JT-3302微型环境空气质量监测系统

一、产品介绍

1.产品背景

    JT-3302微型环境空气质量监测系统是一种集数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的环境监测系统。空气质量环境监测系统采用单元网格布点管理的方式，按照“网定格、格定责、责定人"的理念，建立“横向到边、纵向到底"的区域网格化监控平台，应用、整合多项智慧环保技术，在全面掌握、分析污染源排放、气象因素的基础之上，采用因地制宜的灵活设点方法进行部署。

实时统计各厂区、监测点的监测设备数据，并根据各监测点的环境条件及其污染情况，来分析与推测区域内整体的排放情况。实现对热点排放区域整体监控，污染物扩散趋势推算，排放源解析等功能，同时结合物联网、智能采集系统、地理信息系统、动态图表系统等先进技术，整合、共享、开发，建立全面化、精细化、信息化、智能化的区域环境在线监测平台，实现对控制污染源无组织排放，减少大气污染等综合管理，为制定节能减排方案提供可靠的数据信息和科学的辅助管理决策。

2. 产品概述

结合国务院办公厅关于生态环境监测网络建设的要求，我公司以丰富的大气环境监测领域经验，开发了一套可实现高密度网格化布局的低成本、多参数集成的紧凑型微型环境空气监测系统，网格化的监测体系可在区域内实现全覆盖，高时空分辨率的大气污染监测，结合信息化大数据的应用实现污染来源追踪、预警预报等功能，为环境污染防控提供更为及时有效的决策支持。

为响应环保部出台的《十三五环境监测质量管理工作方案》、《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》等文件，深入实施《大气污染防治行业计划》，全面加强区域大气污染防治网格化管理，实现“监测无空白，比对无差异，一网一库一平台"的目标 ，我公司利用多年大气环境监测设备的生产经验，突破国内多项技术壁垒，结合物联网大数据平台，成功研发出了可适用于批量化、网格化监测用的MAQS-M606微型环境空气质量监测系统。

MAQS-M606微型环境空气质量监测系统，利用目前广泛应用的网格化监控方法进行布点，基本实现大气污染监测全覆盖，将采集的数据按照空气质量变化的规律和趋势进行科学预测，对造成空气污染的污染源进行准确溯源，为从源头上治污提供了科学依据。

MAQS-M606微型环境空气质量监测系统，整机包含电化学气态污染物监测模块、光学颗粒物监测模块、气象参数模块、无线传输模块。可实现区域空气质量的在线自动监测，能全天候、连续、自动地监测环境空气中的TSP、 PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3、TVOC 等8项参数的污染浓度指数，还可扩展对氯气、氨气、硫化氢、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、三甲胺、苯乙烯等多种污染物进行监测， 利用物联网技术迅速、准确的收集、处理监测数据，能及时、准确地反映区域环境空气质量状况及变化规律，主要污染源分析，源头追溯，为环保部门的环境决策、环境管理、污染防治提供详实的数据资料。

设备具备体积小、价格适中、安装便捷等优点。适用于企业化工业园区、市政工程、公园环境、农业领域、学校环境、医院环境、堆场码头、新材料厂、地铁交通，以及大规模的空气质量网格化在线监测项目。

3. 产品特点

● 具有云端自动在线校准功能，自动修正传感器漂移及环境干扰，无需现场人工校准；

● 采用泵吸式原理，同时测量SO2、NO2、CO、O3、TVOC、TSP、PM10、PM2.5、温度、湿度、风速、风向、大气压等参数；

● 具有GPS定位、4G无线数据传输功能；

● 具备温湿度和交叉干扰进行补偿，以确保测量数据的准确性和有效性；

● 颗粒物浓度监测单元需具备CPA型式批准证书及相关检验报告（需提供证明）；

●气态污染物检测模块采用泵吸式测量，进气端需具备颗粒物过滤功能，且气象模组需易拆维护、无胶粘等固定方式；

●采用主动泵吸式采样方式，气体置换时间短，需能及时的反映空气质量变化；

●具备两级过滤系统，避免样气中异物影响气体传感器的准确性和使用寿命；

●具备鞘气保护与气路保护双重保护功能，避免颗粒物的累积影响颗粒物传感器、气体传感器、气泵的使用寿命；

●具备云端自动推送程序升级功能；

●设备需预留视频监控、雨量传感器、倾角传感器功能，必要时直接接入开放。

● 品质好，价格低，适合网格化，批量化推广；

● 应用单片机技术和网络通讯技术相结合，采用数据存储功能，不仅可提供方便的数据查询；

● 方式：还可以通过 USB 接口将数据转存至计算机，利用配套的上位机软件自动计算日平均值、月均值、污染指数、生成各种图形数据标，并进行打印；

● 性能稳定、精确度高、操作方便、易于维护具有断电保护功能。

4. 产品优点

● 采用 32 位高速处理核心芯片；

● 集成 GPRS 通信技术，实时监测大气环境数据，实时传输数据， 实时监控设备运行状态；

● 实现多参数自动监测，防干扰技术设计；

● 精度高，性能可靠，适用于户外和工业环境；

● 实现各类参数采集，自动上传网络平台，自动发布数据；

● 体积小，模块化设计，网格化灵活布局；

● 集成温度补偿技术，长久自动校准技术；

四、建设内容

企业化工业园区空气质量在线监测项目，分为两大部分：一是建成空气质量在线监控系统平台一套；二是实现园区空气质量联网和在线实时监控。

1.系统的网络拓扑结构如下图所示：

系统整体采用“物联网+云平台"的技术架构，包含三个层级，感知层、平台层和应用层。

感知层为微型环境空气质量监测系统，包含以下部件：温湿度传感器、大气压传感器、颗粒物传感器、气体污染物传感器等各种传感器单元，电源模块、控制模块、网络模块等电路及网络单元，机箱立杆等结构安装单元。前端的各种传感设备构成了物联网的感知层，感知层可以进行多方面的信息采集：

（1） 颗粒物浓度监测

（2） 气体污染浓度监测

（3） 噪声值监测

（4） 温湿度监测

（5） GPRS定位

（6） 故障监控

平台层为该系统的核心层，采用先进的云计算和大数据技术，负责数据的通信、存储、分析和处理，提供丰富的向上（面向应用层）和向下（面向传感器）的接口和扩展协议，方便接入多种传感单元。应用层面向终端客户（企业管理者、城市管理者和公众），开发多屏应用（如Web应用、iOS App、android App等），帮助公众及时了解环境状况、企业管理者自查自纠、城市管理者提供监管水平。

系统由微型环境空气质量监测系统、数据采集和传输系统、后台数据处理系统、信息监控管理平台组成。

l 微型环境空气质量监测系统：实现对SO2、NO2、CO、O3、TVOC、TSP、PM10、PM2.5、温度、湿度、风速、风向、大气压等参数监测。

l 数据采集和传输系统：采集、存储各种监测数据，按后台服务器指令定时向云平台传输监测数据和设备工作状态，并按后台指令调控各前端设备的参数，传输通道采用2G/3G/4G网络。

l 后台数据处理系统：对获取的监测数据进行判别、检查和存储；实现超限报警，可通过短信等方式将报警信息发送给管理人员；并按照各类统计口径进行数据处理。

l 信息监控管理平台：实现基于Web的实时数据在线监测监控、污染物排放超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。

l 客户可以通过iPad、iPhone、安卓手机等移动终端或桌面设备，通过公网访问本系统，实现实时在线监控、统计分析、管理监督等工作。

二、系统设计方案

1.建立以全市环境“四个一"为核心的大数据业务支撑体系

以“环保一搜、一张图、一企一档、一点一档"为核心和主线，为各类业务应用提供统一的数据支撑。

2.建立省、市、乡镇三级的大数据整合共享云平台

按照“一级部署，三级应用"的原则建立全市环保云，将现有地市、区县环保平台统一整合、共享到云平台。

3.建立面向业务的大数据挖掘与应用体系

以业务部门为主导、环境信息部门提供技术支撑，建立面向业务主题的生态环境大数据挖掘与应用体系，从宏观决策服务、精细化管理和公众服务管理等方面开展大数据深化应用，确保大数据应用贴切业务实际，做到应用系统简洁实用，有效提高环境管理工作的主动性、预见性和科学性，切实增强环境监管能力。

建立大数据建设保障体系

（1）安全保证体系建设

按照国家电子政务安全策略和信息安全第三等级保护要求，坚持适度安全、技术与管理并重、分级与多层保护和动态发展原则，建立一个由策略、防护、监测和恢复组成的生态环境大数据安全保证体系，在实现系统、数据、网络等多维度信息安全管理基础上，重点关注业务应用软件系统的安全，将信息安全损失和风险降低到最小程度。

（2）运维保障体系建设

运维保障体系主要包含运维管理制度、运维技术队伍、运维技术服务平台等，通过高效、可行的运行维护制度规范，明确全市各级环保部门运维权力和义务，固化生态环境大数据建设运维服务的智能、流程，并配套综合监控、性能分析调优工具，实现对大数据运行数据和资源的集中监控和管理，保障全市上下真正“用好"生态环境大数据系统。

四、微型环境空气质量监测系统监控设备技术参数

微型环境空气质量监测系统监控平台按照相关规定部署在云平台，云平台支撑在线监控平台系统正常运行。

1.功能概述

（1）实时监控

实现对设备的精准GPS定位以及大气污染物的浓度监测，可以实时展示颗粒物浓度、温湿度大气压等。

（2）数据管理

实现对设备的登记注册管理、对园区排放备案登记和标志管理以及设备管理单位信息管理

（3）联动分析

实现与国控、省控、市控等站点的匹配比对，深入挖掘高排放企业，以及企业漏排、超排等行为

（4）报警管理

实现颗粒物浓度超标报警，气体污染物浓度超标报警等。

（5）污染分析

实现对设备运行状态的关系分析，对不同设备地点的数据计算等。

2.功能模块

（1）系统首页（可视化大屏）

通过可视化界面、多维度数据剖析数据，多角度并直观的对重要数据进行深入观察和解析，可供对外宣传时演示微型环境空气质量监测系统监控总体情况展示。

实时概览：显示系统总设备数、当前在线/离线/报警状态的设备数、设备定位、在线设备数据统计分析、颗粒物浓度、CO浓度、NOX排放量统计、接入平台设备使用类型分布图、所属镇街分布图、故障报警设备占比分布图、公告显示栏等。

GIS地图展示：（GIS地图服务应与当地自然资源局保持一致。）主体展示开封市地图、动态显示信息、在线/离线/报警设备点位图，不同状态有显著区别，实时动态更新，可点选操作。可在GIS地图上展示设备点位，并可显示与设备相关的实时数据、历史数据、后处理工作情况等，可按照条件筛选展示，对报警信息进行确认处理功能，提供良好的交互和提醒方式。提供设备搜索栏功能，可通过MN号或设备码的输入，查找设备的信息。

污染地图展示：系统提供以GIS地图的形式，展示设备在XX市XX区的时空分布状况，运行不同颜色代表污染物的严重程度，直观地展示XX市XX区污染物的分布状况及时间变化趋势。

数据管理

设备管理：列表显示系统加装监控设备的设备明细（含设备号、设备参数、登记日期、所属地区、排放阶段等关键字段），可以按条件筛选显示。提供设备数据导入功能，对接XXX部门大数据。提供设备资料编辑、修改、删除、更新等功能。

终端管理：包括对终端基本信息查询、终端配置参数设置、终端软件远程升级和重置功能等。

企业管理：建立企业设备管理台账，统一监管，并提供企业账户登录端口。信息包括：企业名称、注册地、企业性质、机构代码、设备明细、安装位置、法人代表、负责人、经办人、等。提供归属于不同企业的设备统计分析功能，可查询名下安装终端设备的数量，并统计终端设备的在线数量、离线数量、报警数量、历史维护等。

数据查询：提供多条件查询功能，可按模糊条件、筛选条件进行搜索，通过列表展示数据查询结果。并具有数据Excel等方式导出功能。

监控预警

超标设备报警：当数据出现超标时，动态滚动实时显示报警提示，提示对应超标设备信息，点击即可在GIS地图上查看详细超标指数以及设备详细信息。

故障报警：系统提供设备监测终端设备报警的数据查询功能。可实现设备终端故障报警的统计分析。

处置跟踪：对于超标、故障报警的设备，系统自动判别出属于哪种类型的报警，将相关区域纳入重点监控名单。可按照单个设备、批量等方式以短信形式通知提醒企业，指引企业去寻找污染源，并动态跟踪污染源处理的处置情况，处理完毕后有提醒功能。

数据分析

带状污染分析：热力图可显性、直观地反应出某区域超标情况。用不同颜色的区块，代表排放强度。可结合相关部门状况，分区域分块分时段不同显示。

污染物指标计算：系统可根据监控终端监控数据获得的数据，运用相关计算模型，客观真实地反映监控区域的实际污染状况和水平，计算污染指数。并可按照区域、时间等进行筛选统计。

区域排放贡献分析：系统可根据监控终端监控数据获得的数据，在XX市范围内区域依据监测数据等运用相关计算模型，计算出企业污染的贡献情况。

比对分析：结合微型环境空气质量监测系统的年审数据、监测数据、执法检查数据等基础数据，通过监测的数据进行比对分析，排查高排放企业。

系统管理

组织管理：提供树状多层数据结构、支持新增、修改、删除操作。

角色管理：对系统角色进行定义，包括用户的操作权限和数据权限。支持新增、修改、删除、权限分配操作。

用户管理：对系统用户进行管理。支持新增、修改、删除操作。

日志管理:对用户的登录日志、访问日志、数据编辑日志进行管理。

数据接口

数据接口按功能分终端数据接口、与XX市污染监管网络系统的对接与省监控系统平台的对接、与市生态环境局数据中心、GIS地图系统、数据分析等模块的交换接口、与其他单位平台的数据接口。

终端数据接口：实现微型环境空气质量监测系统上传的数据对接。

与XX市污染监管网络系统的对接：可实现关联污染管理系统中对应设备相关检测信息，对数据进行分析比较。

与XX市生态环境局数据中心、GIS地图系统、数据分析等模块的交换接口：可实现与市生态环境局数据中心、GIS地图系统、数据分析等模块的对接。

与省监控系统平台的对接：实现与省生态环境厅监控系统平台对接（含数据接收、上传等功能）。

与其他单位平台的数据接口：提供与其他单位系统对接。