一种用于环境污染监测的在线监控系统

1.一种用于环境污染监测的在线监控系统，该系统包括：在线监控端和若干监测站点设备，所述监测站点设备设置于野外环境中的待监测位置，所述在线监控端采集所述监测站点设备传输的环境污染监测信息，其特征在于，所述监测站点设备包括环境污染监控传感器、数据转发器、GPS模块以及数据存储器，所述数据存储器用于存储所有监测站点设备的GPS信息，所述数据转发器包括数据收发器和监测站点设备路径计算单元，所述路径计算单元用于根据所述GPS信息查找符合预订范围内的所有监测站点设备，得到这些监测站点设备的唯一通信标识信息；所述监测站点设备中的某监测站点设备与其他监测站点设备通信，假定某监测站点设备X的数据转发器经过查找预定的10KM范围内的所有监测站点设备以后，得到这些监测站点设备的唯一通信标识信息；然后，设备X与这些监测站点设备进行通信，以获得上述各个监测站点设备的工作状态；这种工作状态是通过各种环境污染监控传感器自身具有的通信协议实现的，这些环境污染监控传感器采用自身具有自检功能的传感器，以使得状态的获得变得更加方便，并且该设备X即能够获得所有的在上述预定范围内的环境污染监控传感器的工作状态；接下来，根据上述工作状态，找到各个工作状态处于正常的环境污染监控传感器，再计算这些工作正常的环境污染监控传感器哪一个距离在线监控端最近，确定以后，该设备X即将自身监测的数据发送给不同于设备X的设备Y。
2.根据权利要求1所述的在线监控系统，其特在在于，所述监测站点设备的环境污染监控传感器包括可吸入颗粒物传感器。
3.根据权利要求2所述的在线监控系统，其特在在于，所述唯一通信标识信息包括各个监测站点设备的IP地址和SIM卡卡号中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的在线监控系统，其特在在于，所述数据转发器包括基于移动通信网络的数据收发模块和/或基于以太网的数据收发模块。

一种用于环境污染监测的在线监控系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及环境监控领域，更具体地，涉及一种用于环境污染监测的在线监控系统。\n背景技术\n[0002] 一方面，环境污染已经成为全球各国共同关注的课题。大气中的污染物或生物化学作用会影响环境中处于正常操作运行状态或者储运状态的设施和设备，例如：工业过程检测和控制设备、重要的基础设施等。因此，《ANSI ISA-S71.04过程检测和控制系统的环境条件——大气污染物》标准对大气环境中的污染物进行分类和分级。标准中对污染物在环境中的常态划分为大气液态污染物、大气固态污染物、大气气态污染物、和生物影响几类。\n各种污染物有按溶度高低或者对某种金属侵蚀速率高低又划分不同等级。我国在当今的发展过程中，就遇到了雾霾污染严重的严峻现实。\n[0003] 另一方面，随着我国环境保护事业的发展，迫切需要加快全国环境管理基础能力的建设，同时提高环境监测仪器的生产和竞争能力。环境监测仪器在环境监测、工矿企业污染治理、现场环境监测执法的在线测试等方面能起着重要的作用,可解决假冒伪劣商品、食品安全、环境监测监理等问题，是保证工商、质监、环境、农业、粮食、地质、化工等行业、领域准确、公正、高效运作不可或缺的有力工具。\n[0004] 城市中的污染信息已经有与城市环境相配套的设备去采集，但在野外，受到了地形、建筑物、道路、河流、景观等等的客观环境的制约，以及监测点高度的不同的限制，很难依靠人工去及时高效地采集到大气污染信息，更无法实时地得到大气污染信息。\n[0005] 此外，在野外工作的监测设备由于无法确保时刻工作在正常工作状态(例如电力充足、通信畅通等)，所以现有的C/S乃至B/S网络架构的在线监测系统都无法真正作到符合各种严苛的野外工作环境的要求。\n发明内容\n[0006] 为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种用于环境污染监测的在线监控系统。该系统包括：在线监控端和若干监测站点设备，所述监测站点设备设置于野外环境中的待监测位置，所述在线监控端采集所述监测站点设备传输的环境污染监测信息，其中，所述监测站点设备包括环境污染监控传感器、数据转发器、GPS模块以及数据存储器，所述数据存储器用于存储所有监测站点设备的通信信息。\n[0007] 进一步地，所述监测站点设备的环境污染监控传感器包括可吸入颗粒物传感器。\n[0008] 进一步地，所述数据通信信息包括各个监测站点设备的唯一通信标识信息。\n[0009] 进一步地，所述唯一通信标识信息包括GPS信息。\n[0010] 进一步地，所述唯一通信标识信息包括各个监测站点设备的IP地址和SIM卡卡号中的一种或多种。\n[0011] 进一步地，所述数据转发器包括数据收发器和监测站点设备路径计算单元，所述路径计算单元用于根据所述GPS信息查找符合预订范围内的所有监测站点设备的唯一通信标识信息，且所述数据收发器根据所述查找的结果获得该区域内各个监测站点设备的工作状态。\n[0012] 进一步地，所述监测站点设备根据所述工作状态，向所述区域内距离所述在线监控端最短的监测站点设备传输环境污染监测数据。\n[0013] 进一步地，所述数据转发器包括基于移动通信网络的数据收发模块和/或基于以太网的数据收发模块。\n[0014] 本发明的有益效果是：(1)能够减轻在线监控端的通信负载压力；(2)能够避免由于在线监控端或其通信模块工作失常而导致整个在线监控系统瘫痪；(3)能够降低监测站点设备在与远程目标(例如在线监控端)通信时消耗电力过大而需要经常维护的问题；(4)能够减轻在线监控端和若干监测站点设备之间的耦合程度，使得在线监控系统兼容性更佳。\n附图说明\n[0015] 图1示出了根据本发明的优选实施例的用于环境污染监测的在线监控系统的系统结构框图。\n[0016] 图2示出了根据本发明的优选实施例的数据转发器的结构框图。\n具体实施方式\n[0017] 下面将结合附图详细本发明的优选实施例。\n[0018] 如图1所示，用于环境污染监测的在线监控系统包括：在线监控端和若干监测站点设备，所述监测站点设备设置于野外环境中的待监测位置，所述在线监控端采集所述监测站点设备传输的环境污染监测信息。\n[0019] 图1中的各个监测站点设备的位置只是示意性的。实际情况中，监测站点设备可能在野外无规律地被分散在相聚几千米或几十千米的位置，而在线监控端位于城市中。\n[0020] 图1中连接各个监测站点设备的实线并不表示它们之间彼此实际相连接，而且也不是穷举的，只是表示它们之间可以两两相互通信。\n[0021] 所述监测站点设备包括环境污染监控传感器、数据转发器、GPS模块以及数据存储器，所述数据存储器用于存储所有监测站点设备的通信信息。\n[0022] 所述监测仪器设备50包括用于监测空气、水、污染源等环境污染物，以及测量气象、水文、排放量等背景参数的仪器设备，能够提供各种所需要的污染物和背景参数的监测数据。\n[0023] 根据本发明的一个优选实施例，所述监测站点设备的环境污染监控传感器包括可吸入颗粒物传感器。根据本发明的又一个优选实施例，所述环境污染监控传感器还可以包括多种传感器，例如二氧化碳传感器、水污染传感器、空气质量传感器(诸如可吸入颗粒物传感器)、温湿度传感器等。\n[0024] 所述数据通信信息包括各个监测站点设备的唯一通信标识信息。实际工作中，所述唯一通信标识信息包括各个监测站点设备的IP地址、移动通信号码、GPS信息中的一种或多种。在本发明的优选实施方式中，至少要包括GPS信息。对应的各种物理设备包括路由设备、SIM卡及其适配器，以及GPS定位设备。\n[0025] 根据本发明的一个优选实施例，数据转发器包括：微处理器、电源、无线收发模块和RS232串口；所述微处理器分别与所述电源、所述无线收发模块和所述RS232串口连接。数据转发器还包括：USB接口和/或显示器和/或存储器；所述USB接口、所述显示器和所述存储器均与所述微处理器连接。\n[0026] 在实际应用中，数据转发器主要负责监测站点设备间的通信，向监测站点设备发送查询命令，接收各个监测站点设备上传的环境污染信息并返回给远程监控平台。数据转发器与监测站点设备的区别在于：数据转发器安装有RS232串口，满足数据转发器与远程监控平台之间的通信。在实际使用过程中，数据转发器的作用与网关的作用类似。另外，数据转发器通过存储器可以存储各监测站点设备上传的环境污染信息，并通过显示模块显示环境污染信息，从而方便使用者观察。\n[0027] 数据转发器还用于协调各个监测站点设备进行无线通信组网，在路由发现过程中，可以解决局部混合路由信息之间的相容性和优先级问题，其中，局部混合路由信息包含位置信息、可达信息和链路可靠性等；同时，还解决了网络对象的移动性对路由发现过程的影响，例如：由节点移动、失效或受攻击导致的路由断裂等情况；另外，系统采用相应的路由维护措施，每一段路径在具有一定连通性的前提下，仍保持整条路径具有连通性要求。\n[0028] 所述数据转发器包括数据收发器和监测站点设备路径计算单元。其中的路径计算单元不必采用专门的设备，可以通过DSP或MCU等具有数据加减运算的设备来实现。\n[0029] 本发明的在线监控系统的工作原理如下：\n[0030] 首先，所述数据存储器中预先保存有所有监测站点设备的GPS信息。假定某监测站点设备X的数据转发器经过查找预定的10KM范围内的所有监测站点设备以后，得到这些监测站点设备的唯一通信标识信息。然后，设备X与这些监测站点设备进行通信，以获得上述各个监测站点设备的工作状态。这种工作状态是通过各种环境污染监控传感器自身具有的通信协议实现的，例如：发送读取当前读数以后，能够得到其有效数值，则判断其工作状态有效。在本发明的优选实施例中，这些环境污染监控传感器采用自身具有自检功能的传感器，因此，状态的获得将变得更加方便。至此，该设备X即可获得所有的在上述预定区域内的环境污染监控传感器的工作状态。\n[0031] 接下来，根据上述工作状态，找到各个工作状态处于正常的环境污染监控传感器，再计算这些工作正常的环境污染监控传感器哪一个距离在线监控端最近。确定(例如是设备Y)以后，该设备X即将自身监测的数据发送给设备Y。\n[0032] 本领域技术人员应当清楚的是，所述数据转发器包括基于移动通信网络的数据收发模块和/或基于以太网的数据收发模块。例如，基于PC104的数据收发模块。\n[0033] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。