一、項(xiàng)目背景

1.1. 揚(yáng)塵形成原因及種類

揚(yáng)塵是由于地面上的塵土在風(fēng)力、人為帶動(dòng)及其他帶動(dòng)飛揚(yáng)而進(jìn)入大氣的開放性污染源，是環(huán)境空氣中總懸浮顆粒物的重要組成部分。粉粒體在輸送及加工過(guò)程中受到誘導(dǎo)空氣流、室內(nèi)通風(fēng)造成的流動(dòng)空氣及設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)生成的氣流，都會(huì)將粉粒體中的微細(xì)粉塵首先由粉粒體中分離而飛揚(yáng)，然后由于室內(nèi)空氣流動(dòng)而引起粉塵的擴(kuò)散，從而完成了從粉塵產(chǎn)生到擴(kuò)散的過(guò)程。

揚(yáng)塵分為多個(gè)種類，主要有道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵等，根據(jù)相關(guān)介紹揚(yáng)塵屬于無(wú)組織污染源，防治系數(shù)較大，是國(guó)家環(huán)保部十三五規(guī)劃的重點(diǎn)課題，因此揚(yáng)塵治理非常有必要進(jìn)行，而精細(xì)化監(jiān)控和揚(yáng)塵管理就成了重中之重。

1.2. 政策解讀

國(guó)家政策

國(guó)wu院發(fā)布《大氣污染防治法行動(dòng)計(jì)劃》十條措施力促空氣質(zhì)量改善，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期全國(guó)大氣污染防治工作的行動(dòng)指南?！缎袆?dòng)計(jì)劃》確定了十項(xiàng)具體措施，首條既提出綜合整治城市揚(yáng)塵和餐飲油煙污染。

地方政策

為指導(dǎo)我市揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化精細(xì)管理，加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控，市環(huán)保局組織編制了《揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)行技術(shù)要求（試行）》，為全市揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)行提供。

1.3. 揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)中所面臨的問(wèn)題

*要做：

1、揚(yáng)塵造成污染日益嚴(yán)重，必須采取相應(yīng)措施

2、綜合整治，改善空氣質(zhì)量

*面臨問(wèn)題：

1、監(jiān)測(cè)設(shè)備繁多，選型困難，參數(shù)多樣

2、監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不同，安裝復(fù)雜

3、是否能與監(jiān)測(cè)平臺(tái)無(wú)縫對(duì)接

*如何做：

1、以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為建設(shè)基礎(chǔ)

2、多平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

3、降低成本，zui大化利用已有資源

二、建設(shè)方案

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于建設(shè)工地?fù)P塵帶來(lái)的空氣質(zhì)量監(jiān)管方面，由于不能得到實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，或者收到舉報(bào)無(wú)法得到與事實(shí)相對(duì)應(yīng)的直接數(shù)據(jù)，一直是令政府監(jiān)管部門十分困擾的事情。

本方案提供了一種對(duì)工地楊塵（空氣中可吸入顆粒物）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)而且具有視頻抓拍并存儲(chǔ)功能的解決方案。通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)工地區(qū)域揚(yáng)塵進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)管理。項(xiàng)目的全面實(shí)施，可將所包含的范圍中所有的建設(shè)施工納入監(jiān)管范圍，真正實(shí)現(xiàn)有效管理和標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)法。

2.1揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，主要由感知層（現(xiàn)場(chǎng)端在線監(jiān)測(cè)設(shè)備）、傳輸層（傳輸網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用層（監(jiān)控中心）三個(gè)部分組成。

揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

1、感知層：污染源在線監(jiān)測(cè)儀，包括顆粒物濃度監(jiān)測(cè)儀、氣象五參數(shù)監(jiān)測(cè)儀、噪聲監(jiān)測(cè)儀和視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，對(duì)顆粒物濃度、氣象參數(shù)、噪聲和現(xiàn)場(chǎng)視頻進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)；

2、傳輸層：采用有線、無(wú)線、3G等方式傳輸各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

3、應(yīng)用層：面向不同環(huán)保局、建筑工地的客戶端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于Web的污染源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)圖像和視頻的監(jiān)控、污染源超標(biāo)報(bào)警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計(jì)分析。

在線監(jiān)測(cè)信息監(jiān)控管理平臺(tái)可支持各種終端平臺(tái)通過(guò)公網(wǎng)訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)了基于Web的污染源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)圖像和視頻的監(jiān)控(包括對(duì)前端云臺(tái)和攝像機(jī)的實(shí)時(shí)控制)、污染源超標(biāo)報(bào)警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計(jì)分析。

2.2揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)智慧云平臺(tái)集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，通過(guò)光散射在線監(jiān)測(cè)儀、氣象參數(shù)監(jiān)測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)、紅外球形攝像頭（具有視頻抓拍功能）和數(shù)據(jù)圖像視頻采集傳輸?shù)仍O(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、自動(dòng)監(jiān)測(cè)PM2.5、PM10、氣象參數(shù)、視頻等感知層獲取的原始數(shù)據(jù)及視頻記錄，并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)在云平臺(tái)上對(duì)海量的專業(yè)數(shù)據(jù)及圖像視頻記錄進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析、整理，將結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成詳細(xì)信息實(shí)時(shí)在監(jiān)測(cè)終端或大屏幕進(jìn)行顯示，系統(tǒng)可同時(shí)向多個(gè)環(huán)保業(yè)務(wù)部門或多級(jí)、多個(gè)環(huán)境監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)原始環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)共享，形成一個(gè)統(tǒng)一協(xié)作又各司其職的*專項(xiàng)環(huán)境保護(hù)體系。

面對(duì)不同的用戶我們提供不同的數(shù)據(jù)服務(wù)，在遇到環(huán)境污染超標(biāo)時(shí)我們*時(shí)間通過(guò)數(shù)據(jù)、圖像取證以及視頻抓拍取證通知相關(guān)部門對(duì)該區(qū)域進(jìn)行督查，同時(shí)該區(qū)域污染排放負(fù)責(zé)人也能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示以及視頻抓拍顯示*時(shí)間發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題并加以改善，實(shí)現(xiàn)了建筑工地?fù)P塵污染在線監(jiān)測(cè)、管理一體化，提升了科學(xué)管理的效率和能力。

2.3.揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

針對(duì)大氣顆粒物污染進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并無(wú)縫對(duì)接監(jiān)控平臺(tái)，低成本滿足要求，基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)匯集不同區(qū)域、不同時(shí)段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、視頻記錄，具有海量存儲(chǔ)空間，可進(jìn)行多維度、跨數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，便于管理與維護(hù)。

監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)集成多個(gè)參數(shù)，二十四小時(shí)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)以及視頻抓拍顯示，可進(jìn)行數(shù)據(jù)修約，系統(tǒng)數(shù)據(jù)超標(biāo)或異常或恒值及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警。

揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于對(duì)城市揚(yáng)塵污染監(jiān)控管理的需求而設(shè)計(jì)，技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：

1、監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)集成了總懸浮顆粒物、PM10、PM2.5、溫度、濕度、風(fēng)向和風(fēng)速等多個(gè)環(huán)境參數(shù)，24小時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，全天候提供工地的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)、圖像、視頻記錄，超過(guò)報(bào)警值時(shí)還能自動(dòng)啟動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，進(jìn)行視頻抓拍記錄，具有多參數(shù)、實(shí)時(shí)性、智能化等特性；

2、通過(guò)傳感網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、因特網(wǎng)這三大網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，快速便捷地更新實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

3、基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)匯集了不同區(qū)域、不同時(shí)段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、視頻記錄，具有海量存儲(chǔ)空間，可進(jìn)行多維度、多時(shí)空的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，便于管理部門有序開展工作，同時(shí)也為建立工地環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)積累數(shù)據(jù)，以推動(dòng)對(duì)空氣污染的長(zhǎng)效管理。

4、視頻優(yōu)勢(shì)：揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)儀的優(yōu)勢(shì)就在于其具有實(shí)時(shí)、自動(dòng)、智能的抓拍、存儲(chǔ)功能，而且還具有視頻揚(yáng)塵疊加功能。

三、揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)端（感知層）在線監(jiān)測(cè)設(shè)備采用天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司的ZWIN-VYC06揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集建筑工地?fù)P塵、噪聲、視頻、氣象、氣態(tài)污染物等數(shù)據(jù)，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)測(cè)中心服務(wù)器，通過(guò)后端服務(wù)器與軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用、報(bào)表打印等功能，并支持手機(jī)客戶端。

系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，通過(guò)光散射在線監(jiān)測(cè)儀、360^o球形攝像頭、氣象四參數(shù)采集設(shè)備和采集傳輸?shù)仍O(shè)備，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、自動(dòng)監(jiān)控顆粒物濃度；數(shù)據(jù)通過(guò)采用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以在智能移動(dòng)平臺(tái)、桌面PC機(jī)等多終端訪問(wèn)；監(jiān)控平臺(tái)還具有多種統(tǒng)計(jì)和高濃度報(bào)警功能，可廣泛應(yīng)用在散貨堆場(chǎng)和碼頭、混凝土攪拌站以及工廠企業(yè)無(wú)組織排放的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以將兩個(gè)及以上工地通過(guò)無(wú)線路由器連接起來(lái)，顯示在一個(gè)服務(wù)器上，方便了運(yùn)營(yíng)商的操作與管理。

下圖為揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)框圖：

HUB：集線器。“HUB”是“中心”的意思，集線器的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。

NVR是(Network Video Recorder即網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī))的縮寫。NVRzui主要的功能是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收IPC(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流， 并進(jìn)行存儲(chǔ)、管理，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化帶來(lái)的分布式架構(gòu)優(yōu)勢(shì)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，通過(guò)NVR，可以同時(shí)觀看、瀏覽、回放、管理、存儲(chǔ)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。擺脫了電腦硬件的牽絆，再也不用面臨安裝軟件的繁瑣。  

數(shù)據(jù)傳輸單元DTU (Data Transfer unit)，是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無(wú)線終端設(shè)備。

路由器（Router）又稱網(wǎng)關(guān)設(shè)備（Gateway）是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可通過(guò)路由器的路由功能來(lái)完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用*不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問(wèn)方法連接各種子網(wǎng)，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備。

四、云平臺(tái)介紹 

揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)。如下圖曹縣建筑工程管理局遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（包括大屏幕，服務(wù)器機(jī)柜，軟件平臺(tái)，硬件設(shè)備）：

4.1系統(tǒng)登錄

輸入，進(jìn)入智易時(shí)代揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的登錄界面，用戶需要輸入用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，如圖所示：

登陸進(jìn)入揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面顯示分為兩部分，左側(cè)為實(shí)時(shí)視頻畫面，右側(cè)為平臺(tái)主頁(yè)面，其中主頁(yè)面包含6個(gè)功能模塊，分別是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、點(diǎn)位管理、數(shù)據(jù)查詢、趨勢(shì)分析、報(bào)警記錄、用戶管理。

4.2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

通過(guò)系統(tǒng)首頁(yè)左側(cè)主菜單可以查看到系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息，利用GIS地圖位置呈現(xiàn)功能，可結(jié)合電子地圖確切的知道每個(gè)設(shè)備所在位置，通過(guò)點(diǎn)擊地圖上的設(shè)備圖標(biāo)可查看設(shè)備所配備各項(xiàng)傳感器采集的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)因子，包括顆粒物、氣象參數(shù)、視頻等，雙擊視頻播放界面可以實(shí)現(xiàn)放大或縮小，方便用戶直觀查看區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的部署情況和環(huán)境質(zhì)量狀況，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)，遠(yuǎn)程，自動(dòng)監(jiān)控顆粒物濃度以及現(xiàn)場(chǎng)視頻、圖像的采集功能，而且還具有視頻揚(yáng)塵疊加功能。

實(shí)時(shí)視頻畫面可查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)狀況，如下圖所示：

可以在視頻上疊加點(diǎn)位名稱以及各實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)記錄，既方便又直觀，如下圖所示：

4.3點(diǎn)位管理

在主菜單欄的第二項(xiàng)功能模塊是點(diǎn)位管理，點(diǎn)開點(diǎn)位管理欄，我們可以看到在表格的上方是添加點(diǎn)位的選擇，可根據(jù)需要添加點(diǎn)位，按要求填入序號(hào)，點(diǎn)位編號(hào)，點(diǎn)位名稱，詳細(xì)地址，并在啟用設(shè)備一欄打上對(duì)勾啟動(dòng)設(shè)備，還可以在地理位置一欄選擇查看與變更選項(xiàng)， 導(dǎo)出數(shù)據(jù)打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式，下一欄是添加時(shí)間，以及相關(guān)操作包括：編輯、刪除、預(yù)警設(shè)置，如圖所示：

4.4歷史數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù)查詢功能，用戶通過(guò)設(shè)置時(shí)間類型、點(diǎn)位名稱、查詢時(shí)間選項(xiàng)后，即可查看到所選擇點(diǎn)位的歷史數(shù)據(jù)信息，包括各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子、數(shù)據(jù)更新時(shí)間等，查詢結(jié)果支持選用EXCEL文檔形式導(dǎo)出。

4.5趨勢(shì)分析

數(shù)據(jù)展示支持折線圖、柱狀圖、表格等多種形式，展示的內(nèi)容為各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子濃度的實(shí)時(shí)與歷史分鐘值、小時(shí)值，方便用戶查看時(shí)間段內(nèi)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子變化趨勢(shì)，同時(shí)可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位之間的各項(xiàng)參數(shù)的對(duì)比分析，用戶可以自主設(shè)定展示的時(shí)間區(qū)間，導(dǎo)出打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。

4.6報(bào)警記錄設(shè)置

污染物濃度預(yù)警設(shè)置，是針對(duì)污染物一旦超過(guò)某一數(shù)值系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給使用者發(fā)送預(yù)警提示信息，一旦各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子濃度出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)超標(biāo)報(bào)警，當(dāng)達(dá)到預(yù)警設(shè)置后會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這個(gè)報(bào)警記錄欄是便于在報(bào)警以后查看分析，如圖所示：

通過(guò)報(bào)警記錄，可以清楚知道發(fā)出報(bào)警的點(diǎn)位名稱，報(bào)警時(shí)間以及各個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的比較，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括：實(shí)時(shí)數(shù)值、限值以及倍數(shù)，查看數(shù)據(jù)清楚明白直觀，而且用戶數(shù)據(jù)收集報(bào)警記錄還可以儲(chǔ)存一段時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)隨時(shí)查詢分析，也可以和之前、之后的數(shù)據(jù)、或者和其他點(diǎn)位做對(duì)比。

4.7用戶管理

對(duì)于不同的角色設(shè)置相應(yīng)權(quán)限管理，一個(gè)角色關(guān)聯(lián)了一套操作權(quán)限。系統(tǒng)共提供了三種操作權(quán)限。

系統(tǒng)用戶：擁有系統(tǒng)的所有功能操作權(quán)限；

管理用戶：擁有部分業(yè)務(wù)相關(guān)的功能操作權(quán)限；

普通用戶：只能進(jìn)行系統(tǒng)中相關(guān)內(nèi)容的查詢操作。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別操作人員對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)范圍和數(shù)據(jù)讀寫性的嚴(yán)格控制，建立統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)所有用戶的身份管理，包括用戶個(gè)人身份信息、角色信息、電子、個(gè)人賬號(hào)和密碼。

五、硬件設(shè)備

5.1 ZWIN—VYC06揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測(cè)儀

智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司視頻揚(yáng)塵自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備主要應(yīng)用到的技術(shù)有：激光技術(shù)，微光電探測(cè)、微機(jī)控制技術(shù)和視頻抓拍技術(shù)。以激光散射技術(shù)的空氣顆粒測(cè)量?jī)x具有多方面的優(yōu)點(diǎn)：半導(dǎo)體激光使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故能降低系統(tǒng)的制作要求；微光電探測(cè)的應(yīng)用，要求光電探測(cè)器的響應(yīng)度高，線性度好，適合長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性要好；微機(jī)技術(shù)控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，協(xié)調(diào)激光的光穩(wěn)定調(diào)制，協(xié)調(diào)氣泵的氣流穩(wěn)定控制，并且通過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)顯示反映粒子顆粒的濃度，根據(jù)溫度、濕度等多個(gè)氣象參數(shù)進(jìn)行揚(yáng)塵排放濃度的數(shù)據(jù)修正。系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)小于2.5um（PM2.5），小于10um（PM10）粒徑范圍的粒子進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，提供衡量工地?fù)P塵排放環(huán)境質(zhì)量的數(shù)字指標(biāo)。

5.1.1工作原理

揚(yáng)塵視頻監(jiān)測(cè)儀設(shè)備使用激光散射法測(cè)量揚(yáng)塵濃度。用精密流量控制的真空泵吸入大氣中的測(cè)試氣體送至傳感器測(cè)量組件。傳感器測(cè)量組件是以Gustav Mie粒子光散射理論為基礎(chǔ)，結(jié)合微光電探測(cè)技術(shù)而制作的一套完整的空氣顆粒分布濃度測(cè)量系統(tǒng)。

揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)原理圖如下：

近年來(lái)，國(guó)外的激光在線粒度測(cè)量技術(shù)發(fā)展迅速，因?yàn)槠渚哂羞B續(xù)自動(dòng)取樣、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)顯示報(bào)告、維護(hù)簡(jiǎn)便、可大規(guī)模應(yīng)用、數(shù)據(jù)有代表性以及高性價(jià)比等特點(diǎn)。另外由光能分布反演計(jì)算出顆粒粒度分布的可靠準(zhǔn)確算法，尤其是對(duì)多峰和窄分布顆粒樣品的反演，也是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。國(guó)外在用動(dòng)態(tài)光散射粒度儀來(lái)測(cè)量納米顆粒方面做了很大的努力并已有產(chǎn)品面世，而國(guó)內(nèi)少數(shù)廠家正在研發(fā)這一技術(shù)。

在這個(gè)領(lǐng)域，正在研制和開發(fā)更*進(jìn)的取樣和分散裝置(PM2.5和PM10同時(shí)監(jiān)測(cè))，提高在線激光粒度儀的測(cè)試精度，使在線與離線的測(cè)量結(jié)果相吻合,提升工業(yè)在線安裝和應(yīng)用的安全性及穩(wěn)定性；可以預(yù)計(jì)，在線粒度測(cè)量與監(jiān)測(cè)的發(fā)展將會(huì)給相關(guān)粉體工業(yè)帶來(lái)巨大的效益和變革，激光在線測(cè)試技術(shù)將成為顆粒測(cè)試領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)并將會(huì)被逐步推廣和應(yīng)用。

新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。一個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，首先依賴于感知元件的準(zhǔn)確，因此可以說(shuō)，優(yōu)良的激光散射揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)傳感器，是本次項(xiàng)目前端設(shè)備關(guān)鍵所在，因此我們的前端監(jiān)測(cè)設(shè)備采用的揚(yáng)塵傳感器的核心部件均為進(jìn)口件。結(jié)合智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司專業(yè)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出于工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)的揚(yáng)塵濃度測(cè)量傳感組件。

5.1.2技術(shù)指標(biāo)

供電方式：市政（220V）供電；

工作環(huán)境溫度要求：-20ºC-55ºC；

工作環(huán)境濕度要求：15%RH-95%RH；

PM10測(cè)量范圍：0~10000µg/m³；

檢出限：20µg/m³；  分辨率：1µg/m³

溫度測(cè)量范圍：-20ºC-55ºC，

檢出限：1ºC，  zui小分辨率：±1ºC；

濕度測(cè)量范圍：5%~95%RH，

檢出限：1%RH，  zui小分辨率：±1%RH；

風(fēng)向測(cè)量范圍：0~359º，

測(cè)量精度：±5º

5.1.3功能特點(diǎn)

1）采用激光散射法對(duì)顆粒物濃度進(jìn)行測(cè)量；

2）整點(diǎn)、連續(xù)、實(shí)時(shí)三種采樣模式，而且具有視頻抓拍并存儲(chǔ)的功能；

3）具有標(biāo)準(zhǔn)方法校準(zhǔn)及自修正校準(zhǔn)組合式校準(zhǔn)功能；

4）體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便，可方便進(jìn)行點(diǎn)位遷移；

5）具有設(shè)備信息管理、數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)質(zhì)控功能，方便大批量設(shè)備運(yùn)行管理。

6）監(jiān)測(cè)設(shè)備因故障不能正常使用，在軟件平臺(tái)中具有自動(dòng)報(bào)警功能，便于管理和維護(hù)；

7）具有GPS定位，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能；

8）利用擴(kuò)散式測(cè)量技術(shù)，避免采樣過(guò)程中吸附及材料干擾；

9）具有量程漂移及交叉干擾自修正功能。

5.1.4視頻疊加效果圖

可實(shí)時(shí)調(diào)出監(jiān)控畫面，既顯示點(diǎn)位名稱，又可在視頻中疊加各項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)管理。

5.1.5內(nèi)部結(jié)構(gòu)

視頻監(jiān)控儀內(nèi)部圖                                              揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部圖

5.2. β射線法顆粒物監(jiān)測(cè)儀 

ZWIN-BYC06型β射線分析儀/顆粒物濃度監(jiān)測(cè)儀采用了β射線衰減的原理對(duì)粒子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境大氣中PM2.5、PM10、TSP顆粒物的濃度水平。該儀器長(zhǎng)期廣泛適用于環(huán)境空氣顆粒物的濃度監(jiān)測(cè)，如PM10，PM2.5，TSP（選配不同的采樣切割頭）等，該儀器是目前國(guó)內(nèi)各地使用zui成功的一套監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)。

5.2.1工作原理

顆粒物（PM10/PM2.5）監(jiān)測(cè)儀是根據(jù)β射線吸收原理設(shè)計(jì)的。β射線是一種高速電子流，當(dāng)它穿透物質(zhì)后，部分被吸收，導(dǎo)致強(qiáng)度衰減。在一定條件下，其衰減量的大小僅與吸收物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，而與吸收物質(zhì)的其它物化特性（如顆粒物分散度、顏色、光澤、形狀等）無(wú)關(guān)，所以能直接測(cè)量大氣顆粒物的質(zhì)量濃度。將強(qiáng)度恒定的β射線源在顆粒物采集前后分別兩次穿過(guò)清潔濾紙和采集有顆粒物的濾紙，根據(jù)兩次β射線被吸收的變化量來(lái)求得收集在濾紙上的顆粒物的質(zhì)量。用閃爍計(jì)數(shù)器作為檢測(cè)器對(duì)β射線通量進(jìn)行計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)頻率的變化可表征β射線強(qiáng)度的變化，測(cè)量結(jié)果只取決于兩次計(jì)數(shù)的比值和質(zhì)量吸收系數(shù)，與β源的原始強(qiáng)度無(wú)關(guān)。

射線法顆粒物濃度監(jiān)測(cè)儀 原理框圖

LCD ( Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱)液晶顯示器。LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT(薄膜晶體管)，上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過(guò)TFT上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。

中央處理器（CPU，英語(yǔ)：Central Processing Unit），是電子計(jì)算機(jī)的主要設(shè)備之一，電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。電腦中所有操作都由CPU負(fù)責(zé)讀取指令，對(duì)指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。

5.2.2功能特點(diǎn)

1）采用β射線吸收原理進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠；

2）儀器體積小、內(nèi)置采樣泵，在戶外運(yùn)行，無(wú)需建設(shè)站房；

3）整點(diǎn)、連續(xù)、實(shí)時(shí)三種采樣模式；

4）小時(shí)值采樣時(shí)間不少于45分鐘，日均值采樣時(shí)間不少于20個(gè)小時(shí)；

5）觸摸液晶顯示分析儀采用5.7寸大屏幕液晶顯示，全中文菜單、Windows圖形界面，操作方便；

6）過(guò)程記錄可存儲(chǔ)近期有效的校準(zhǔn)或維護(hù)過(guò)程的歷史信息，含USB接口，方便數(shù)據(jù)導(dǎo)出；

7）RS232數(shù)字輸出，可通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)遙控監(jiān)測(cè)；

8）具有自動(dòng)除濕和溫度補(bǔ)償功能；

9）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嵌入式計(jì)算機(jī)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)控制運(yùn)行；

10）*的ODH外部動(dòng)態(tài)露點(diǎn)控制系統(tǒng)，提高了氣溶膠傳輸效率；

11）監(jiān)測(cè)儀*的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采樣與分析在同一通道，避免了走紙?jiān)斐烧`差；

12）監(jiān)測(cè)儀能提供各種在線的運(yùn)行參數(shù)，可輸出至上位機(jī)，也可接受指令運(yùn)行；

13）采用質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量流量，恒定流量采樣，保證了測(cè)量精度；

14）內(nèi)部故障自動(dòng)診斷和報(bào)警提示，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程診斷并修復(fù)錯(cuò)誤；

15）系統(tǒng)斷電后來(lái)電自動(dòng)重新啟動(dòng)，恢復(fù)正常工作。

5.2.3技術(shù)指標(biāo)

工作環(huán)境溫度要求：-20ºC-55ºC；

工作環(huán)境濕度要求：15%RH-95%RH；

zui低檢出限：5µg/m³；

平行性：≤5µg/m³（監(jiān)測(cè)日均值小于70µg/m³），≤7%（監(jiān)測(cè)日均值大于70µg/m³）；

校準(zhǔn)膜重復(fù)性：±2%校準(zhǔn)膜標(biāo)稱值；

測(cè)量范圍：0~10000µg/m³；

采樣流量穩(wěn)定性（24小時(shí)）：±2%；

采樣流量準(zhǔn)確度（1小時(shí)）：±2%；

空白濾紙重復(fù)性：≤1%

5.3對(duì)比分析

光散射法與其他測(cè)量方式對(duì)比表格如下：

天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司的前端監(jiān)測(cè)設(shè)備以激光散射法作為技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)通過(guò)與國(guó)控點(diǎn)的揚(yáng)塵數(shù)據(jù)比對(duì)，內(nèi)置了一套對(duì)于溫度、濕度、氣壓的修正模型的算法。通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)置的溫濕度傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度數(shù)據(jù)，對(duì)揚(yáng)塵排放濃度值進(jìn)行校準(zhǔn)與補(bǔ)償計(jì)算從而形成真實(shí)、實(shí)時(shí)的工地的揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間和大量工地現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)對(duì)比，天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司監(jiān)測(cè)設(shè)備與國(guó)控點(diǎn)發(fā)布的PM10數(shù)據(jù)對(duì)比誤差已控制在20%以內(nèi)。設(shè)備修正后數(shù)據(jù)與國(guó)控點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比情況表如下：

六、成功案例

建筑工地現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

工地?fù)P塵在線監(jiān)測(cè)（β射線顆粒物監(jiān)測(cè)儀）