工地扬尘在线监测系统

概述

建筑工地扬尘在线监测系统是集成颗粒物在线监测仪、噪声在线监测仪、气象参数传感器、视频监控仪、数据采集板及信息数据平台等技术为一体的开放式污染源在线监测终端，主要应用于建筑扬尘、沙石场、堆煤场、桔杆焚烧等无组织烟尘污染源排放及居民区、商业区、道路交通、施工区域等的环境空气质量的在线实时自动监控。

扬尘在线监测系统由扬尘在线监测仪与数据平台等两个主要部分构成。扬尘在线监测仪集成了大气颗粒物浓度监测、温湿度及风速风向监测、噪声监测、现场实时视频监控；数据平台是一个互联网架构的网络化平台，监测仪所得数据均通过有线、无线或3G网络及时传递到数据平台便于管控，平台还具备对数据的报警处理、记录、查询、统计、报表输出等多项功能。

原理与组成

 系统原理

扬尘在线监测系统集成了物联网、大数据和云计算技术，通过光散射在线监测仪、360球形摄像头、气象五参数采集设备和采集传输等设备，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度。数据通过采用3G/有线网络传输，可以在智能移动平台、桌面PC机等多终端访问。监控平台还具有多种统计和高浓度报警功能，可广泛应用于工厂、企业及建筑工地等无组织排放的实时监控。

系统组成

1）感知层：扬尘在线监测仪，其包括颗粒物浓度监测仪、气象五参数监测仪、噪声监测仪和视频监控摄像机，对颗粒物浓度、气象参数、噪声和现场视频进行连续自动在线监测；

2）传输层：可以采用有线、无线或3G等方式传输各种监测数据；

3）平台层：数据服务云平台，依托在监测平台的数据，进行系统分析，提供跨区域、全时间、多层次的数据挖掘和对比，为科学治理雾霾提供数据支撑；

4）应用层：面向各级管理部门、被监测单位等用户，实现基于Web的污染源实时数据在线监测、现场图像和视频的监控、污染源超标报警、以及面向不同需求的各种管理与统计分析。

 扬尘在线监测仪

扬尘在线监测仪主要由数据采集传输子系统、粉尘监测仪、气象五参数测量单元、噪声测量单元、视频监控单元、供电模块、箱体及其附件组成。

1)   粉尘监测仪

粉尘监测仪使用激光散射法测量扬尘浓度。用精密流量控制的真空泵吸入大气中的测试气体送至传感器测量组件。传感器测量组件是以Gustav Mie粒子光散射理论为基础，结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。

粉尘监测仪巧妙设计光敏感区作为粒子散射发生的场所，当粒子经过聚焦激光所形成的光敏感区后，粒子散射的光被探测窗口上的微光电探测器收集，微光电探测器把接收的光强度信号快速、准确的转化为等量电压信号，信号的密集度对应于粒子的单位浓度值，扬尘浓度值进行系数转换后通过数据接口实时输出。利用电子切割器的专利技术同时测量PM10和PM2.5两个参数。

2)   气象五参数测量单元

气象五参数测量单元可风速、风向、温度、湿度、大气压等环境参数，为扬尘监测数据的后期分析提供气象参数保障；特别是通过风向对扬尘的运动趋势做科学预测和报警。

3)   噪声监测单元

噪声监测单元是把工业噪声、生活噪声和交通噪声等，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器。噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级（dB）。根据噪声监测仪在标准条件下测量1000Hz纯音所表现的精度。本噪声监测仪由传声器、放大器、衰减器、计权网络、AD采集、变送输出、报警控制电路和电源等组成。

4)   视频监控单元

扬尘在线监测仪采用平台式管理方式为核心的视频监控系统，可将视频、噪声、扬尘、PM10、PM2.5 同步到数据平台，使中心的监控系统能够实时监控图像信息与噪声、扬尘、PM10 和PM2.5 数据，可实现定时图片和超标图片抓拍功能，通过选中设备查看与其对应的摄像头视频图像，带云台的设备可以控制摄像机云台进行查看位置自由调整。

监控平台软件

在线监测信息监控管理平台可支持各种终端平台通过公网访问，实现了基于Web的污染源实时数据在线监测，现场图像和视频的监控(包括对前端云台和摄像机的实时控制)、污染源超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。

技术指标

颗粒物

1. 量程：0.001～30 mg/m³；0.001～1.0 mg/m³；

2. 灵敏度：0.001mg/m³；

3. 测量精度：±10%；

噪声

 量程：30dB～110dB；

 精度：读数的0.5%；

气象参数

风速量程：0～32.4m/s、精度：±1m/s；

 风向量程：0～360度；精度：±0.1度；

 湿度量程：0～99.9%RH；精度：±2%RH；

温度量程：-40～80℃；精度：±0.3℃；

大气压：300～1100hpa；分辨率：1hPa；

通用参数

工作电源：220VAC/50Hz、功率：500W；

环境温度：-20℃～70℃、湿度：95%RH；

 外形尺寸：400mm*500mm*220mm（L*H*W）；

LED尺寸：1040mm*410mm*95mm（L*H*W）（可定制）。

视频监控前端摄像机

全天候实时摄像监控；

支持20倍光学变焦；

 红外距离不小于150米，支持Smart IR防红外过曝技术；

 支持7路报警输入接口，2路报警输出接口，支持1路音频输入和输出接口；

支持用鼠标在图像画面中选定的任意区域，移动放大或缩小至画面中心；

支持守望功能，当球机待机时间达到设置值时，可自动运行调预置位、自动巡航、自动扫描、模式路径等功能；

 支持定时抓图、事件抓图上传ftp功能；

球机应具备本地存储功能，支持SD卡热插拔，最大支持64G；

支持通过菜单进行感兴趣区域编码设置；

 支持GB28181协议；

 支持标准Onvif协议；

 具备较好的环境适应性，工作温度范围可达-30℃～65℃；

硬盘录像机

支持高清网络视频的接入、存储以及本地预览与回放；

设备支持4路1080p（4M）高清网络视频接入；

支持1个HDMI输出、1个VGA输出，HDMI、VGA接口输出分辨率支持1920*1080p；

 设备支持1个SATA接口；

支持4路报警输入，1路报警输出接口；

支持1个千兆以太网口；

 支持语音对讲输入，支持PC通过NVR与网络摄像机进行语音对讲；

 支持接入符合标准ONVIF、PSIA协议网络摄像机，并支持以私有协议方式接入第三方摄像机；

支持网络摄像机分辨率、帧率、码率等参数配置，支持通过NVR进行网络摄像机的程序升级、配置参数的导入和导出等；

支持录像自动续传功能，能对前端摄像机断网这段时间内SD卡中的录像（视IPC的存储空间大小而定）回传到NVR；

支持可选主码流、子码流进行录像；支持定时、移动侦测录像、报警录像等多种录像方式；定时、事件录像参数可独立设置，包括码率、帧率等参数；支持定时、报警抓图计划设置；

性能特点

                 具有扬尘浓度的存储管理，浓度值超限超标报警统计功能；

                 配上不同的光散射传感器或切割器，可实现总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM₁₀、PM_2.5）浓度监测；

 可集成噪声、环境温湿度、大气压、风向风速传感器，实现气象参数的实时采集；

 数据通过采集单元后通过有线或无线方式上传至数据平台；

具有自动除湿功能，当湿度超过设定值后自动启动加热功能降低湿度；

可外接LED显示屏，输出实时数据；

数据中心平台可对不同区域、不同时段的监测数据进行统计，便于管理和趋势分析。