景区环境空气质量监测系统技术方案

Lida景区环境空气质量监测系统技术方案2016年6月目录第一章景区环境监测的意义 错误!未定义书签第二章景区环境监测的内容 错误!未定义书签2.1 监测项目 32.2 空气质量评价点设置数量要求 32.3 监测点位周围环境与采样口设置的具体要求 32.3 区域监测范围 4第三章设计原则 5第四章系统概述 64.1 系统功能描述 64.2 系统拓扑图 74.2.1系统功能模块示意图 74.2.1 系统组网示意图 7第五章 系统详细设计 85.1 前端设备 85.1.1 景区环境空气检测站 85.1.2 无线数据传输单元（CRGPRS） 175.1.2.1 设备功能描述 175.2 监测中心管理系统 185.2.1 系统功能描述 185.2.1.1 子站软件功能 185.2.1.2 中心站软件功能 185.2.2 系统配置 20第六章 系统优势 21第七章系统投资预算 错误!未定义书签第一章景区环境监测的意义景区是人们欣赏游玩、休闲放松的地方这里远离都市的喧嚣、没有工业的污染， 没有蓝烟尾气与PM2.5这里只有清新的空气、明媚的阳光、宜人的气候、拂面的微风…… 让人畅游其中、恋恋不舍。

景区所产出的本身就是舒适的环境，对景区的环境空气监测是正面的，积极的，出于 倡导健康生活方式的目的，引导人们走向优质环境区域，为优良的环境发展提供参考依据通俗的环境空气监测是负面的，被动的，出于降低对健康损害程度的目的，防范人们 走向污染严重的区域，为污染源的控制提供参考依据由此可知，对环境空气监测的目的不同，测量的角度不同，测量的场所不同，最终测 量的参数也有所不同没有污染源，就不存在污染的空气所以对景区内污染空气的监测意义不大景区的 环境空气监测，是为了向更加有利于人体健康的积极方向发展主要参数集中于负氧离子 浓度、气象风速风向、空气温度湿度、阳光强度与辐射程度、空气的洁净程度等景区的环境空气监测，犹如企业对自己产品的质量检测，不仅可以让景区向更加优秀 的方向发展，而且通过空气质量公示，可以引导更多的游客前来旅游，繁荣商业同时，整个监测系统的数据传输平台因为无线通讯技术的迅猛发展而得到更广泛的应 用，可以更快、更方便地进行系统前端设备的部署，节省投资并达到高效率的管理和高质 量的服务水平基于无线网络的环境空气自动监测系统，是真实反映环境空气质量动态变化，实现环 境空气质量日报、预报的重要技术手段，因此，作为新时期物联网的典型行业应用，无线 空气质量自动监测系统在各方需求基础上逐渐开展应用并全面发展起来。

第二章景区环境监测的内容2.1 监测项目负氧离子浓度空气洁净度空气温度空气湿度风力风向阳光照射强度阳光辐射指数气压2.2 空气质量评价点设置数量要求国家环境空气质量评价点设置数量要求建成区人口（万人）建成区面枳（km2）监测点数<10<20110-5020-50250-10050-1004100-200100-1506200-300150-2008>300>200按每25 -30 km2建成区面枳设1 个监测点，并且不少于8个点2.3 监测点位周围环境与采样口设置的具体要求监测点周围50米范围内不应有污染源；＞点式监测仪器采样口周围，监测光束附近或开放光程监测仪器发射光源到监测光束接 收端之间不能有阻碍环境空气流通的高大建筑物、树木或其他障碍物从采样口或监 测光束到附近最高障碍物之间的水平距离，应为该障碍物与采样口或监测光束高度差 的两倍以上；＞采样口周围水平面应保证270°以上的捕集空间，如果采样口一边靠近建筑物，采样 口周围水平面应有180°以上的自由空间；＞监测点周围环境状况相对稳定，安全和防火措施有保障；＞监测点附近无强大的电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应，通信线路容易安装检修;＞监测点周围应有合适的车辆通道。

＞针对道路交通的污染监控点，其采样口离地面的高度应在2〜5米范围内；＞在建筑物上安装监测仪器时，监测仪器的采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的 距离应大于1米；＞使用开放光程监测仪器进行空气质量监测时，在监测光束能完全通过的情况下，允许 监测光束从日平均机动车流量少于10,000辆的道路上空、对监测结果影响不大的小 污染源和少量未达到间隔距离要求的树木或建筑物上空穿过，穿过的合计距离，不能 超过监测光束总光程长度的10%；＞对于空气质量评价点，应避免车辆尾气或其他污染源直接对监测结果产生干扰，点式 仪器采样口与道路之间最小间隔距离应按下表的要求确定：＞污染监控点的具体设置原则根据监测目的由地方环境保护行政主管部门确定针对道 路交通的污染监控点，采样口距道路边缘距离不得超过20米；2.3 区域监测范围（根据用户需求和实际情况描述）第三章设计原则我们的基础设计思想：按照客户的实际需求，度身定做最优化的物联网行业应用系统 针对无线空气质量自动监测应用，我们从实际应用的需要作为选择和设计的出发点，从以 下几个方面综合分析和评估，提出适合的整体规划方案1） 系统配合度：本系统工程属于固定资产投资，前、后端设备的系统整合与配合一致，接口的完善、 与传输平台的融合等，都是需要实现的重点功能。

2） 设备的整体性：在条件许可下，一个系统中尽可能选用同一系列的设备，使产品性能得以充分体现， 从而提高系统的稳定性和使用寿命3） 专业素质及维修能力：不论产品品质多好，总有出故障的可能，除了在产品的选择要把好关，尽量减少潜 在故障发生的可能性，同时需具备专业的售后服务能力5） 方便用户操作：根据使用环境，选配容易操作的系统，使系统功能得以充分利用方便容易的操作系统更能满足用户的需要6） 系统的扩展能力：当今科技日新月异，尤其是电子产品，更新换代率更高较强的系统扩展功能，可以 让用户在需要时，只需增加少量部件即可使系统得以扩展，以提高使用价值8） 实用的系统设备：根据使用场合选配实用的设备“量体裁衣”，尽量避免选用超过所需功能的设备9） 设备技术指标的真实性：我们会检验设备技术指标的真实性，只有通过以往种种检验，包含工程使用后，才能 向用户推荐10） 价格因素：在满足需要的前提下，寻求一个合理的投资是很有必要的，满足系统最佳性价比要 求是我们力求做到的，但过于压低价格，将不利于用户自身利益保护第四章系统概述4.1系统功能描述基于无线网络的景区空气质量自动监测系统是以自动监测仪器为采集前端、以无线数 据通讯设备为关键节点、以移动运营商数据网络为传输通道、以功能完备的后台监测管理 软件为支撑的一体化整合系统。

自动监测仪器（空气质量监测站）由传感器节点、空气质量传感器（检测风速风向温 湿度负氧离子浓度等）以及A/D转换、数据接口等单元组成，负责自动采样、自动监测区 域所部署的传感器节点、监测每点的数据数据通过接口协议进入无线通讯节点设备DVR的独立（DTU）传输通道，由无线通讯数 据终端负责将数据传输到监测管理中心中心接收到相关参数数据，通过后台监测管理系统进行数据汇总、整理和综合分析并 转化成详细信息实时在监测终端或大屏幕上进行显示，工作人员可以在监控中心或办公室 进行监测，随时得到即时数据报告，实现远端无人值守景区空气质量无线监测系统功能特点：＞ 整合GPRS/EDGE/TD-SCDMA通信技术，实时监测景区大气环境数据，实时进行数据 传输，实时控制现场设备的运行状态；＞实现各类监测数据的接收、显示、统计、自动分析、存储、应用、发布；＞利用数据库接口功能，在监测管理中心显示终端上直观地生成可视化的计算结果图 表；＞选用先进的开发技术，应用系统操作简便、人机界面友好，适合各层面人员操作使 用；＞具有超前的设计理念，根据环境管理工作的发展和要求，能够随时进行扩充，并兼 容现有应用系统；＞在网络覆盖面、可靠性、稳定性、实时传输速度、数据传输的准确性及安全性、操 作界面、建设投资及系统日常运行费用合理等方面具有良好的体现。

4.2 系统拓扑图4.2.1 系统功能模块示意图4.2.1 系统组网示意图前端设备监测管理中心通讯服务器数据服务器视频服务器电视墙 打印机 绘图仪Li da景区环境空气质量自动监测系统技术方案_第五章系统详细设计5.1前端设备5.1.1 景区环境检测站COM-3500型防潮空气负氧离子检测仪一、 简单介绍：l单个高精度传感器l轻触开关进行开关机，美观大方l超省电工作，充电一次工作8小时以上l每分钟一组测量数据l U盘Copy测量数据和RS232电脑接口，简单易用l超静音风机，使采样噪音降到50dB以下l德国进口高精度温湿度传感器二、 用途众所周知，大气离子测量仪属于高阻抗、微电流测量仪器，它对环境湿度非常敏感尤其是 它的离子收集器部分，是对大气取样的部件，在工作时，要将外部空气抽入收集器中，若空 气含水量较大（即湿度较高）时，空气中的水分就会附着在收集器的金属收集板和绝缘物上, 使收集板与外壳之间的绝缘程度下降，这就会导致读数不稳定、数据超过误差等故障COM-3500系列负氧离子检测仪采用了特殊的抗潮湿设计结构,一旦仪器受潮，可以开启本 机的特有的自恢复驱潮装置使仪器恢复正常功能因此，它特别适合在海滨、森林、河边 等高湿度地带工作。

并带有U盘或者RS232电脑接口可方便进行数据读取等通迅工作，是 气象部门、环境监测部门的有力工具三、技术参数设备类型 单个高精度传感器型检测要素 空气小粒径正负离子（迁移率＜0.4）测量精度 1个/CM3测量误差 标准无干扰环境中5%，测量量程 10-200万 10-2000万10-6000万10-1亿个/CM3 （供客户选择）传输方式 RS-232, USB等接口供电接口 12.6V锂电池充电，内置2500ma电池，充满可工作8小时以上数据存储 设备具有16M数据Flash，可循环存储3个月以上数据，断电情况下能保存10年以上温湿度测量 采用德国进口芯片，测量精度达0.1度温度，1%RH湿度自动测量 设备采用无人值守技术，无需人工干预自动测量高湿工作 设备采用先进除湿技术，在任何高湿情况均正常工作检测技术 设备采用电容式离子室收集技术放大技术 设备采用低噪声放大器，配合16位高精度高速AD，是普通设备精度的16倍防风技术 设备离子收集室空气通道采用90度直角通道，能有效的防止风干扰测量频率 设备测量间隔可根据客护定制，最快1分钟一组测量数据设备电池 设备内部集成2500mA锂电池，充满电能工作8小时以上。

设备电源 配备12.6V充电器，3小时可充满，可按需加配外接电池设备功率 设备功率小于5W工作环境 温度：-50度~70度，湿度：0~99%RH照度传感器/光照度传感器/光照度变送器型号：HAD-GZD概述GZD系列光照度变送器采用对弱光也有较高灵敏度的硅兰光伏探测器作为传感器；具有测 量范围宽、线形度好、防水性能好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点，适用于各 种场所，尤其适用于农业大棚、城市照明等场所根据不同的测量场所，配合不同的量程， 线性度好、防水性能好、可靠性高、结构美观、安装使用方便、抗干扰能力强技术参数供电电压：24VDC/12VDC防水类型： 防水测量范围： 0-200000LUX（客户可根据自己需要选择量程大小）操作环境温湿度：0°C〜70°C、0%RH〜70%RH（不带液晶）储存环境温湿度：T0°C〜70°C、0%RH〜80%RH （不带液晶） 感光体：带滤光片的硅蓝光伏探测器温湿度传感器型号：HA/KSWHA/KSW系列温湿度，传感、变送一体化设计，适用于暖通级室内环境温湿度测量采用 专用温度补偿电路和线性化处理电路传感器性能可靠、使用寿命长、响应速度快多种 型号满足RoHS无铅化要求技术参数供电电压：24VDC/12VDC使用场所： 室外/室内防水类型： 防水测量范围：-40-120度（客户可根据自己需要选择大小）准确度： 温 度：土 0.5C （0C〜50C）输出形式：4-20MA/0-5V/RS485/RS232/继电器输出（本身具有）湿度量程：0—100%RH准确度： ±3%Lid a景区环境空气质量自动监测系统技术方案 长期稳定性：湿度＜1%RH/年 温度＜0.1°C/年 响应时间：＜15s （1m/s风速） 负载能力： 电流输出型：W 500Q、气压传感器 型号:HAD-PTB110工作环境(1 hPa = 1 mbar)压力范围+20 °C时总准确度传感器500 …1100 hPa600 …1100 hPa800 …1100 hPa800 …1060 hPa600 …1060 hPa土 0.3 hPaBAROCAP?工作环境温度范围-40 ... +60 ° C (-40 ... +140 ° F)湿度范围无凝结输入和输出工作电压功耗：工作模式停机模式输出电压10 ... 30 VDC小于4 ?A小于1 ?m0 ... 2.5 VDC0 ... 5 VDC机械部件重量材料（外壳）90克塑料外壳，ABS/PC混和风向传感器/风向传感器/传感器型号：TQX-EL15-2概述风向传感器是用于测量风的水平风向的专业气象仪器。

风向传感器的感应元 件为风向标部件，经格雷码盘、光电器件等将风标的角位移转换成相应的格雷码，以电信 号输出广泛应用于气象、环保、交通及国防军事等领域特点•输入、输出端过载保护-选配加热系统，可保证仪器在-50°C环境中正常使用•采用迷宫式结构设计，有效抵御风沙等恶劣环境影响技术参数传感器 型号EL15-2EL15-2AEL15-2BEL15-2CEL15-2FEL15-2DEL15-2E测量范围0°〜360°最大允许误差±3°±5°分辨力2.5°3°响应灵 敏度W0.3m/s（风向标偏转30时）W0.5m/s（风向标偏转30时）风向输出8位格雷码，高电平＞14V, 低 电平＜1V8位格雷码，5V输出7位格雷码5V输出7位格雷码12V输出0V〜2.5V抗风强 度75m/s工作电压15V DC加热：24 VAC15V DC5V DC12V DC10V〜14V DC5V DC使用环境温度：-50°C〜60°C湿度：0%RH〜100%RH温度-40C〜60C湿度 0%RH〜100%RH重量1.8kg最大夕卜 形尺寸550mmX415mm风速传感器 型号：HAD-INT 10H量程：0_50m/s 信号：4 — 20ma传感距离：：1000m总辐射表/太阳总辐射仪 型号：PH9-LVTBQ-2-BRS主要特点•可作为一级标准总辐射表使用•符合ISO9060 （太阳能、半球向、日射表和直接日射表的规范与分类）国际技术参数：•测量范围：0〜2000W/m2•分辨率：1w/m2•准确度：±2%•光谱范围：0.3〜3um•响应时间：V5s•温度相关：V±0.08%°C•余弦响应：V±10%(太阳高度角10°时)•年变化率：V±2%・非线性：V±2%•供电方式：DC5V、DC12V、DC24V•输出形式：1、 电流：4〜20mA2、 电压:0〜2.5VDC、0〜5VDC3、 RS232/RS485 通讯4、 TTL电平：频率和脉宽两种•工作环境：温度-40C〜50C湿度W100%RH•产品重量：传感器420g，带变送器760g•产品功耗：1.8mW标准•符合WMO世界气象组织规范(CIMO Guide)•适用于各种恶劣环境•灵敏度高•使用方便、免维护标配出厂是供电方式：DC5V,输出：电压：0〜2.5VDC,5.1.2 无线数据传输单元（CRGPRS ）5.1.2.1 设备功能描述内置有GPRS终端模块，具有短信报警，短信日报，电话语音报警，远程登陆，数据 无线远程传输等功能5.2 监测中心管理系统5.2.1 系统功能描述监测管理中心对各个监测站进行控制指挥，各监测站采集各种空气质量参数，两者间的控制信息和监测数据通过系统无线数据传输设备 DVR的DTU模块功能完成。

监测中心既是各监测站的指挥中心，又是监测站监测数据的汇集、 处理和存贮的数据库各监测站可设置为自动定时向监测中心发送信息，也可设置为平时处于待 机状态，在收到监测中心的指令后才开始启动工作，将信息发送给监测中心， 各监测站有数据采集，命令识别，数据发送的功能5.2.1.1 子站软件功能■监测项目由用户设置组态，适应不同的子站配置■可对一次仪表输出模拟信号采集，并进行A/D转换■可通过RS232、RS485 口直接采集带通讯功能的一次仪表的数据■可通过数据通讯接口与中心站远程联系，实现数据传输及控制■采集数据可用图形动态显示，以分钟平均值为基本数据，自动生成数据文件■可查阅任意一日的原始数据，统计小时平均值及污染指数，生成日报、周报、 月报、年报等，并可打印输出■可将任意一日的原始数据和统计小时均值以文本文件导出■可以控制一次仪表的调零■可主动呼叫向远程发送任意一日任意时段的数据5.2.1.2 中心站软件功能■在线监测和远程控制可以在线查看、查询、获取各种模拟设备和开关的最新数据、状况并可以实 现定时监测中心控制室可以实时显示各项空气质量参数数据，能够对监测现场 设备进行远程启动、设定工作时间、调整工作周期、数据二次查询等远程操作， 并将分析结果和设备运行日志记录于监测管理中心数据中。

■报警处理报警有四种：断线报警（包括设备故障报警）、超标报警、开关设备报警和异 常情况报警可以灵活设定报警条件，并和人员的手机、短信绑定，在满足报 警条件时，自动发送报警信息■短信服务短信服务有：数据传送，可以把监测站的数据发送到指定的手机；短信报警（数 据报警，断线报警，开关设备报警，监测仪器报警）；批量配置报警数据；自 写短信，自定义短信的内容和发送对象■查询统计提供多种条件查询方式和查询结果分类、分项排序、统计最大值、最小值、平 均值、汇总值等分析处理功能提供统计各类监测数据功能并提供查询结果打 印■分析报表对于监测统计数据按指定的时间段进行列表和图形方式分析，列表分析以表格 的方式给出，图形方式通过曲线、柱状和饼状等图形直观的显示可将各子站的统计日报数据转入年度数据库，以进一步编辑处理，导出为可上 报的国家标准要求的数据库文件，如：生成日报、周报、月报、年报等系统至少提供以下报表并能够按照所见即所得的效果进行打印：◎实时监测数据日报表（曲线图），月报表（曲线图），年报表（曲线图）◎历史监测数据报表◎超标监测数据报表◎网络反控日志◎试剂报警日志◎数据汇总报表◎数据历史查询报表◎数据分析统计报表（含柱状或饼状图），包括负氧离子浓度、温度、湿度、光 照、辐射、风速、风向、空气洁净度等总量统计报表、大气自动监测日监测数 据分析报表■数据标记和剔除特定的职能管理部门在审查分析数据的过程中，对于已经确认异常或无效的数 据能够进行手动标记或剔除操作。

对于任何的标记或剔除操作，系统自动记忆， 作为日志备查系统管理设置系统的一些参数，包括权限管理、常量管理、设备管理、在线列表和监控源类型设置等5.2.2 系统配置景区空气质量无线监测系统监测管理软件为 B/S架构，标准配置为100许可，根据本项目实际情况已能满足需求监测管理中心利用花博会已有视频监控中心网络接入和显示系统，只需配 备相应数据、通信服务器及操作终端即可满足硬件设备要求，系统可快速部署 并投入使用第六章系统优势作为物联网在环保行业的典型应用之一，景区空气质量无线监测系统在环境在线 监测中的优点极为明显：＞广泛的应用：无线数据传输系统可以无缝地与网络连接，从而保证环境监测人 员不受时间和地点的限制将监测控制中心系统装在笔记本电脑上，可以实现对 环境监测子站数据的移动接受和处理；＞运行费用低：环境在线监测系统要求每天24小时运行，高额的通讯费会增大监 测成本，无线通讯系统只有产生通信流量时才计费，按照用户数据传输流量来 计费的方式，计费更加科学合理；而且费用低廉,非常适合在线监测的要求；＞性能稳定：环境在线监测系统要求数据传输稳定，不能有数据传输延误和断传现 象，无线数据传输系统激活后，永远保持在线，不存在掉线问题，同时由于 GPRS/EDGE的传输速率基本可以保障，极少会出现数据传输延误现象；＞安全性强：环境在线监测数据的使用和发布有严格的规定,在线监测数的安全是 数据传输中必须重视的问题，无线通讯系统在使用前,需要预先设定IP地址，使 用时会向预先设定IP地址发送数据，可以避免他人的恶意获取；＞ 数据完整：环境在线监测子站分析仪器全天运行得到的监测数据的数量较 大，同时相关技术规范也要求每日气态污染物不少于18个有效小时平均值，保证 数据完整性非常重要，不能丢失数据；由于GPRS通讯系统采用〃包交换〃方式传 输数据，将传输数据封装成许多独立的封包，封包大小可以设定，再依次将这些 封包一一传送出去，有效避免监测数据传输中丢失的问题。

同时，结合本项目的具体应用，无线数据传输系统的DVR设备可同时承担视频 监控图像和空气质量监测采集信息，在减少系统建设投资方面更有着不可替代的独 特优势，以TCP/IP协议为基础的应用程序都可以很好地运行在本系统上，由于系统 永远保持在线、实时传输的特点，在有必要的情况下，还可以通过其他应用程序实 现多种功能扩展景区空气质量无线监测系统软件平台为独立自主开发，立足于实际应用需求， 功能模块设计合理，极大限度减少对操作系统的要求，几乎不依赖于其它应用软件 的支持，运行环境要求低，易于安装使用和维护，已经过长期测试稳定运行系统投资预算景区环境检测系统预算造价表检测终端9参数自动气象站风速风向温度湿度气压 照度辐射雨 量等负氧离子浓度检测仪支架基础立柱百叶箱支架等数据传输CRGPRS主机监测中心工控机与平台软件显示与处理LED显示屏施工安装总计。