一种废气净化实时监测系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种废气净化实时监测系统，包括传感器、信号调理电路、微控制器、废气处理模块、报警模块、无线通信模块、监控中心PC和移动终端；传感器与信号调理电路相连，信号调理电路、废气处理模块、报警模块和无线通信模块均与微控制器连接；微控制器通过无线通信模块与监控中心PC无线相连；监控中心PC通过GSM模块与移动终端无线连接。本发明同时公开了一种废气净化实时监测方法，与现行的废气监测技术相比，本发明能对工业废气的排放和净化实现实时监测和上报，同时能对废气的净化处理起到自动控制，而且还能够将异常情况通过报警和短消息的方式及时的提醒到相关责任人去处理，更加方便快捷和人性化，可广泛应用到环保监测领域中去。
【专利说明】一种废气净化实时监测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保监测领域，尤其涉及一种废气净化实时监测系统和方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，企业在其生产过程中，会不可避免的向大气排放大量的工业废气，这些废气如果没有达到排放标准就直接排放出去，会严重的影响环境，甚至对人体健康都会造成很大的伤害，所以需要对不符合排放标准的废气进行净化处理后才能排放。
[0003]但很多企业在生产过程中，环保意识不强，尤其是在环保的投入直接影响到经济效益的时候，往往更注重经济效益，忽略了环保的重要性。存在一个较为普遍的现象是，为了降低成本，相当一部分企业只有上级部门检查的时候，才开启废气净化设备，上级部门一检查完毕就悄悄关闭废弃净化装置，更有甚者，有的企业甚至连废气净化设备都没有。监管部门对这些企业的监管，主要靠举报或工作人员的上门监督，不能做到实时有效地监测管理。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种废气净化实时监测系统，同时提供了一种废气净化实时监测方法，以实现工业废气排放和净化过程的实时监测和上报。
[0005]技术方案:
为达到上述目的，本发明提供的一种废气净化实时监测系统，包括传感器、信号调理电路、微控制器、废气处理模块、报警模块、无线通信模块、监控中心PC和移动终端；所述传感器与信号调理电路相连，所述信号调理电路、废气处理模块、报警模块和无线通信模块均与微控制器连接；所述微控制器通过无线通信模块与监控中心PC无线相连；所述监控中心PC连接有GSM模块，所述监控中心PC通过GSM模块与移动终端无线连接。
[0006]进一步的，所述传感器用于实时收集待排放废气的数据信息。该数据信息包括待排放废气的浓度、持续时间等所需信息。
[0007]所述信号调理电路，用于对传感器监测到的数据信息进行检测与调理，并将调理后的数据传输给系统的微控制器。
[0008]所述废气处理模块，用于对不符合排放标准的待排放废气进行净化处理。
[0009]所述报警模块，用于在微控制器的控制下报警。
[0010]所述无线通信模块，用于将微控制器与监控中心PC之间的无线通信。
[0011]所述监控中心PC，用于实时显示通过无线通信模块接收到的废气数据信息，并通过GSM模块与移动终端无线通信。
[0012]所述移动终端，用于接收来自监控中心PC的提醒信息。
[0013]所述微控制器，用于实现信号调理电路、废气处理模块、报警模块和无线通信模块之间的数据交互和信息控制。该微控制器为系统核心，用于将传感器监测到的并经信号调理电路调理输出的数据，与预设的废气排放相关标准值进行比较判断，并以此发出命令，来控制废气处理模块和报警模块，同时将处理分析后的数据信息和控制命令通过无线通信模块上传给监控中心。
[0014]优选的，上述传感器为催化燃烧式传感器、定电位电解式传感器、光离子化传感器、伽伐尼电池式氧化传感器、红外式传感器中的一个或两个以上组成的传感器组。其中催化燃烧式传感器用于检测可燃气体，定电位电解式传感器用于检测二氧化硫和氧化氮，光离子化传感器用于检测挥发性有机化合物和其他有毒气体、伽伐尼电池式氧化传感器用于检测氧气，红外式传感器用于检测碳氢化合物。
[0015]优选的，所述无线通信模块为远程无线GPRS模块，其通过串口与微控制器连接。用于将传感器检测到的、经信号调理电路调理后传输给微控制器的数据信息，以及微控制器的判断结果和控制命令等信息，无线传输给监控中心PC，实现数据远程透明传输。此方案中，微控制器将待排放废气的相关数据信息、判断结果以及控制命令等信息，通过无线通信模块远程实时传给监控中心PC机，通过监控中心PC机将相关信息实时显示给用户如监管部门或企业相关监管人，实现了废气排放的实时监测管理。
[0016]作为另一种优选，所述无线通信模块为无线WiFi模块。当然无线通信模块也可以是能实现无线数据传输的其他无线通信设备。
[0017]优选的，所述报警模块包括语音报警装置和LED报警装置。当发生报警时，可通过语音报警装置中的扬声器发出警报，同时闪烁LED灯，来提醒和警告相关负责人去处理。
[0018]优选的，所述GSM模块与监控中心PC有线连接。可以是通过USB 口外接，也可以是集成在监控中心PC机的主板上。本发明中监控中心PC机可通过GSM网络模块发送警示信息给移动终端的持有者，如废气排放企业的负责人等，通过电话或者短消息的形式第一时间提醒其及时处理以便废气安全排放。
[0019]本发明同时提供的一种用于上述废气净化实时监测系统的废气净化实时监测方法，包括如下步骤:
步骤1，通过传感器实时收集待排放废气的数据；
步骤2，通过信号调理电路对步骤I收集的废气数据进行检测和调理处理；
步骤3，判断步骤2处理后的数据是否满足预设的废气排放标准，同时将包含废气数据和判断结果的信息同步传输给监控中心PC机实时显示，如是则进入步骤7，如否则进入步骤4;
步骤4，启动废气处理模块净化处理废气；
步骤5，判断废气处理模块是否正常工作，如是则进入步骤7，如否则进入步骤6 ；
步骤6，启动报警，关闭排放出口停止排放废气，并向预设的移动终端发送报警信息，结束；
步骤7，打开排放出口，排出废气，结束。
[0020]有益效果:本发明通过传感器监测到的废气相关数据，由信号调理电路进行检测和调理后，传给微控制器，微控制器通过与预设的废气排放标准数据进行比较和判断，如果满足排放标准，就直接排出，如果不满足排放标准，微控制器就发出命令来控制废气处理模块，对待排放废气进行净化处理；同时，微控制器将废气的相关数据信息、判断结果以及控制命令等信息，通过无线通信模块远程实时传给监控中心PC机，通过监控中心PC机将相关信息实时显示给用户如监管部门或企业相关监管人，提供人工实时监控渠道；当微控制器检测到废气不满足排放标准，但废气处理模块没有工作的时候，关闭排放出口停止排放废气，同时启动报警模块，并同步信息给监控中心，以使监控中心通过GSM网格模块将信息通过电话或者短消息的形式，第一时间发送给移动终端的持有者如废气排放企业的工厂负责人等，提醒他们及时去处理以便废气安全有效地排放，实现废气净化排放系统的自动实时监测、控制和管理。
[0021]综上所述，与现行的工业废气监测技术相比，本发明能对工业废气的排放和净化实现实时监测和上报，同时能对废气的净化处理起到自动控制，而且还能够将异常情况通过报警和短消息的方式及时的提醒到相关责任人去处理，在能够实现监管部门实时监测控制需求的同时，更加方便、快捷和人性化，可广泛应用到环保监测控制领域中去。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明中一种废气净化实时监测系统的结构示意图；
图2是本发明中一种废气净化实时监测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供的废气净化实时监测系统的结构示意图如图1所示，本发明提供的用于上述废气净化实时监测系统的废气净化实时监测方法的流程图如图2所示，下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
[0024]系统实施例1:如图1所示，包括传感器1、信号调理电路2、微控制器3、废气处理模块4、报警模块5、无线通信模块6、监控中心PC7和移动终端9 ;所述传感器I与信号调理电路2相连，所述信号调理电路2、废气处理模块4、报警模块5和无线通信模块6均与微控制器3连接；所述微控制器3通过无线通信模块6与监控中心PC7无线相连；所述监控中心PC7连接有GSM模块8，所述监控中心PC7通过GSM模块8与移动终端9无线连接。
[0025]所述传感器I用于实时收集待排放废气的数据信息。该数据信息包括待排放废气的浓度、持续时间等所需信息。
[0026]所述信号调理电路2，用于对传感器I监测到的数据信息进行检测与调理，并将调理后的数据传输给系统的微控制器3。
[0027]所述废气处理模块4，用于对不符合排放标准的待排放废气进行净化处理。
[0028]所述报警模块5，用于在微控制器3的控制下报警。
[0029]所述无线通信模块6，用于将微控制器3与监控中心PC7之间的无线通信。
[0030]所述监控中心PC7，用于实时显示通过无线通信模块6接收到的废气数据信息，并通过GSM模块8与移动终端9无线通信。
[0031]所述移动终端9，用于接收来自监控中心PC7的提醒信息。
[0032]所述微控制器3，用于实现信号调理电路2、废气处理模块4、报警模块5和无线通信模块6之间的数据交互和信息控制。
[0033]该微控制器3为系统核心，用于将传感器I监测到的并经信号调理电路2调理输出的数据，与预设的废气排放相关标准值进行比较判断，并以此发出命令，来控制废气处理模块4和报警模块5，同时将处理分析后的数据信息和控制命令通过无线通信模块6上传给监控中心PC7。
[0034]具体包括将传感器I检测到的、经信号调理电路2调理后传输给微控制器3的数据以及微控制器的控制命令等信息，无线传输给监控中心PC7用于实时显示，以实现废气排放的实时监控；判断经信号调理电路2调理后的数据是否符合预设的废气排放标准，如满足则打开排放出口，直接排出废气，如不满足则向废气处理模块4发出命令，启动废气处理模块净化处理废气；当经信号调理电路2调理后的数据不满足预设的废气排放标准，但废气处理模块不能正常工作时，启动报警模块报警，并同步信息给监控中心，以使监控中心通过GSM模块同步向预设的移动终端发送报警信息，同时关闭排放出口停止排放废气。
[0035]上述传感器I包括3组传感器组，每组传感器包括I个用于检测可燃气体的催化燃烧式传感器、I个用于检测二氧化硫和氧化氮的定电位电解式传感器、I个用于检测挥发性有机化合物和其他有毒气体的光离子化传感器。
[0036]所述无线通信模块6为远程无线GPRS模块，其通过串口与微控制器连接。用于将传感器I检测到的、经信号调理电路2调理后传输给微控制器3的数据信息，以及微控制器的判断结果和控制命令等信息，无线传输给监控中心PC7，实现数据远程透明传输。所述监控中心PC7上集成有无线通信设备。此方案中，微控制器将待排放废气的相关数据信息、判断结果以及控制命令等信息，通过无线通信模块远程实时传给监控中心PC机，通过监控中心PC机将相关信息实时显示给用户如监管部门或企业相关监管人，实现了废气排放的实时监测、控制和管理。
[0037]所述报警模块5包括语音报警装置和LED报警装置。当发生报警时，可通过语音报警装置中的扬声器发出警报，同时闪烁LED灯，来提醒和警告相关负责人去处理。
[0038]所述GSM模块8是通过USB 口与监控中心PC7有线连接。
[0039]系统实施例2:与系统实施例1结构基本相同，相同之处不再累述，所不同的是: 所述传感器I包括3组传感器组，每组传感器包括2个用于检测氧气的伽伐尼电池式氧化传感器和2个用于检测碳氢化合物的红外式传感器。
[0040]所述无线通信模块6为无线WiFi模块。当然无线通信模块也可以是能实现无线数据传输的其他无线通信设备。
[0041 ] 所述报警模块5仅包括语音报警装置。
[0042]所述GSM模块8是集成在监控中心PC机的主板上，与监控中心PC7有线连接。
[0043]方法实施例3:
如图2所示，本方法实施例3提供的用于本发明中废气净化实时监测系统的废气净化实时监测方法，包括如下步骤:
步骤1，通过传感器实时收集待排放废气的数据；
步骤2，通过信号调理电路对步骤I收集的废气数据进行检测和调理处理；
步骤3，判断步骤2处理后的数据是否满足预设的废气排放标准，同时将包含废气数据和判断结果的信息同步传输给监控中心PC机实时显示，如是则进入步骤7，如否则进入步骤4;
步骤4，启动废气处理模块净化处理废气；
步骤5，判断废气处理模块是否正常工作，如是则进入步骤7，如否则进入步骤6 ；
步骤6，启动报警，关闭排放出口停止排放废气，并向预设的移动终端发送报警信息，结束；
步骤7，打开排放出口，排出废气，结束。
[0044]具体的，本方法实施例3提供的废气净化实时监测方法，基于上述系统实施例，包括如下步骤:
步骤1，通过传感器实时收集待排放废气的数据；
步骤2，通过信号调理电路对步骤I收集的废气数据进行检测和调理处理，并将处理后的数据传输给微控制器；
步骤3，通过微控制器判断步骤2处理后的数据是否满足预设的废气排放标准，同时将包含废气数据和判断结果的信息同步传输给监控中心PC机实时显示，如判断结果为是，即满足废气排放标准则进入步骤7，如判断结果为否，即不满足废气排放标准，则进入步骤4 ；步骤4，通过微控制器启动废气处理模块净化处理废气；
步骤5，通过微控制器判断废气处理模块是否正常工作，如是则进入步骤7，如否则进入步骤6 ；
步骤6，通过微控制器启动报警模块报警，关闭排放出口停止排放废气，并同步信息给监控中心PC机，以使监控中心PC机通过GSM模块向预设的移动终端发送报警信息，结束；步骤7，打开排放出口，排出废气，结束。
[0045]以系统实施例1为例，本发明的工作流程为:通过传感器I实时收集工厂待排放废气的相关数据信息，并传输给信号调理电路2对数据进行检测和调理，接着将处理后的数据传输给微控制器3 ;微控制器3通过与预先编程设定的废气排放标准的相关数据值进行比较和判断，如果满足排放标准，就直接由排气管直接排出，如果不满足排放标准，微控制器就发出命令来控制废气处理模块4，对废气进行净化处理；同时，微控制器将废气的相关数据信息、判断结果以及控制命令，通过无线GPRS模块远程实时传给监控中心PC机7，通过监控中心PC机实时显示给用户如监管部门及企业相关监管人；当微控制器检测到废气不满足排放标准，但废气处理模块4不能正常工作的时候，关闭排放出口停止排放废气，启动报警模块5进行语音和LED灯闪双报警，以提醒工厂正常有效地进行废气净化处理；同时同步信息给监控中心，使监控中心通过GSM模块8将该报警信息发送给预设移动终端的持有者，如废气排放企业的负责人，第一时间提醒他们及时处理，以达到工业废气排放和净化的实时监测和上报，最终达到废气安全排放的目的。
[0046]因此与现有的技术相比，本发明所述的一种废气净化实时监测系统及方法，让监管部门能够对工厂的废气净化排放实时监测管理，并且能够让工厂的不符合标准的废气自动净化和排放，在不达标废气没有经过净化就排放的情况下，能够及时的报警和提醒，并可通过移动终端消息的方式第一时间通知到工厂的相关负责人去处理，本发明方案运行稳定，结构简单，信息传达迅速，让监管部门管理更加方便，节省人力和物力，对环境保护起到极大的促进作用和有益效果。
[0047]以上实施列仅是本发明的较佳实施例，对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种废气净化实时监测系统，其特征在于:包括传感器(I)、信号调理电路(2)、微控制器(3)、废气处理模块(4)、报警模块(5)、无线通信模块(6)、监控中心PC (7)和移动终端(9)； 所述传感器(I)与信号调理电路(2)相连，所述信号调理电路(2)、废气处理模块(4)、报警模块(5)和无线通信模块(6)均与微控制器(3)连接； 所述微控制器(3)通过无线通信模块(6)与监控中心PC (7)无线相连； 所述监控中心PC (7)连接有GSM模块(8)，所述监控中心PC (7)通过GSM模块(8)与移动终端(9)无线连接。
2.根据权利要求1所述的废气净化实时监测系统，其特征在于: 所述传感器(I)用于实时收集待排放废气的数据信息； 所述信号调理电路(2)，用于对传感器(I)监测到的数据信息进行检测与调理，并将调理后的数据传输给系统的微控制器(3)； 所述废气处理模块(4)，用于对不符合排放标准的待排放废气进行净化处理； 所述报警模块(5)，用于在微控制器(3)的控制下报警； 所述无线通信模块(6)，用于将微控制器(3)与监控中心PC (7)之间的无线通信；所述监控中心PC (7)，用于实时显示通过无线通信模块(6)接收到的废气数据信息，并通过GSM模块(8)与移动终端(9)无线通信； 所述移动终端(9)，用于接收来自监控中心PC (7)的提醒信息； 所述微控制器(3)，用于实现信号调理电路(2)、废气处理模块(4)、报警模块(5)和无线通信模块(6)之间的数据交互和信息控制。
3.根据权利要求1或2所述的废气净化实时监测系统，其特征在于:所述传感器(I)为催化燃烧式传感器、定电位电解式传感器、光离子化传感器、伽伐尼电池式氧化传感器、红外式传感器中的一个或两个以上组成的传感器组。
4.根据权利要求1或2所述的废气净化实时监测系统，其特征在于:所述无线通信模块(6)为远程无线GPRS模块，其通过串口与微控制器连接。
5.根据权利要求1或2所述的废气净化实时监测系统，其特征在于:所述无线通信模块(6)为无线WiFi模块。
6.根据权利要求1或2所述的废气净化实时监测系统，其特征在于:所述报警模块(5)包括语音报警装置和LED报警装置。
7.根据权利要求1或2所述的废气净化实时监测系统，其特征在于:所述GSM模块(8)与监控中心PC (7)有线连接。
8.一种用于权利要求1所述的废气净化实时监测系统的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，通过传感器实时收集待排放废气的数据； 步骤2，通过信号调理电路对步骤I收集的废气数据进行检测和调理处理； 步骤3，判断步骤2处理后的数据是否满足预设的废气排放标准，同时将包含废气数据和判断结果的信息同步传输给监控中心PC机实时显示，如是则进入步骤7，如否则进入步骤4; 步骤4，启动废气处理模块净化处理废气； 步骤5，判断废气处理模块是否正常工作，如是则进入步骤7，如否则进入步骤6 ; 步骤6，启动报警，关闭排放出口停止排放废气，并向预设的移动终端发送报警信息，结束； 步骤7，打开排放出口，排出废气，结束。
【文档编号】G08B25/10GK104316656SQ201410617806
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】李垣江, 赵斌, 张迪明 申请人:江苏科技大学