JT-3302微型環境空氣質量監測系統

一、產品介紹

1.產品背景

    JT-3302微型環境空氣質量監測系統是一種集數據采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的環境監測系統。空氣質量環境監測系統采用單元網格布點管理的方式，按照“網定格、格定責、責定人"的理念，建立“橫向到邊、縱向到底"的區域網格化監控平臺，應用、整合多項智慧環保技術，在全面掌握、分析污染源排放、氣象因素的基礎之上，采用因地制宜的靈活設點方法進行部署。

實時統計各廠區、監測點的監測設備數據，并根據各監測點的環境條件及其污染情況，來分析與推測區域內整體的排放情況。實現對熱點排放區域整體監控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時結合物聯網、智能采集系統、地理信息系統、動態圖表系統等先進技術，整合、共享、開發，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區域環境在線監測平臺，實現對控制污染源無組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節能減排方案提供可靠的數據信息和科學的輔助管理決策。

2. 產品概述

結合國務院辦公廳關于生態環境監測網絡建設的要求，我公司以豐富的大氣環境監測領域經驗，開發了一套可實現高密度網格化布局的低成本、多參數集成的緊湊型微型環境空氣監測系統，網格化的監測體系可在區域內實現全覆蓋，高時空分辨率的大氣污染監測，結合信息化大數據的應用實現污染來源追蹤、預警預報等功能，為環境污染防控提供更為及時有效的決策支持。

為響應環保部出臺的《十三五環境監測質量管理工作方案》、《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》等文件，深入實施《大氣污染防治行業計劃》，全面加強區域大氣污染防治網格化管理，實現“監測無空白，比對無差異，一網一庫一平臺"的目標 ，我公司利用多年大氣環境監測設備的生產經驗，突破國內多項技術壁壘，結合物聯網大數據平臺，成功研發出了可適用于批量化、網格化監測用的MAQS-M606微型環境空氣質量監測系統。

MAQS-M606微型環境空氣質量監測系統，利用目前廣泛應用的網格化監控方法進行布點，基本實現大氣污染監測全覆蓋，將采集的數據按照空氣質量變化的規律和趨勢進行科學預測，對造成空氣污染的污染源進行準確溯源，為從源頭上治污提供了科學依據。

MAQS-M606微型環境空氣質量監測系統，整機包含電化學氣態污染物監測模塊、光學顆粒物監測模塊、氣象參數模塊、無線傳輸模塊。可實現區域空氣質量的在線自動監測，能全天候、連續、自動地監測環境空氣中的TSP、 PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3、TVOC 等8項參數的污染濃度指數，還可擴展對氯氣、氨氣、硫化氫、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、三甲胺、苯乙烯等多種污染物進行監測， 利用物聯網技術迅速、準確的收集、處理監測數據，能及時、準確地反映區域環境空氣質量狀況及變化規律，主要污染源分析，源頭追溯，為環保部門的環境決策、環境管理、污染防治提供詳實的數據資料。

設備具備體積小、價格適中、安裝便捷等優點。適用于企業化工業園區、市政工程、公園環境、農業領域、學校環境、醫院環境、堆場碼頭、新材料廠、地鐵交通，以及大規模的空氣質量網格化在線監測項目。

3. 產品特點

● 具有云端自動在線校準功能，自動修正傳感器漂移及環境干擾，無需現場人工校準；

● 采用泵吸式原理，同時測量SO2、NO2、CO、O3、TVOC、TSP、PM10、PM2.5、溫度、濕度、風速、風向、大氣壓等參數；

● 具有GPS定位、4G無線數據傳輸功能；

● 具備溫濕度和交叉干擾進行補償，以確保測量數據的準確性和有效性；

● 顆粒物濃度監測單元需具備CPA型式批準證書及相關檢驗報告（需提供證明）；

●氣態污染物檢測模塊采用泵吸式測量，進氣端需具備顆粒物過濾功能，且氣象模組需易拆維護、無膠粘等固定方式；

●采用主動泵吸式采樣方式，氣體置換時間短，需能及時的反映空氣質量變化；

●具備兩級過濾系統，避免樣氣中異物影響氣體傳感器的準確性和使用壽命；

●具備鞘氣保護與氣路保護雙重保護功能，避免顆粒物的累積影響顆粒物傳感器、氣體傳感器、氣泵的使用壽命；

●具備云端自動推送程序升級功能；

●設備需預留視頻監控、雨量傳感器、傾角傳感器功能，必要時直接接入開放。

● 品質好，價格低，適合網格化，批量化推廣；

● 應用單片機技術和網絡通訊技術相結合，采用數據存儲功能，不僅可提供方便的數據查詢；

● 方式：還可以通過 USB 接口將數據轉存至計算機，利用配套的上位機軟件自動計算日平均值、月均值、污染指數、生成各種圖形數據標，并進行打印；

● 性能穩定、精確度高、操作方便、易于維護具有斷電保護功能。

4. 產品優點

● 采用 32 位高速處理核心芯片；

● 集成 GPRS 通信技術，實時監測大氣環境數據，實時傳輸數據， 實時監控設備運行狀態；

● 實現多參數自動監測，防干擾技術設計；

● 精度高，性能可靠，適用于戶外和工業環境；

● 實現各類參數采集，自動上傳網絡平臺，自動發布數據；

● 體積小，模塊化設計，網格化靈活布局；

● 集成溫度補償技術，長久自動校準技術；

四、建設內容

企業化工業園區空氣質量在線監測項目，分為兩大部分：一是建成空氣質量在線監控系統平臺一套；二是實現園區空氣質量聯網和在線實時監控。

1.系統的網絡拓撲結構如下圖所示：

系統整體采用“物聯網+云平臺"的技術架構，包含三個層級，感知層、平臺層和應用層。

感知層為微型環境空氣質量監測系統，包含以下部件：溫濕度傳感器、大氣壓傳感器、顆粒物傳感器、氣體污染物傳感器等各種傳感器單元，電源模塊、控制模塊、網絡模塊等電路及網絡單元，機箱立桿等結構安裝單元。前端的各種傳感設備構成了物聯網的感知層，感知層可以進行多方面的信息采集：

（1） 顆粒物濃度監測

（2） 氣體污染濃度監測

（3） 噪聲值監測

（4） 溫濕度監測

（5） GPRS定位

（6） 故障監控

平臺層為該系統的核心層，采用先進的云計算和大數據技術，負責數據的通信、存儲、分析和處理，提供豐富的向上（面向應用層）和向下（面向傳感器）的接口和擴展協議，方便接入多種傳感單元。應用層面向終端客戶（企業管理者、城市管理者和公眾），開發多屏應用（如Web應用、iOS App、android App等），幫助公眾及時了解環境狀況、企業管理者自查自糾、城市管理者提供監管水平。

系統由微型環境空氣質量監測系統、數據采集和傳輸系統、后臺數據處理系統、信息監控管理平臺組成。

l 微型環境空氣質量監測系統：實現對SO2、NO2、CO、O3、TVOC、TSP、PM10、PM2.5、溫度、濕度、風速、風向、大氣壓等參數監測。

l 數據采集和傳輸系統：采集、存儲各種監測數據，按后臺服務器指令定時向云平臺傳輸監測數據和設備工作狀態，并按后臺指令調控各前端設備的參數，傳輸通道采用2G/3G/4G網絡。

l 后臺數據處理系統：對獲取的監測數據進行判別、檢查和存儲；實現超限報警，可通過短信等方式將報警信息發送給管理人員；并按照各類統計口徑進行數據處理。

l 信息監控管理平臺：實現基于Web的實時數據在線監測監控、污染物排放超標報警、以及面向不同管理層的各種管理與統計分析。

l 客戶可以通過iPad、iPhone、安卓手機等移動終端或桌面設備，通過公網訪問本系統，實現實時在線監控、統計分析、管理監督等工作。

二、系統設計方案

1.建立以全市環境“四個一"為核心的大數據業務支撐體系

以“環保一搜、一張圖、一企一檔、一點一檔"為核心和主線，為各類業務應用提供統一的數據支撐。

2.建立省、市、鄉鎮三級的大數據整合共享云平臺

按照“一級部署，三級應用"的原則建立全市環保云，將現有地市、區縣環保平臺統一整合、共享到云平臺。

3.建立面向業務的大數據挖掘與應用體系

以業務部門為主導、環境信息部門提供技術支撐，建立面向業務主題的生態環境大數據挖掘與應用體系，從宏觀決策服務、精細化管理和公眾服務管理等方面開展大數據深化應用，確保大數據應用貼切業務實際，做到應用系統簡潔實用，有效提高環境管理工作的主動性、預見性和科學性，切實增強環境監管能力。

建立大數據建設保障體系

（1）安全保證體系建設

按照國家電子政務安全策略和信息安全第三等級保護要求，堅持適度安全、技術與管理并重、分級與多層保護和動態發展原則，建立一個由策略、防護、監測和恢復組成的生態環境大數據安全保證體系，在實現系統、數據、網絡等多維度信息安全管理基礎上，重點關注業務應用軟件系統的安全，將信息安全損失和風險降低到最小程度。

（2）運維保障體系建設

運維保障體系主要包含運維管理制度、運維技術隊伍、運維技術服務平臺等，通過高效、可行的運行維護制度規范，明確全市各級環保部門運維權力和義務，固化生態環境大數據建設運維服務的智能、流程，并配套綜合監控、性能分析調優工具，實現對大數據運行數據和資源的集中監控和管理，保障全市上下真正“用好"生態環境大數據系統。

四、微型環境空氣質量監測系統監控設備技術參數

微型環境空氣質量監測系統監控平臺按照相關規定部署在云平臺，云平臺支撐在線監控平臺系統正常運行。

1.功能概述

（1）實時監控

實現對設備的精準GPS定位以及大氣污染物的濃度監測，可以實時展示顆粒物濃度、溫濕度大氣壓等。

（2）數據管理

實現對設備的登記注冊管理、對園區排放備案登記和標志管理以及設備管理單位信息管理

（3）聯動分析

實現與國控、省控、市控等站點的匹配比對，深入挖掘高排放企業，以及企業漏排、超排等行為

（4）報警管理

實現顆粒物濃度超標報警，氣體污染物濃度超標報警等。

（5）污染分析

實現對設備運行狀態的關系分析，對不同設備地點的數據計算等。

2.功能模塊

（1）系統首頁（可視化大屏）

通過可視化界面、多維度數據剖析數據，多角度并直觀的對重要數據進行深入觀察和解析，可供對外宣傳時演示微型環境空氣質量監測系統監控總體情況展示。

實時概覽：顯示系統總設備數、當前在線/離線/報警狀態的設備數、設備定位、在線設備數據統計分析、顆粒物濃度、CO濃度、NOX排放量統計、接入平臺設備使用類型分布圖、所屬鎮街分布圖、故障報警設備占比分布圖、公告顯示欄等。

GIS地圖展示：（GIS地圖服務應與當地自然資源局保持一致。）主體展示開封市地圖、動態顯示信息、在線/離線/報警設備點位圖，不同狀態有顯著區別，實時動態更新，可點選操作。可在GIS地圖上展示設備點位，并可顯示與設備相關的實時數據、歷史數據、后處理工作情況等，可按照條件篩選展示，對報警信息進行確認處理功能，提供良好的交互和提醒方式。提供設備搜索欄功能，可通過MN號或設備碼的輸入，查找設備的信息。

污染地圖展示：系統提供以GIS地圖的形式，展示設備在XX市XX區的時空分布狀況，運行不同顏色代表污染物的嚴重程度，直觀地展示XX市XX區污染物的分布狀況及時間變化趨勢。

數據管理

設備管理：列表顯示系統加裝監控設備的設備明細（含設備號、設備參數、登記日期、所屬地區、排放階段等關鍵字段），可以按條件篩選顯示。提供設備數據導入功能，對接XXX部門大數據。提供設備資料編輯、修改、刪除、更新等功能。

終端管理：包括對終端基本信息查詢、終端配置參數設置、終端軟件遠程升級和重置功能等。

企業管理：建立企業設備管理臺賬，統一監管，并提供企業賬戶登錄端口。信息包括：企業名稱、注冊地、企業性質、機構代碼、設備明細、安裝位置、法人代表、負責人、經辦人、等。提供歸屬于不同企業的設備統計分析功能，可查詢名下安裝終端設備的數量，并統計終端設備的在線數量、離線數量、報警數量、歷史維護等。

數據查詢：提供多條件查詢功能，可按模糊條件、篩選條件進行搜索，通過列表展示數據查詢結果。并具有數據Excel等方式導出功能。

監控預警

超標設備報警：當數據出現超標時，動態滾動實時顯示報警提示，提示對應超標設備信息，點擊即可在GIS地圖上查看詳細超標指數以及設備詳細信息。

故障報警：系統提供設備監測終端設備報警的數據查詢功能。可實現設備終端故障報警的統計分析。

處置跟蹤：對于超標、故障報警的設備，系統自動判別出屬于哪種類型的報警，將相關區域納入重點監控名單。可按照單個設備、批量等方式以短信形式通知提醒企業，指引企業去尋找污染源，并動態跟蹤污染源處理的處置情況，處理完畢后有提醒功能。

數據分析

帶狀污染分析：熱力圖可顯性、直觀地反應出某區域超標情況。用不同顏色的區塊，代表排放強度。可結合相關部門狀況，分區域分塊分時段不同顯示。

污染物指標計算：系統可根據監控終端監控數據獲得的數據，運用相關計算模型，客觀真實地反映監控區域的實際污染狀況和水平，計算污染指數。并可按照區域、時間等進行篩選統計。

區域排放貢獻分析：系統可根據監控終端監控數據獲得的數據，在XX市范圍內區域依據監測數據等運用相關計算模型，計算出企業污染的貢獻情況。

比對分析：結合微型環境空氣質量監測系統的年審數據、監測數據、執法檢查數據等基礎數據，通過監測的數據進行比對分析，排查高排放企業。

系統管理

組織管理：提供樹狀多層數據結構、支持新增、修改、刪除操作。

角色管理：對系統角色進行定義，包括用戶的操作權限和數據權限。支持新增、修改、刪除、權限分配操作。

用戶管理：對系統用戶進行管理。支持新增、修改、刪除操作。

日志管理:對用戶的登錄日志、訪問日志、數據編輯日志進行管理。

數據接口

數據接口按功能分終端數據接口、與XX市污染監管網絡系統的對接與省監控系統平臺的對接、與市生態環境局數據中心、GIS地圖系統、數據分析等模塊的交換接口、與其他單位平臺的數據接口。

終端數據接口：實現微型環境空氣質量監測系統上傳的數據對接。

與XX市污染監管網絡系統的對接：可實現關聯污染管理系統中對應設備相關檢測信息，對數據進行分析比較。

與XX市生態環境局數據中心、GIS地圖系統、數據分析等模塊的交換接口：可實現與市生態環境局數據中心、GIS地圖系統、數據分析等模塊的對接。

與省監控系統平臺的對接：實現與省生態環境廳監控系統平臺對接（含數據接收、上傳等功能）。

與其他單位平臺的數據接口：提供與其他單位系統對接。