一种污染源监测设备的计量服务系统及其方法

摘要

本发明提供了一种污染源监测设备的计量服务系统，包括数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块、远程数据传输模块、现场数据分布式存储和处理模块、中心服务器以及远程计量指导和诊断平台；数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块均与污染源监测设备和现场数据分布式存储和处理模块连接，现场数据分布式存储和处理模块与远程数据传输模块连接，远程数据传输模块经物联网与中心服务器连接，远程计量指导和诊断平台分别与现场数据分布式存储和处理模块和中心服务器连接。本发明还提供一种污染源监测设备的计量服务的方法；能够为污染源监测设备提供一进行在线的维护、管理和远程技术指导提供及时、有效的服务平台。

说明书

技术领域

本发明涉及污染源监测技术领域，特别涉及一种污染源监测设备的计量 服务系统及其方法。

背景技术

本专利申请中的污染源监测设备涵盖水质监测、烟气自动监测、空气 质量监测等。随着社会的发展，人们对污染防治的意识也随之增强。虽然不 少的企业安装了污染源在线监测系统，但由于在线监测系统组成复杂，使用 环境恶劣，容易受污染物等的侵蚀和损害，加之全天候连续运行，具有“点 多，面广、量大”的特点，这给监测数据的计量评价和运行维护带来很大的 困难，影响了在线监测数据的准确性、有效性。

目前企业的污染源在线监测设备的经过定期的现场计量检定，在一定 程度上确保了设备的计量性能的准确性，但由于在线设备的复杂性和恶劣的 使用环境，在线监测设备现有的日常维护手段基本上采用人工巡查和手工记 录，设备连续运行中出现的异常情况和突发状况无法进行及时、有效的监控 和处理，设备计量性能的确认和评价缺乏实时性和有效性，在设备维护过程 中遇到的问题无法进行科学的分析和追溯，相关人员也无法得到及时有效的 技术指导，这使得在线监测设备的维护和管理质量的提升受到很大的限制。

因此，开展烟气排放连续监测系统的全面、客观的远程计量评价和诊 断，可有力保障在线监测数据的准确性、有效性，从而提升在线监测设备的 科学、有效运行，保障污染源排放的有效监测，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种污染源监测设备的计量服 务系统，能够为污染源监测设备提供一进行在线的维护、管理和远程技术指 导提供及时、有效的服务的硬件平台。

本发明问题之一是这样实现的：一种污染源监测设备的计量服务系统， 包括数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块、远程数据 传输模块、现场数据分布式存储和处理模块、中心服务器以及远程计量指导 和诊断平台；所述计量状态监控模块包括人体传感器和监测摄像头；所述数 据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块均与所述污染源监 测设备连接，所述数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模 块均与现场数据分布式存储和处理模块连接，所述现场数据分布式存储和处 理模块与远程数据传输模块连接，该远程数据传输模块经物联网或者互联网 与中心服务器连接，所述远程计量指导和诊断平台分别与现场数据分布式存 储和处理模块和中心服务器连接；

所述污染源监测设备对污染源进行监测，并生成污染数据；

所述数据采集模块将污染源监测设备在监测过程中的数据进行采集，该 数据共有两部分的数据，一部分为污染源原始各种数字量数据，另一部分为 污染源监测设备监测的污染数据进行校准后的数据；

所述人体传感器在人员接近或靠近污染源监测设备进行操作时，生成数 据逻辑信号，并将这些信号传输给所述现场数据分布式存储和处理模块进行 记录、存储；

所述监测摄像头放置污染源监测设备的主机位置，实时记录污染源监测 设备的工作或运行情况，并将视频数据传输给现场数据分布式存储和处理模 块进行记录、存储；

所述现场数据分布式存储和处理模块将记录的数据，进行存储并分类处 理，再将分类后的数据进行打包后，发送给远程数据传输模块，远程数据传 输模块再经物联网或者互联网实时发送给远程的中心服务器；

所述中心服务器保证整个系统运作的核心，中心服务器进行数据的存 储、备份、分析、统计、归档操作，并形成数据报表；

所述设备维护信息记录模块，记录校正污染源监测设备的信息、实时记 录并形成污染源监测设备维护日志；

远程计量指导和诊断平台，根据污染源监测设备维护日志、数据报表， 与现场的计量人员进行语音对讲、视频互动指导计量人员操作；污染源监测 设备出现故障或数据导动时进行诊断，并告之计量人员进行操作或通过中心 服务器对诊断信息进行处理后，远程计量指导和诊断平台再反馈给计量人 员。

进一步地，所述人体传感器为人体红外传感器、人体微波传感器、人体 动作传感器、门磁感应器中的任意一种。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种污染源监测设备的计量服 务的方法，建立一个污染源监测设备的远程计量评价和诊断服务平台，实现 在线监测设备的有效评价和技术指导。

本发明的问题之二是这样实现的：一种污染源监测设备的计量服务的方 法，所述方法需提供数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录 模块、远程数据传输模块、现场数据分布式存储和处理模块、中心服务器以 及远程计量指导和诊断平台；所述计量状态监控模块包括人体传感器和监测 摄像头；所述方法具体为：

步骤1、污染源监测设备对污染源进行监测，并生成污染数据；数据采 集模块将污染源监测设备在监测过程中的数据进行采集，该数据共有两部分 的数据，一部分为污染源原始各种数字量数据，另一部分为污染源监测设备 监测的污染数据进行校准后的数据；

步骤2、人体传感器在人员接近或靠近污染源监测设备进行操作时，生 成数据逻辑信号，并将这些信号传输给所述现场数据分布式存储和处理模块 进行记录、存储；

步骤3、监测摄像头放置污染源监测设备的主机位置，实时记录污染源 监测设备的工作或运行情况，并将视频数据传输给现场数据分布式存储和处 理模块进行记录、存储；

步骤4、现场数据分布式存储和处理模块将数据采集模块、人体传感器、 监测摄像头获得的数据进行记录、存储并分类处理，再将分类后的数据进行 打包后，发送给远程数据传输模块，远程数据传输模块再经物联网或者互联 网实时发送给远程的中心服务器；

步骤5、中心服务器保证整个系统运作的核心，中心服务器接收数据， 并进行数据的存储、备份、分析、统计、归档操作，并形成数据报表；

步骤6、设备维护信息记录模块记录计量人员校正污染源监测设备的信 息、实时记录并形成污染源监测设备维护日志；

步骤7、远程计量指导和诊断平台根据污染源监测设备维护日志、数据 报表，与现场的计量人员进行语音对讲、视频互动指导计量人员操作；污染 源监测设备出现故障或数据导动时进行诊断，并告之计量人员进行操作或通 过中心服务器对诊断信息进行处理后回传给远程计量指导和诊断平台，远程 计量指导和诊断平台再反馈给计量人员。

进一步地，所述人体传感器为人体红外传感器、人体微波传感器、人体 动作传感器、门磁感应器中的任意一种。

进一步地，所述步骤4进一步具体为：所述现场数据分布式存储和处理 模块将数据采集模块、人体传感器、监测摄像头获得的数据进行记录，将记 录的数据进行对应的转换并解析，生成各种的通信协议，同时对数据进行分 类处理后进行打包，将数据包发送给远程数据传输模块，远程数据传输模块 再经物联网或者互联网实时发送给远程的中心服务器；其中，所述将记录的 数据进行对应的转换并解析，生成各种的通信协议，同时对数据进行分类处 理后进行打包，具体为：污染源监测设备采集的数据为国家标准通信协议， 对通信协议进行解析成计算机通讯的标准modbus协议、CANBUS协议及 TCP/IP协议，通过计算机对采集到的数据实现RS232、RS485、CAN总线、 USB总线、网络之间数据共享和传输，以便数据按一定的标准格式进行存 储；所述数据中包括污染源原始各种数字量数据、污染数据进行校准后的数 据、人体传感器获得的逻辑信号数据以及监测摄像头获得的视频数据，对四 种数据进行分类，分类处理后再进行打包为数据包。

本发明的优点在于：1、实时记录污染源监测设备运行情况：利用人体 传感器和监测摄像头实时对设备运行数据和视频采集，及时了解污染源监测 设备运行情况，为设备故障追溯提供完善的数据信息。

2、提供及时的污染源监测设备远程计量服务：通过现场数据分布式存 储和处理模块、远程计量指导和诊断服务器和中心服务器为污染源监测设备 的运行维护提供及时、高效的远程计量技术服务，以此确保监测设备的良好 运行，保证监测数据的准确可靠。

3、进一步发挥了计量在环境监测方面的重要作用，为污染源监测数据 的溯源性和科学性提供了更好的平台。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，一种污染源监测设备的计量服务系统，包括数据采集 模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块、远程数据传输模块、现 场数据分布式存储和处理模块、中心服务器以及远程计量指导和诊断平台； 所述计量状态监控模块包括人体传感器和监测摄像头；所述数据采集模块、 计量状态监控模块、设备维护信息记录模块均与所述污染源监测设备连接， 所述数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块均与现场数 据分布式存储和处理模块连接，所述现场数据分布式存储和处理模块与远程 数据传输模块连接，该远程数据传输模块经物联网或者互联网与中心服务器 连接，所述远程计量指导和诊断平台分别与现场数据分布式存储和处理模块 和中心服务器连接；

所述污染源监测设备对污染源进行监测，并生成污染数据；

所述数据采集模块将污染源监测设备在监测过程中的数据进行采集，该 数据共有两部分的数据，一部分为污染源原始各种数字量数据，另一部分为 污染源监测设备监测的污染数据进行校准后的数据；

所述人体传感器在人员接近或靠近污染源监测设备进行操作时，生成数 据逻辑信号，并将这些信号传输给所述现场数据分布式存储和处理模块进行 记录、存储；

所述监测摄像头放置污染源监测设备的主机位置，实时记录污染源监测 设备的工作或运行情况，并将视频数据传输给现场数据分布式存储和处理模 块进行记录、存储；

所述现场数据分布式存储和处理模块将记录的数据，进行存储并分类处 理，再将分类后的数据进行打包后，发送给远程数据传输模块，远程数据传 输模块再经物联网或者互联网实时发送给远程的中心服务器；

所述中心服务器保证整个系统运作的核心，中心服务器进行数据的存 储、备份、分析、统计、归档操作，并形成数据报表；

所述设备维护信息记录模块，记录校正污染源监测设备的信息、实时记 录并形成污染源监测设备维护日志；

远程计量指导和诊断平台，根据污染源监测设备维护日志、数据报表， 与现场的计量人员进行语音对讲、视频互动指导计量人员操作；污染源监测 设备出现故障或数据导动时进行诊断，并告之计量人员进行操作或通过中心 服务器对诊断信息进行处理后，远程计量指导和诊断平台再反馈给计量人 员。

其中，所述人体传感器为人体红外传感器、人体微波传感器、人体动作 传感器、门磁感应器中的任意一种。当人员进入放置污染源监测设备的场所， 或当人员接近或靠近污染源监测设备时，或打开污染源监测设备的机柜或机 箱时，或当人员对污染源监测设备进行操作时，这些人体传感器将进行工作， 生成相应的数据逻辑信号。

本发明还提供了一种污染源监测设备的计量服务的方法，所述方法需提 供数据采集模块、计量状态监控模块、设备维护信息记录模块、远程数据传 输模块、现场数据分布式存储和处理模块、中心服务器以及远程计量指导和 诊断平台；所述计量状态监控模块包括人体传感器和监测摄像头；所述方法 具体为：

步骤1、污染源监测设备对污染源进行监测，并生成污染数据；数据采 集模块将污染源监测设备在监测过程中的数据进行采集，该数据共有两部分 的数据，一部分为污染源原始各种数字量数据，另一部分为污染源监测设备 监测的污染数据进行校准后的数据；

步骤2、人体传感器在人员接近或靠近污染源监测设备进行操作时，生 成数据逻辑信号，并将这些信号传输给所述现场数据分布式存储和处理模块 进行记录、存储；

步骤3、监测摄像头放置污染源监测设备的主机位置，实时记录污染源 监测设备的工作或运行情况，并将视频数据传输给现场数据分布式存储和处 理模块进行记录、存储；

步骤4、现场数据分布式存储和处理模块将数据采集模块、人体传感器、 监测摄像头获得的数据进行记录、存储并分类处理，再将分类后的数据进行 打包后，发送给远程数据传输模块，远程数据传输模块再经物联网或者互联 网实时发送给远程的中心服务器；

步骤5、中心服务器保证整个系统运作的核心，中心服务器接收数据， 并进行数据的存储、备份、分析、统计、归档操作，并形成数据报表；

步骤6、设备维护信息记录模块记录计量人员校正污染源监测设备的信 息、实时记录并形成污染源监测设备维护日志；

步骤7、远程计量指导和诊断平台根据污染源监测设备维护日志、数据 报表，与现场的计量人员进行语音对讲、视频互动指导计量人员操作；污染 源监测设备出现故障或数据导动时进行诊断，并告之计量人员进行操作或通 过中心服务器对诊断信息进行处理后回传给远程计量指导和诊断平台，远程 计量指导和诊断平台再反馈给计量人员。

所述人体传感器为人体红外传感器、人体微波传感器、人体动作传感器、 门磁感应器中的任意一种。当人员进入放置污染源监测设备的场所，或当人 员接近或靠近污染源监测设备时，或打开污染源监测设备的机柜或机箱时， 或当人员对污染源监测设备进行操作时，这些人体传感器将进行工作，生成 相应的数据逻辑信号。

所述步骤4进一步具体为：所述现场数据分布式存储和处理模块将数据 采集模块、人体传感器、监测摄像头获得的数据进行记录，将记录的数据进 行对应的转换并解析，生成各种的通信协议，同时对数据进行分类处理后进 行打包，将数据包发送给远程数据传输模块，远程数据传输模块再经物联网 或者互联网实时发送给远程的中心服务器；其中，所述将记录的数据进行对 应的转换并解析，生成各种的通信协议，同时对数据进行分类处理后进行打 包，具体为：污染源监测设备采集的数据为国家标准通信协议，对通信协议 进行解析成计算机通讯的标准modbus协议、CANBUS协议及TCP/IP协议， 通过计算机对采集到的数据实现RS232、RS485、CAN总线、USB总线、网 络之间数据共享和传输，以便数据按一定的标准格式进行存储；所述数据中 包括污染源原始各种数字量数据、污染数据进行校准后的数据、人体传感器 获得的逻辑信号数据以及监测摄像头获得的视频数据，对四种数据进行分 类，分类处理后再进行打包为数据包。这样分类后的数据进行传输或者解压 处理时，速度都非常快。

这里需要说明的是：污染源可以是烟气排放、水质排放，或其他污染物 排放的污染源。

污染源监测设备是指专门用于对污染物的排放来源、排放浓度、污染物 种类的监测设备中一种。所述远程数据传输模块可通过宽带/GPRS/3G/4G中 的一种通讯方式。

本专利的数据存储采用分散分布集中管理的模式，就是各受控的污染源 监测设备计量点存储一定期限的全部数据，在远程具有管理各点信息记录的 表单供调阅，并可将各点的数据根据需要向远程的中心服务器传输全部数 据，包括视频数据；

远程计量指导和诊断平台具有断电自动向物联网发送信息功能；远程计 量指导和诊断平台具有与计量人员语音对讲功能，用于企业计量校准人员实 时与计量部门人员保持联系，便于技术咨询和服务；污染源监测设备出现故 障或数据导动时，远程计量指导和诊断平台自动向计量监管部门或人员发送 相应信息。远程计量指导和诊断平台中含现场端和中心端的语音、视频、数 据的交互平台。

总之，本发明的方法为在线设备的运行质量提升和及时有效的计量性能 评价和技术指导提供了科学的技术平台，为在线设备计量管理水平的提升， 对污染源排放的有效监控都要重要的作用，从而保障人民群众的生命健康。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均 等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。