存：按规定的数据库格式保存现场原始数据、报警数据和操作记录的数据;

★ 数据发布：中心数据库数据能实现数据共享，对其它系统具有开放性。