一种基于物联网的污染源监测分析系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的污染源监测分析系统及方法，所述污染源监测分析系统包括实时三维空间模块和大气污染源浓度评定模块，所述三维空间模块设有风向数据模块、实时风速数据模块和风向风速数据模块，所述大气污染源浓度评定模块设有化工厂定位模块、采集模块、浓度计算模块和控制错开时间模块，所述采集模块用于采集当日温度和化工厂排放出来的污染气体浓度，所述浓度计算模块用于计算污染气体的浓度指数，所述控制错开时间模块用于防止重合污染气体浓度过高，本发明专利技术解决了气体污染源监测系统单纯控制气体污染源排放浓度，出现风向导致污染气体重合的问题，能计算正确的气体污染重合浓度值。气体污染重合浓度值。气体污染重合浓度值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的污染源监测分析系统及方法


[0001]本专利技术涉及监测系统
，具体为一种基于物联网的污染源监测分析系统及方法。

技术介绍

[0002]随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。
[0003]现在的污染源监测分析系统缺乏针对性，只是单纯地监测工业区排放出来的污染气体浓度，缺乏对污染气体浓度相遇形成的重合污染气体浓度的监测，无法控制因为重合带来的严重大气污染现象。
[0004]针对上述情况，我们需要一种基于物联网的污染源监测分析系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的污染源监测分析系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于物联网的污染源监测分析系统，所述污染源监测分析系统包括实时三维空间模块和大气污染源浓度评定模块，所述三维空间模块设有风向数据模块、实时风速数据模块和风向风速数据模块，所述实时风向数据模块用于提取实时风向数据信息，所述实时风速数据模块用于提取实时风速数据信息，所述风向风速数据模块用于综合实时风向数据信息和实时风速数据信息，所述大气污染源浓度评定模块用于评估污染指数。
[0007]在上述技术方案中，本专利技术一种基于物联网的污染源监测分析系统包括实时三维空间模块和大气污染源浓度评定模块，三维空间模块设有风向数据模块、实时风速数据模块和风向风速数据模块，实时风向数据模块用于精确收集实时风向数据，实时风速数据模块用于精确收集实时风速数据，风速风向数据模块用于结合收集到的实时风向数据和实时风速数据，大气污染源浓度评定模块用于评估大气污染物浓度指数，便于准确的防控污染过大导致的大气污染过重。
[0008]进一步的，所述大气污染源浓度评定模块设有化工厂定位模块、采集模块、浓度计算模块和控制错开时间模块，所述化工厂定位模块与三维空间模块连接用于获取化工厂中心位置，所述采集模块设有温度模块和污染气体浓度模块，所述温度模块用于采集实时温度，所述污染气体浓度模块用于采集化工厂排放出来的污染气体浓度，所述浓度计算模块用于计算污染气体的浓度指数，所述控制错开时间模块用于防止重合污染气体浓度过高。
[0009]在上述技术方案中，本专利技术大气污染源浓度评定模块包括化工厂定位模块、采集模块、浓度计算模块和控制错开时间模块，化工厂定位模块用于精确收集化工厂定位坐标，便于放入一个平面坐标系内，采集模块用于准确收集当天温度和化工厂排放出来的污染气
体浓度，浓度计算模块用于准确计算排放出的污染气体的浓度值，控制错开时间模块用于管控浓度重合浓度值超标，大气污染源浓度评定模块便于缓解大气污染度。
[0010]进一步的，所述化工厂定位模块设有直线距离计算模块，所述直线距离计算模块用预算化工厂间直线距离，所述浓度计算模块设有浓度扩散计算模块和浓度重合计算模块，所述浓度扩散计算模块用于计算化工厂排放出来的污染气体扩散剩余量。
[0011]在上述技术方案中，本专利技术化工厂定位模块包括直线距离计算模块，直线距离计算模块用于准确计算平面坐标系上的化工厂间的直线距离，浓度计算模块包括浓度扩散计算模块和浓度重合计算模块，浓度扩散计算模块用于准确计算排放出来的污染气体扩散浓度。
[0012]进一步的，所述浓度重合计算模块用于计算同气体扩散方向上排放气体相遇后的重合污染气体浓度，所述控制错开时间模块设有传播时间计算模块，所述传播时间计算模块用于计算排放出的污染气体受风向风速传播线速度影响下在化工厂间的传播时间。
[0013]在上述技术方案中，本专利技术浓度重合计算模块用于准确计算出当受风向影响下扩散气体重合导致的叠加浓度值，控制错开时间模块包括传播时间计算模块，传播时间计算模块准确计算在受风向风速传播线速度影响下扩散气体的传播时间，便于监控叠加污染气体浓度导致的大气污染严重的情况。
[0014]进一步的，一种基于物联网的污染源监测分析方法，所述污染源监测分析方法包括以下步骤：
[0015]步骤W1：建立以城市中心为原点、x轴为城市中心地平面正北方、y轴为城市中心地平面正东方和z轴为城市中心正上方的三维坐标系xyz；
[0016]步骤W2：通过提取实时风向数据信息，将风向数据(x
m
,y
m
,z
m
)导入xyz坐标系中，其中m为最强风向点坐标，计算最强风向点在三维坐标系xyz中的正切值来判断风向走向θ；
[0017]步骤W3：通过提取实时风速数据信息导入三维坐标系中，计算单位时间内风速传播角速度V
m
＝θ/t，其中t为24个小时；
[0018]步骤W4：通过分析三维坐标系中的实时风向数据信息和实时风速数据信息，计算出风向风速传播线速度
[0019]步骤W5：利用计算出的风力风向传播速度V，结合大气污染源浓度评定预估工厂与工厂间排放的污染气体是否会重合导致污染加剧，评估污染指数，并及时采取错开时间排放干预措施。
[0020]在上述技术方案中，本专利技术一种基于物联网的污染源监测分析方法中，建立三维坐标系xyz，便于在三维空间中建立风向坐标，算式精确计算出风向偏转角度θ，算式V
m
＝θ/t精确计算出单位时间内风速传播角速度，其中t为24小时表示在理想状态下一天的角度不发生改变的角速度，算式精确计算出风向风速传播线速度，风向风速传播线速度V与大气污染源浓度评定结合，便于管控工厂与工厂间排放的污染气体重合导致污染加剧问题。
[0021]进一步的，所述步骤W5进一步包括以下步骤：
[0022]步骤W51：利用卫星定位系统获取每家城市化工厂中心位置信息，将化工厂中心位置信息(x
n
,y
n
)导入三维坐标系中，其中n表示编号k个化工厂；
[0023]步骤W52：通过采集模块，采集当日温度H和各化工厂排放出来的污染气体浓度，将采集到的污染气体浓度样本数据传送到样本箱，污染气体浓度样本记为集合A，则A＝{a1，a2，
……
，a
k
}，其中a1，a2，
……
，a
k
为各化工厂的污染气体浓度样本；
[0024]步骤W53：获取化工厂排放污染气体的浓度A和当日温度H，计算仅受距离影响化工厂排放污染气体的浓度扩散剩余浓度η和既受距离又受气体偏转角度影响化工厂排放污染气体的浓度扩散剩余浓度γ；
[0025]步骤W54：获取气体扩散偏转角度上的化工厂位置和污染气体的浓度扩散剩余浓度η，计算在风向风速传播线速度V影响下，同气体扩散方向上的化工厂排放出来的污染气体重合时间T和重合浓度N；
[0026]步骤W55：参考污染值标准评估重合浓度N带来的环境污染影响，设置一个污染浓度达标最大阈值N
i
，当N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的污染源监测分析系统，其特征在于：所述污染源监测分析系统包括实时三维空间模块和大气污染源浓度评定模块，所述三维空间模块设有风向数据模块、实时风速数据模块和风向风速数据模块，所述实时风向数据模块用于提取实时风向数据信息，所述实时风速数据模块用于提取实时风速数据信息，所述风向风速数据模块用于综合实时风向数据信息和实时风速数据信息，所述大气污染源浓度评定模块用于评估污染指数。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污染源监测分析系统，其特征在于：所述大气污染源浓度评定模块设有化工厂定位模块、采集模块、浓度计算模块和控制错开时间模块，所述化工厂定位模块与三维空间模块连接用于获取化工厂中心位置，所述采集模块设有温度模块和污染气体浓度模块，所述温度模块用于采集实时温度，所述污染气体浓度模块用于采集化工厂排放出来的污染气体浓度，所述浓度计算模块用于计算污染气体的浓度指数，所述控制错开时间模块用于防止重合污染气体浓度过高。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的污染源监测分析系统，其特征在于：所述化工厂定位模块设有直线距离计算模块，所述直线距离计算模块用预算化工厂间直线距离，所述浓度计算模块设有浓度扩散计算模块和浓度重合计算模块，所述浓度扩散计算模块用于计算化工厂排放出来的污染气体扩散剩余量。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的污染源监测分析系统，其特征在于：所述浓度重合计算模块用于计算同气体扩散方向上排放气体相遇后的重合污染气体浓度，所述控制错开时间模块设有传播时间计算模块，所述传播时间计算模块用于计算排放出的污染气体受风向风速传播线速度影响下在化工厂间的传播时间。5.一种基于物联网的污染源监测分析方法，其特征在于：所述污染源监测分析方法包括以下步骤：步骤W1：建立以城市中心为原点、x轴为城市中心地平面正北方、y轴为城市中心地平面正东方和z轴为城市中心正上方的三维坐标系xyz；步骤W2：通过提取实时风向数据信息，将风向数据(x
m
,y
m
,z
m
)导入xyz坐标系中，其中m为最强风向点坐标，计算最强风向点在三维坐标系xyz中的正切值来判断风向走向θ；步骤W3：通过提取实时风速数据信息导入三维坐标系中，计算单位时间内风速传播角速度V
m
＝θ/t，其中t为24个小时；步骤W4：通过分析三维坐标系中的实时风向数据信息和实时风速数据信息，计算出风向风速传播线速度步骤W5：利用计算出的风力风向传播速度V，结合大气污染源浓度评定预估工厂与工厂间排放的污染气体是否会重合导致污染加剧，评估污染指数，并及时采取错开时间排放干预措施。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的污染源监测分析方法，其特征在于：所述步骤W5进一步包括以下步骤：步骤W51：利用卫星定位系统获取每家城市化工厂中心位置信息，将化工厂中心位置信息(x
n
,y
n
)导入三维坐标系中，其中n表示编号k个化工厂；
步骤W52：通过采集模块，采集当日温度H和各化工厂排放出来的污染气体浓度，将采集到的污染气体浓度样...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁媛媛，姚近，刘波，
申请(专利权)人：淮安市中证安康检测有限公司，
类型：发明
国别省市：