智能环保物联网系统建设初探

　　生态建设和环境保护研究是国家“十二五”规划之中的重点项目，国务院明确要求对国家重点监控的污染源和治理设施实行自动在线监测。随着全国经济的快速发展，和建设宜居生态城市目标的提出，建设节水型城市、改善城乡环境质量、提高城镇总体功能和城市人居环境科学问题已成我市实现城市建设特色发展的重点问题，同时也对我国城市人居环境领域技术提出更高的要求。智能环保物联网系统系统无疑成为新时代生态环保建设的重中之重。

　　智能环保介绍

　　智能环保系统通过与环保监测系统相结合，将环保监测数据处理服务器中的数据信息和环保监控系统中的视频信息相关联，在实现排污点数据监测的同时进行更为直观的排污点实时视频浏览和排污点监控录像调用，让环保部门达到不到现场就可以对当前环境的各项参数进行全面的掌握，有效的提高监督、监管力度。

　　企业污染源监控点基本上选择在排污口，部署带防护罩的摄像机、视频编码器、防雷器、补光设备、各类污染参数传感器监测采集设备等。监控前端以视频数据处理单元为中心，各类污染参数监测采集设备经过中心设备汇聚后通过RS485串口接入视频数据处理单元，与传感器获取的污染参数实现对接。保证视频编码器和污染参数采集设备之间通信的可靠性。利用视频数据处理单元的数据叠加功能，监控点的污染参数可实时叠加在监控图像上，监控中心及外部用户可在观看监控点图像的同时了解该排污点污染参数，直观、便捷。

　　如今传感器应用越来越普及，采用传感器技术的监测设备主要有污染参数监测仪器（粉尘检测仪、噪声检测仪、水质监测有水质细菌检测仪、各种金属含量监测仪、PH值检测仪等。）流量（速）计、污染治理设施运行记录仪和数据采集传输仪等，这些监测设备部署在排污口，完成污染参数的采集与分析，并与监控系统实现互联，真正实现物联网所体现出的物物相连，感知世界。

　　利用安防监控与物联网技术的结合，实现对污染源排放信息，水、空气、噪声环境质量信息的自动监测监控，为环境监察、减排/限排工作提供执法依据和辅助管理。环境监控综合告警平台对监测污染物超标、污染处理设施停机、监控仪器故障进行监测，并通过短信、语音、文字等方式进行告警提示，防止人为破坏监测设备，遏制企业超标排放。应急指挥系统、移动执法、在线监测系统等多系统相互联动，完成重大环境事故的指挥调度和应急处理。整个系统将固网应用与移动应用相结合，通过多种视角(数据、视频、图形、GIS、移动应用)监控、分析管理对象，切实保障监察职能的贯彻、执行，大幅提升环保部门运行效率。

　　智能环保系统

　　系统采用分布式数据采集、集中管理模式，根据实际情况可建立“前端采集＋中心管理”的二级架构方式，也可以扩展为三级构架的方式，采取分配权限多级管理的阶梯架构方式，灵活配置方便部署。如图1所示。由前端监点采集上传到区级指挥中心，进行管理和统计，再将分析和统计的数据上传到市级环保监控中心。

　　图1

 　　智能环保系统主要由三部分设备组成：

　　1、以环保监测主机为核心的前端采集设备；

　　2、多种传输和接入方式。

　　3、由服务器、管理终端、浏览终端和手机终端组成的用户操作设备。

　　前端数据监控

　　数据监控子系统将各监测点的环保监测主机采集的数据和具体污染对应，接受存储在数据库中，进行实时的展现和数据分析。检测的范围包括污染源、水站、气站、噪声等多种检测对象，每种对象又有多种指标（如COD、二氧化硫、烟尘、水质等），随着检测技术的发展及社会环保意识日益提高，环保所需检测的范围及指标还将逐渐增加。在中心平台统一地表达各项指标，保证数据含义的一致性，并在将来能快速地支撑新的指标是检验系统实用性、灵活性和扩展性的主要依据。为了达到这一要求，系统提供了指标参数配置功能，允许用户自定义配置各种指标参数。

　　视频监控

　　视频监控子系统配备专用摄像机和前端视频服务器，主要是针对重点污染源进行远程视频监控。除向客户提供视频浏览、图像抓拍、语音监听、存储、云台控制等视频监控功能。如图2和图3所示

　　图2水质采集视频监控                   

图3水质监测点

　　地理信息系统与网络接入

　　电子地图管理除提供普通的地图浏览、缩放功能外，还提供与各种检测监控点集成能力，允许用户将各种监控监测点位作为图元放置在电子地图中，使用不同的闪烁图标标识检测监控点的类型及状态，并允许用户通过点击图标查看/查询检测监控点的各种信息，实现各类在线监控数据的可视化表征。电子地图支持GIS动态地理信息或图层静态地理信息，将数据融合，极大的方便了管理者操作和管理，提高了系统的智能化程度水平。

　　多方式接入是指支持前端通过有线或无线方式上传数据，采集数据通过GPRS\CDMA\WIFI或者有线的方式进行接入。用户端通过PC或3G手机进行有线或无线检测，将传统的有线检测系统全面升级为融合有线宽带、WIFI和3G等多种接入技术的融合型检测系统，全面提升用户系统的适应领域和检测能力。

　　中心系统功能规划（如图4所示）：

　　图4智能环保系统图

　　中心系统功能：

　　平台数据核心，统一管理用户权限、门禁控制、报警信息等信息诸元。平台的神经中枢，是联接系统各节点的信息中转站，负责警情上传分发和报警联动功能的实现。负责平台中音视频流的转发工作，提供从系统前端主机到客户端屏幕的流媒体通路，以减轻网络和设备负载压力。针对平台中各主机节点的警情进行联动录像，通过统一录制统一管理形成集中管理的海量多媒体数据仓库。统筹管理整个平台的配置和运营，通过强大的分级架构、灵活的人员管理、丰富的权限配置，整个系统平台尽在一手掌握。丰富实用的功能结合人性化的人机交互，给您带来全新的操作体验，再多的管理工作也能轻松完成。连接系统平台与智能手机的纽带，负责收发处理手机客户端的信息。移动办公轻松实现，随时掌握远程监测数据，通过实时视频进行远程观看。

 　　远程浏览

　　可以支持PC版界面和手机端界面，PC版浏览和控制界面，如图5所示，

　　图5 智能环保系统PC控制界面

　　PC版功能：

　　显示叠加：将从污染源监测点采集到数据与监控视频在同一画面内呈现出监控的实时图像和检测指标数据。

　　告警联动：在检测指标超标告警时，自动触发视频监控设备进行录像等措施。

　　云镜操作：支持在线控制镜头方向、拉远拉近。

　　权限配置：支持管理员对不同用户设定不同访问权限。

　　门禁操作：支持对门禁控制的管理，当非授权用户侵入时系统会发出报警信息。

　　智能环保系统，可以实现在线采集数据与实时流媒体视频的无缝整合；充分利用可视化图形操作提升管理效率；完善的实时数据管理、历史记录查询；多级授权用户管理；可利用多种方式组网，充分利用已有带宽资源；系统架构灵活，能适应不同建设规模；预留接口，方便扩展，保护投资。

　　手机版界面如图6所示：

　　图6 手机端界面

　　手机版支持以下功能：

　　浏览查询污染源、空气、水质监测点基本信息，以及现场图片、视频。检测数据可以通过曲线输出。智能环保系统中环保执法功能主要让工作人员可以对日常工作预先进行安排，随时了解需要出来的业务情况。另外也可以查看有关领导的日程安排，方便进行工作沟通。

　　执法人员可以将环保执法信息进行上报。视频点播可以实现实时视频在线浏览。

　　后记

　　智能环保系统，将视频监控和物联网做有效整合，实现环保领域智能化水平的提高。通过前端采集将检测数据传输至后端，进行统一的检测和分析，非常有效的帮助人们实现对重大或环境污染事故的预警预报，并且能够为解决跨行政区域的环境污染事故纠纷提供科学的数据，监督总量控制制度的落实情况。在必要的情况下，可以通过对污染排放大户实施限排等措施来保证我们生态环境有序和平衡。

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