深圳市云智汇软件技术有限公司

大气网格VOC气体分析仪   张工  189 2675 7005

一．项目背景
大气环境质量监测是我国环境保护工作的重要组成部分，传统的环境监测方式往往以地面设立监测点为主，但是恶劣的环境、监测设施数量走线等情况时，不仅会提高环境监测的成本，影响工作效率以及数据传输实时性，还存在获取的数据空间覆盖程度有限等问题。
圣凯安通过VOC在线监测以及软件设计技术开发了一款基于VOC在线监测系统，通过采集有组织和无组织，可以采集多种复杂环境条件下的环境数据，并通过无线网络上传至服务器，后端人员可实时通过终端对周边环境数据进行查询，解决了传统的人工取样范围局限性，数据准确性、实时性等问题。
 
二．方案建设   大气网格VOC气体分析仪
1. 建设依据
《环境空气质量自动监测系统技术规范》HJ/T193-2005
《环境空气质量自动监测系统技术规范》HJ/T193-2013
《环境空气质量标准》 GB 3095-2012
《环境空气质量指数（AQI）技术规定》 HJ633-2012
《环境空气质量监测点位布设技术规范》 HJ664-2013
《环境空气质量监测规范》试行
《环境空气质量评价技术规范》（试行）HJ663-2013
《大气污染防治行动计划》（国发﹝2013﹞37 号）
《关于印发<2014 年全国环境监测工作要点>的通知》（环办﹝2014﹞2 号）
《京津冀及周边地区 2017 年大气污染防治工作方案》
《环境空气颗粒物（PM2.5）手工监测方法（重量法）技术规范》HJ 656-2013
《环境空气质量评价技术规范》（试行）HJ663-2013
《十三五环境监测质量管理工作方案》 （粤环办函〔2016〕364 号）
《京津冀及周边地区 2017 年大气污染防治工作方案》
《建筑施工场界噪声限值》GB12523-90
《社会生活环境噪声排放标准》GB22337-2008

2. 建设原则
▲ 数据传输实时性：数据传输的实时性是实施大区域管理的基础，高效快速地检测方式可为后续一系列的治理措施提供支撑依据，
▲ 数据可视化：数据可视化能够充分挖掘数据隐含的空间关联，揭示气体污染物的迁移转化规律，有助于科研人员、监测机构科学直观地判读并分析污染情况，节约人力成本。
▲ 高分辨率：由于污染物变化迁移的动态性，高空间分辨率能捕捉到更多的空气质量信息。此外，在污染源监测的过程中，由于每种类型的污染源监测重点存在一定差异，因此可以实施种类划分，保证监测技术应用的针对性和有效性。
▲ 数据传输稳定性：VOC大气环境应用实时连续监测，监测数据应实时汇集至数据处理中心进行处理。
▲ 灵活：高强度的分辨率和灵活性能够在同一时间内进行多组分测试，并全天候、实时、连续、自动监测。
建设目标：环保大气治理-环保在线-圣凯安VOCs处理设备
通过PID光离子设备对大气污染因子进行数据采集，并对采集终端进行统一管理和监控，将采集到的大气环境数据通过无线接入方式存储到数据中心(云平台)，通过在数据中心对采集的原始数据进行分析，产生分析结果数据，以服务的方式为演示终端软件、 移动端APP或者第三方气象、 环境应用提供数据支撑。
为全面客观反映区域的空气量状况，了解区域内大气污染水平分布强度，分析区域内整体大气污染物的浓度水平和传输规律，研判大气污染发生发展趋势，为污染减排及监控提供数据支撑。

三．系统架构：
VOC监测系统主要由大气环境数据采集系统、数据汇聚平台、多媒体应用综合层所组成。

 
图2 系统架构

烟囱及厂界环境数据采集系统：该部分主要由VOC 传感器、冷凝、二级过滤芯、正反进气泵、GPRS无线数据模块等组成。由于监测环境特殊，设备做了一系列的净化处理，降温除湿除尘后更大限度地保护了探头的数据稳定性。
数据汇聚平台：采集到的数据通过GPRS传输到云平台，平台再对采集到的数据进行处理、分析和储存，同时利用ArcGIS Engine服务，实现采集的实时查询分析，历史调取以及绘制时段的历史空气质量曲线等功能。
 
图3 通讯方式
多媒体应用综合层：用户可以通过云平台将分析仪采集到的监测数据实时发布到多媒体广告一体机、LED显示屏、电视机或者平板电脑等各类多媒体显示屏上。

四．产品介绍：
1. 产品介绍
 
图4 VOC气体分析仪

圣凯安VOC气体分析仪是一款高性能的环保监测设备，可同时搭载6种气体指标。同时，圣凯安还配备了专门的分析软件，可以让用户更直观地对气体浓度、成分进行查阅。
 
图5 产品尺寸图
分析仪内置的光学PID传感器在传统技术的基础上，提高了设备的稳定性，能有效抵抗天气，气压，风速等不定因素的影响，以达到快速稳定的效果。在硬件本身的安全方面，圣凯安技术人员通过改变外壳材料来保障内部线路安全，达到防湿、抗压的效果，保障监测流程的顺利进行，监测任务的保质保量完成。
 
图6外观图片

2. 产品优势：
• 软件系统可以与多家设备制造商的设备适配；
• 带有自动识别功能，可任意设定检测气体，如O2、NO2、NO、CO、VOCs等上千种气体实时浓度值；
• 实时显示监测数据，生成对应趋势曲线，还可随时与历史数据查看比对。
• 为用户解决了数据采集、数据分析、结果呈现、工作汇报、数据储存等一整个流程问题，更大程度上地节省了时间与人力成本；
• 外壳采用防水、防风、防尘、防撞击设计，大大增加了仪器的抗风险能力；
• 采集的数据具有超高的空间分辨率，可精确到每条烟囱、每个厂区，且实现了ppb级别的检测精度；
• 可同步实时显示GPS经纬度、摄像头、VOC等以及上千种气体浓度值；
• 实时数据可通过无线传输或GPRS传输到到服务器，
产品优势
 

五．智慧云平台

智慧云平台的主要功能是采集数据，并对数据进行处理存储，以及所在位置的定位，并将数据传输到地面显示终端。平台采用模块化设计分别实现相应的功能需求，包括通信控制模块、数据处理模块、虚拟仪表与数据显示模块、电子地图模块以及数据管理模块五大模块。
 
图7 监测系统框架
平台模块
▲ 通信控制模块：该模块的功能为控制串口通信的开始关闭，设置串口号，传输波特率，校验参数等；
▲ 数据处理模块：串口接收的数据帧经由该模块按照指令定义进行解析处理，再送到虚拟仪表和显示模块进行显示。
▲ 虚拟仪表与数据显示模块：该模块的功能为监测数据文本显示及报警。监测数据文本显示及报警部分通过数字，文本的形式将数据直观、准确、实时地显示在操作人员面前；
 
▲ 电子地图模块：该模块可以实现电子地图的加载、地图层设置、设备位置的实时定位3大功能。；
▲ 数据管理模块：仪器数据的入库、查询、展示、数据检查及数据导出等功能都由该模块完成，分析与管理以仪器数据为支撑。
功能优势
 

● 关键数据动态展示：对检测区域实时情况进行展示，包括设备运行状态、环境数据、监管参数等。以量化数据直观、展现大气环境改善程度，保障治理防护工作开展，以及日常巡护监管到位；
 
● 监测参数实时监控：管理人员可以在任何平台通过浏览器登陆系统，查看监测现场，直接操作现场设备；
● 业务决策高效率：基于云计算服务和大数据平台技术支撑，面向多样性海量数据进行整合处理与关联分析，更大化数据信息价值，提高业务决策效率；
 
● GPS实时定位：支持地图比例尺缩放、搜索、定位等功能，适合客户对每个下属监控点位进行统一、分组管理，避免杂乱，一目了然。
● 数据报表打印：可以根据时间来制定日报、月报、季报和年报表。并可以导出 EXCEL 表格至本地；
● 统一管理用户：不同的操作权限实现了不同级别操作人员对数据访问范围和数据读写性的严格控制，建立统一用户管理平台，实现所有用户的身份管理。
 展示：