微型环境空气质量监测站系统方案

一、产品概述

1.1.1、背景概述：

大气网格化空气微站是山东天合环境科技公司生产的新型空气质量在线多参数监测系统，主要监测 PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2、O3，同时可扩展气象五参、噪声等多种参数。建立大气环境数据监测与分析系统，可以提高对大气污染监测数据的处理和管理能力，为环境规划和环境评价提供决策依据。主要用于企业化工业园区、城市环境监测、市政环境监测、移动环境监测、交通污染环境监测、公园、森林环境监测等。

大气空气质量监测系统可实现区域空气质量的在线自动监测，能全天候、连续、自动的监测环境中的二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、PM10和有机挥发物的实时变化情况，迅速准确的收集、处理监测数据，能及时准确的反映区域环境空气质量状况及变化规律，为环保部门的环境决策、环境管理、污染防治提供详细的数据资料和科学依据。

1.1.2、标准依据：

《中华人民共和国大气污染防治法》

《环境空气质量标准》（GB3095-2012）

《大气污染物综合排放标准》（GB16297）

《大气污染物综合排放标准》（GB16297）

《计量检定规程—光散射式数字粉尘检测仪》（JJG846）

《公共场所空气中可吸入颗粒物（PM10）测定方法-光散射法》（WS/T206）

《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》（HJ/T212-2017）

《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》HJ653）

1.2、产品特点：

◆采样方式：泵吸式；通讯方式：4G 无线数据传输。

◆采用进口高灵敏度传感器，响应速度快，分辨率高，线性好，检测下限达到ppb级，高温条件下稳定运行。每只传感器可以单独插拔，单独校准和更换。

◆支持本地存储可达12个月，U盘导出功能。

◆供电系统市电及太阳能可选。

◆可通过远程终端对设备进行远程诊断、远程校准和程序升级。

◆支持断点续传功能，避免网络环境问题造成的数据丢失。

◆LED显示屏：可外接LED显示屏，显示清晰，结构简单，便于安装，抗干扰能力强 （选配）。   

◆可根据客户需求对监测因子进行自由扩展及组合，选择性多，且较为灵活。

◆自带温湿度补偿算法，精准监测温湿度变化。

1.3、系统组成：

该系统主要由四气两尘和气象监测单元、数据采集处理单元、视频字符叠加单元、数据传输单元、数据展示平台、联动控制单元等组成，实现大气环境监测、数据上传、数据展示、统计分析、视频叠加等功能，完美对接政府监测平台，实现大气环境的 24 小时监管。

1）颗粒物监测单元

对 PM10、2.5 进行连续自动监测，环境数据每2分钟采集一次，并实时上传至数据中心和监控平台统计和分析；

2）四气传感器监测单元

对 CO、SO2、NO2、O3进行实时监测，采用高精度进口传感器，数据精确，稳定。

3.）气象五参监测单元

整套设备具备温度、湿度、风速、风向、大气压强等气象环境参数的监测，为监测数据的后期分析提供气象参数；

4）数据采集处理单元

该单元是整套系统的中枢，对所收取的监测数据进行汇总及存储；对采集的监测数据按照统计要求进行统计分析处理，将处理后的数据上报至云平台，并支撑参数的本地化显示，实现环境参数与视频监控画面的融合；

5）数据展示平台   

本系统的监测数据不仅可以上报至各级政府的数据云平台，也可上报我司环境在线监测平台，更能与现场的监控视频融合，将现场的环境参数以字符形式显示在视频监控画面上，实现本地环境参数与本地视频的融合，随视频一起存储，防篡改，一经叠加永久存在。

1.3.1、性能优势：

1）具有云端自动升级功能，后台新版本发布一键远程升级，远程配置等功能；

2）特殊的风道设计，保障数据的精确，延长传感器的使用寿命；

3）采用高精度传感器，相应时间快，分辨率高，线性好，数据精确；

4）应用单片机技术和网络通讯相结合，采用数据存储功能，不仅可提供方便的数据查询；

5）可以通过 USB 接口将数据转存至计算机，分析出日平均值/月平均值等并可打印；

6）气体 6 参数指标任选，还有气象 5 参数可灵活定制；

7）性能稳定，准确度高，操作方便，易于维护具有断电保护功能；

8）品质好，价格低，适合网格化批量推广。

1.3.2、设备参数：

二、物联云

● 政府监管平台完美对接能力

● 多任务、高并发、低延时

● 多平台同步查看、多维度检索能力

● 数据高亮报警与短信推送能力

● 多层级管理与权限分配能力

● 支持数据大屏展示与定制开发

优秀的数据运维能力

2.1、功能概述：

物联网大数据管理平台基于全新互联网+，采用分布式弹性服务集群，通过物联网将扬尘设备终端传感器数据实时传输到多维数据仓储云。

10万级各种监测终端作为整个平台的一个节点，无缝组合在一起，做到全天候立体管控，可随时随地查看设备实时数据，历史变化曲线，控制设备状态，远程软件升级，实时画面传输，超标预警。

完善的用户权限管理，对设备数据等设置多级组织架构，可做到厂商-代理商-经销商-终端客户-监管平台多用户统一协作，均可满足其功能需求，并根据用户需要进行全方位定制。

2.2、功能划分：

该软件平台由大数据平台 WEB 系统和大数据平台手机 APP 组成，其中大数据平台 WEB 系统分为前台展示和后台管理两部分。

前台展示包括了实时数据、报警信息、统计分析三个大的模块。结合电子地图可确切的知道每个设备所在位置，通过地图上的设备图标就可以查看设备所带各项传感器采集的实时监测因子。同时，直观地显示贝塔射线监测设备的详情、各项参数的实时曲线图、设备报警提醒、报警历史信息、设备统计、各台设备的污染排名、各项参数的统计排名和设备数据对比等信息。

后台管理则包括公司管理、用户管理、设备管理、设备类型、分组管理、报警管理几个模块。主要是对公司账号的登记注册、用户的账号管理、设备的添加配置、设备监测参数的设置、设备的分组管理和设备进行报警的等级划分的制定。

大数据平台手机 APP 则包含首页、设备列表、报警和我的几个模块，基本功能同 WEB 系统一样。整个系统基于可靠的网络通信技术，确保系统的高稳定性和可靠性，满足全年全天候长期安全稳定运行，提高监管效率。

2.3、物联网接入服务器：

2.3.1、高性能

采用专业的通信SOC处理器，双核四线程，主频高达880MHz，标配大容量Flash。基于强大的硬件平台，可以实现功能丰富的软件，以满足多样化的监测应用。

2.3.2、功能丰富

深度定制的JYun操作系统，支持GPRS，RJ45、ZigBee、LoRa、WIFI、NB-IOT等通讯方式。灵活的组网和安全的数据传输。

2.3.3、稳定可靠

主板及元器件均符合工业级标准，支持9 ~ 36V宽电压输入，环境温度范围可达 -20 ~ 65℃。具有网络连通性监测软件，当出现故障时可自动复位系统，支持通过发送远程命令远程重启。

2.3.4.云端管理

提供免费的云端管理平台，可对设备进行远程集中管理，实现状态监控、统一配置等功能。可根据用户需要、部署私有云平台。

2.3.5、模块扩展

支持扩展ZigBee/3G/4G模块实现无线上网，免布线安装，适合在偏远环境下应用。

2.3.6物理特性

铝合金面板，美观大方；钢制骨架，稳固耐用

2.4、云平台优势：

2.4.1、大数据并发能力

采用自主研发的负载均衡服务器，可10万+级设备同时连接，每天数据吞吐能力千万条。实时性强，并发能力大，数据安全可靠，在线率高，稳定性强。

2.4.2、AI视频追踪能力

利用物联网+人工智能技术，实现按需传输照片或视频，且具备数据视频叠加功能，真正实现了窄带宽下低成本视频传输方案。将数据和现场状况实时追踪，环境参数一目了然。

2.4.3、数据分析能力

可对设备实时显示其传感器参数，多种历史数据（均值），包括分钟数据，小时数据，日数据，绘制其变化曲线，多种可视化数据分析图表，并能导出报表。

2.4.4、远程控制能力

通过IoT模组，每个设备均具备4G网络云端进行交互，除了上传数据，还可以下发指定对终端进行控制，关联雾炮等其他设备。并实现远程软件升级，自主修复问题，降低偏远地区的维保成本。

2.4.5、多任务多终端能力

云平台具备多终端管理功能，无论是现场设备，PC浏览器，手机平板，还是无线有线网络，只要能连接平台，均可随时随地对任何数据进行处理，对设备进行管理，避免安装软件的麻烦。

三、功能管理

多维度数据管理

Ⅰ用户管理：

根据需要添加厂商、代理商、经销商、终端用户，每个层级均可对下一层级的用户及设备进行功能权限配置。

Ⅱ设备管理：

对各种不同类型的设备进行统一注册、添加、删除、查询、升级、管理。

Ⅲ数据分析：

查看设备实时数据、在线情况。根据参数条件查询历史数据，分钟数据，小时数据，日数据，绘制数据曲线，导出数据报表。

Ⅳ平台决策：

利用地理信息系统GIS对各种数据进行汇总，包括各种事件（超标告警）分析，实时图像监测。为全局决策提供大数据可视化依据。

ⅤAI视频追踪：

通过现场视频，将环境监测数据与现场照片实时融合，真正做到一目了然的“数据可视化”。通过AI智能分析现场环境参数的形成原因，车辆、扬尘、烟雾等实时预警，自动告警，做到实时监管，实时决策，实时处理。

Ⅵ移动APP：

充分利用目前手机的广泛性、便捷性，研发移动App管理终端，为全天候平台管理提供更为快捷方便的手段。无需打开电脑，随时随地均可获取设备信息，并对设备进行管理。

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