1. Analiza contextului
(1) Situația actuală a poluării
Odată cu dezvoltarea rapidă a industrializării și urbanizării, problema poluării aerului devine din ce în ce mai gravă. PM2.5、Concentrația excesivă de poluanți precum ozonul (O3), dioxidul de sulf (SO₂) și oxizii de azot (NOx) a devenit o problemă globală. Conform Organizației Mondiale a Sănătății, aproximativ 90% din populația lumii este expusă la condiții de aer excesive, ceea ce duce la o creștere semnificativă a riscurilor pentru sănătate, cum ar fi bolile respiratorii și cardiovasculare. Conform raportului Agenției Internaționale pentru Energie, peste 6,5 milioane de oameni mor anual din cauza poluării aerului la nivel mondial. Raportul prevede că până în 2040, acest număr va crește la 7,5 milioane. Din cauza agravării poluării aerului în ultimii ani, rata de incidență a populației crește, de asemenea, an de an, în special la unele persoane în vârstă, copii și femei însărcinate, a căror rezistență este mult mai slabă decât cea a tinerilor obișnuiți, astfel încât aceștia au devenit și cei mai grav victime ale poluării aerului. Există trei moduri în care poluarea aerului poate dăuna organismului uman, și anume inhalarea aerului poluat, contactul superficial al pielii cu aerul poluat și ingerarea de alimente care conțin poluanți atmosferici. Pe lângă faptul că provoacă boli respiratorii și pulmonare, poate dăuna și sistemului cardiovascular, ficatului etc., iar în cazuri grave, poate lua viața unei persoane. Guvernele din întreaga lume au introdus politici stricte de prevenire și control al poluării aerului, cum ar fi Campania de Apărare a Cerului Albastru din China și Planul pentru Aer Curat al UE, pentru a promova dezvoltarea tehnologiei de monitorizare a mediului în timp real, cu precizie și inteligență.
(2) Probleme tehnice
Metodele tradiționale de monitorizare se bazează pe stații fixe și eșantionare manuală, care prezintă probleme precum precizia insuficientă a echipamentelor (cum ar fi o eroare de monitorizare a PM2.5 care depășește ± 15%), acoperire limitată (acoperă doar zonele centrale urbane), actualizări întârziate ale datelor (30 de minute) și costuri ridicate. Prin urmare, există o nevoie urgentă de o soluție inteligentă, eficientă, flexibilă și scalabilă de monitorizare a mediului atmosferic, pentru a face față scenariilor complexe și în schimbare de poluare.
2. Scurtă descriere a planului
Integrând monitorizarea mediului atmosferic cu arhitectura IoT, cloud computing, rețeaua locală/rețeaua de comunicații și alte tehnologii de conectare fără întreruperi multi-rețea, este creat un sistem inteligent de monitorizare a mediului atmosferic, care va juca un rol semnificativ în monitorizarea zilnică, gestionarea și răspunsul la situații de urgență privind calitatea atmosferică.
Sistemul de monitorizare bazat pe un centru de servere în cloud computing poate gestiona date de monitorizare de la zeci de mii de puncte de monitorizare, formând o platformă regională de monitorizare pentru a realiza o monitorizare și o gestionare unificată în cadrul regiunii.
Bazat pe Internetul Lucrurilor și tehnologia big data, este construit un sistem integrat de monitorizare a percepției, a transmiterii analizei și a luării deciziilor pentru a realiza monitorizarea în timp real, trasabilitatea precisă și controlul inteligent al surselor de poluare a aerului, ajutând guvernele și întreprinderile să atingă obiectivele de guvernanță de mediu.
3. Arhitectura generală a soluției
4. Caracteristici funcționale
(1) Monitorizare în timp real pe tot parcursul zilei
Colectați date caracteristice importante, cum ar fi praful (PM2.5, PM10), zgomotul, meteorologia și calitatea aerului (SO2, NO2, CO, O3) pentru a înțelege în timp real starea generală de siguranță a amplasamentului. Vizualizare în cockpit, care afișează dinamic clasamentul indicelui regional de poluare și evaluarea riscurilor pentru sănătate.
(2) Analiza automată a datelor
Calculați datele colectate conform algoritmului setat de utilizator și convertiți datele brute ale senzorilor în date care reprezintă starea de siguranță. Oferiți rapoarte intuitive și hărți dinamice pentru a ajuta la luarea deciziilor de management. Hartă termică integrată a poluării și model de trasabilitate, care acceptă analiza datelor multidimensionale. Combinați modelele meteorologice cu algoritmi de difuzie a poluării pentru a localiza rapid sursele de poluare.
(3) Avertisment privind analizele multiple
În cazul unor situații anormale, cum ar fi depășirea pragului sau defectarea echipamentului, sistemul va declanșa mecanismul de alarmă corespunzător cu trei niveluri și va notifica utilizatorul sub formă de SMS, e-mail etc. cât mai curând posibil.
(4) Furnizarea unei baze de referință
Stocarea datelor de monitorizare oferă o bază analogică pentru viitoarele avertizări privind calitatea aerului.
(5) Gestionarea planului de urgență
Extrageți metodele de gestionare corespunzătoare direct din biblioteca de planuri de urgență, luați prompt măsuri precum intervenția personalului și evacuarea și reduceți daunele cauzate de poluarea mediului.
5. Afișajul platformei
6. Afișaj mobil
7. Echipamente și terminale conexe
(1) Poartă de acces
1) Acceptă mai multe moduri wireless, inclusiv WIFI, 2G și 4G.
2) Design de aplicații de nivel industrial, cu interfețe bogate, cum ar fi RS232/RS485, CAN, GPIO, ADC etc.
3) Interfața cartelei SIM/UIM are protecție ESD de 15KV încorporată.
4) Design cu intrare DC5-36V pentru sursa de alimentare largă, îndeplinește cerințele de compatibilitate electromagnetică EMC de nivel industrial 4, are protecție la trăsnet pentru interfața antenei și a trecut 1500 de ore de teste pentru medii dure la temperaturi ridicate și umiditate ridicată.
5) Protecție software și hardware multi-nivel încorporată, sistem de supraveghere a defecțiunilor, autodetectare și autoreparare, asigurând funcționarea stabilă și fiabilă a echipamentului 24 de ore pe zi, fără supraveghere umană.
6) Adoptarea unui mecanism de detectare a legăturilor pe mai multe niveluri. Acceptă pulsații ale nivelului PPP, detectarea ICMP, detectarea traficului de interfață, detectarea pachetelor pulsații ale TCP și alte mecanisme de detectare a legăturilor pentru a detecta condițiile de legătură, a realiza reluarea automată și auto-repararea erorilor și a asigura că dispozitivul este permanent online.
7) Interfața de alimentare are protecție încorporată la fază inversă.
(2) Detector de praf cu 6 parametri meteorologici
1) Suportă metode de alimentare cu energie electrică AC și solară.
2) Monitorizarea în timp real a unor factori precum viteza vântului, direcția vântului, precipitațiile, intensitatea luminii, temperatura și umiditatea, praful (PM2.5, PM10) etc.
3) Structura generală adoptă un suport de acoperire prin pulverizare din oțel carbon și un design antifurt al bateriei.
4) Structură simplă, instalare ușoară și operabilitate puternică.
5) Adoptând un design impermeabil, poate funcționa ca de obicei chiar și în zilele ploioase.
(3) Dispozitiv de monitorizare a zgomotului
1) Suportă metode de alimentare cu energie electrică AC și solară.
2) Design structural încorporat și modular, dimensiuni reduse, performanță fiabilă.
3) Interval de frecvență: 20Hz~12.5kHz.
4) Interval de detectare: 30-130dB.
(4) Dispozitiv online de monitorizare a calității aerului
1) Integrare ridicată, fără piese mobile, uzură zero.
2) Nu necesită întreținere, nu este nevoie de calibrare la fața locului.
3) Plasticul tehnic ASA este utilizat pentru aplicații exterioare cu culoare constantă pe tot parcursul anului.
4) CO: 0-10 ppm (± 5% din FS), SO2: 0-5 PPM (± 5% din FS), NO2: 0-5 PPM (± 5% din FS), O3: 0-5 PPM (± 5% din FS).
(5) Terminal mobil de monitorizare montat pe vehicul (opțional)
1) Cartografierea poluării în timp real,
2) Suportă poziționare GPS și feedback 4G
(6) Sistem de inspecție a vehiculelor aeriene fără pilot (opțional)
1) Modul de detectare multi-gaz
2) Cameră de înaltă definiție
3) Durata de viață a bateriei ≥ 2 ore
8. Scenarii de aplicare
Supravegherea rețelei urbane: Implementați o grilă de monitorizare de 500 m × 500 m pentru a identifica sursele de poluare, cum ar fi praful de construcție și fumul de catering.
Controlul parcului industrial: Monitorizarea răspândirii poluării la limitele întreprinderilor chimice și siderurgice pentru a preveni riscurile de mediu.
Controlul poluării din trafic: Amplasarea de stații pe drumurile principale și analizarea impactului gazelor de eșapament ale vehiculelor asupra calității aerului.
Monitorizarea șantierului: Controlul în timp real al poluării cu praf pentru a asigura o construcție civilizată.
Monitorizarea zonelor de protecție ecologică: Urmărirea pe termen lung a schimbărilor în calitatea aerului și evaluarea eficacității protecției.