一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术涉及电数据处理领域，公开了一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法，本方案通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方案，而且检测时同步获取周围的环境条件，以便判断环境条件对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确，避免出现误判的情况，同时通过巡检模块辅助进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况的区域先采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。设备成本和时间成本。设备成本和时间成本。

【技术实现步骤摘要】
一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法


[0001]本专利技术涉及电数据处理领域，特别是涉及一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业的发展，环境污染问题日益凸显，严重影响了人们的生活质量，因此，对环境污染物的监测成为了一项非常重要的任务，目前市场上也已经存在很多环境监测仪器；由于很多时候出现的环境污染并非单一污染，且容易受环境影响，检测难度大，同时大多数设备检测范围局限大，无法准确表达一个区域的受污染情况，因此我们提出了一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法来解决问题。

技术实现思路

[0003]1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种环境污染物的自动监测系统及其监测方法，本方案通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方案，而且检测时同步获取周围的环境条件，以便判断环境条件对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确，避免出现误判的情况，同时通过巡检模块辅助进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况的区域先采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。
[0004]2．技术方案
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0006]一种环境污染物的自动监测系统，包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块，软件部分包括数据收集模块、数据处理器和制图模块，污染物传感器阵列和巡检模块内均安装定位模块，污染物传感器阵列和巡检模块均与数据收集模块电信号连接，数据收集模块和数据处理器电信号连接，污染物传感器阵列内置定时模块；污染物传感器阵列，用于固定安装在目标区域的一处，检测周围介质（土壤、空气、水）的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，污染物传感器阵列的排列方法分为广度和深度，其中在深度上污染物传感器排列以1
‑
10m为间距，监测深度的绝对值为1
‑
30m，而广度上污染物传感器排列以10
‑
500m为间距，监测范围包括整个目标区域；通过设置污染物传感器阵列，可以大范围多层次的检测周围环境的受污染情况，了解目标区域内的污染分布情况，准确的判断污染程度，方便综合制定对应的整改、修复方
案，而且检测时同步环境条件，以便判断环境对污染情况的影响，使得到的结果更加客观、准确。
[0007]巡检模块，用于在目标区域巡回流动，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，所述巡检模块可以是遥控船或无人机；通过巡检模块进行流动检测，让检测工作更加灵活，减少检测死角，更能明确污染区域的界限，而且对一些出现突发情况区域采用巡检模块检测，根据结果判断是否需要安装污染物传感器阵列，可以节约大量人工成本、设备成本和时间成本。
[0008]定位模块，用于确认污染物传感器阵列和巡检模块的位置；定时模块，用于控制污染物传感器阵列开始工作的时间和工作时长；数据收集模块，用于收集整理污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块提供的信息，并将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；数据处理器，用于分析数据收集模块提供的信息，将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，利用模糊逻辑算法解析，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；这种基于模糊逻辑的环境污染物监测分析方法可以更好地反映污染物浓度和环境因素之间的复杂关系，对环保决策和公众健康保护具有重要意义。
[0009]制图模块，用于按数据处理器提供的报表，绘制出目标区域内的污染情况三维电子图，电子图按污染传递划分区域，且可以根据深度分层显示。
[0010]进一步的，定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间，其中固定时间为每隔1
‑
3h整点开启，单次检测时长为3
‑
10min，随机时间为系统机选时间，定时模块24h内启用随机时间不超过5次，通过定时模块控制污染物传感器定时工作，可以延长设备的使用寿命，减小能源消耗，而随机启动可以避免错过一些时段性的污染高峰。
[0011]进一步的，污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定，相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5
‑
10%，且保持72h以上，则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器，方便对污染区域进行更明确的划分，相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%，则取消三者居中的污染物传感器，减少设备成本。
[0012]进一步的，数据收集模块发生信息时进行实时云备份，且备份数据不可修改，这样一直有真实数据留存，方便后期审查。
[0013]一种环境污染物的自动监测系统的监测方法，步骤如下：S1、设备安装：测算目标区域，根据自然条件和人文条件预设检测点，再将污染物传感器阵列分别安装在目标区域内的各个检测点上；S2、启用设备：依据现存的已知条件做分析，设置定时模块，控制污染物传感器阵列的开启间隔时间和随机开启次数；S3、环境检测：污染物传感器阵列检测周围介质的受污染情况和环境条件，并将检测到的信息发送给数据收集模块；S4、数据预处理：数据收集模块接收到污染物传感器阵列和定位模块提供的信息，将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；S5、数据分析：数据处理器将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，并设计模糊规则库，利用互联网大数据和AI，将污染物浓度值和环境因素之间的关系描述为一组模糊规则，再利用模糊逻辑算法解析，推理出环境污染等级的隶属度函数，最后对推理
结果进行解模糊化，将环境污染等级的隶属度函数转化为具体的数值，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；S6、可视展示：将数据处理器提供的报表参数，绘制成三维电子图纸。
[0014]优选的，污染物传感器阵列和巡检模块内均设置有检测设备，检测设备适用于水或空气介质中，检测设备包括安装台，安装台的侧面开设有活动口，安装台的内壁安装有一端延伸入活动口内的检测探头，活动口的内部设置有取样机构，取样机构的外侧设置有齿纹，活动口内壁嵌有与齿纹对应的驱动设备，取样机构包括活动连接在活动口内的筒件，筒件的外侧开设有滑槽，活动口的内壁固定安装有延伸进滑槽内的滑块，滑块居于滑槽中部，筒件的内部开设有两个滑动腔，筒件的外侧开设有两个分别与滑动腔对应的检测口，两个检测口分布在检测探头的前后两侧，筒件的两端开设有与滑动腔连通的换气孔，通过将检测探头设置在安装台的内部，并通过筒件阻隔检测探头与外界接触，避免检测探头长时间暴露在有污染物的环境下，导致检测探头沾染过多的污染物出现误差，影响了检测结果的准确性，需要检测时，驱动设备通过齿纹控制筒件前后偏移（偏移过程中滑动腔内介质流动），检测探头开始交替与两侧检测口对接，检测两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境污染物的自动监测系统，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块，所述软件部分包括数据收集模块、数据处理器和制图模块，其特征在于：所述污染物传感器阵列和巡检模块内均安装定位模块，所述污染物传感器阵列和巡检模块均与数据收集模块电信号连接，所述数据收集模块和数据处理器电信号连接，所述污染物传感器阵列内置定时模块；所述污染物传感器阵列，用于固定安装在目标区域的一处，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度，所述污染物传感器阵列的排列方法分为广度和深度，其中在深度上污染物传感器排列以1
‑
10m为间距，监测深度的绝对值为1
‑
30m，而广度上污染物传感器排列以10
‑
500m为间距，监测范围包括整个目标区域；所述巡检模块，用于在目标区域巡回流动，检测周围介质的受污染情况和环境条件，其中包括污染物种类和污染物浓度；所述定位模块，用于确认污染物传感器阵列和巡检模块的位置；所述定时模块，用于控制污染物传感器阵列开始工作的时间和工作时长；所述数据收集模块，用于收集整理污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块提供的信息，并将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器；所述数据处理器，用于分析数据收集模块提供的信息，将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数，利用模糊逻辑算法解析，再辅以位置、深度和时间条件制成报表；所述制图模块，用于按数据处理器提供的报表，绘制出目标区域内的污染情况三维电子图，电子图按污染传递划分区域，且可以根据深度分层显示；所述污染物传感器阵列和巡检模块内均设置有检测设备，所述检测设备包括安装台（1），所述安装台（1）的侧面开设有活动口（2），所述安装台（1）的内壁安装有一端延伸入活动口（2）内的检测探头（3），所述活动口（2）的内部设置有取样机构（4），所述取样机构（4）的外侧设置有齿纹（6），所述活动口（2）内壁嵌有与齿纹（6）对应的驱动设备（5），所述取样机构（4）包括活动连接在活动口（2）内的筒件（41），所述筒件（41）的外侧开设有滑槽（42），所述活动口（2）的内壁固定安装有延伸进滑槽（42）内的滑块（13），所述滑块（13）居于滑槽（42）中部，所述筒件（41）的内部开设有两个滑动腔（45），所述筒件（41）的外侧开设有两个分别与滑动腔（45）对应的检测口（46），两个所述检测口（46）分布在检测探头（3）的前后两侧，所述筒件（41）的两端开设有与滑动腔（45）连通的换气孔（47）。2.根据权利要求1所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：所述定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间，其中固定时间为每隔1
‑
3h整点开启，单次检测时长为3
‑
10min，随机时间为系统机选时间，所述定时模块24h内启用随机时间不超过5次。3.根据权利要求2所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：所述污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定，相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5
‑
10%，且保持72h以上，则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器，相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%，则取消三者居中的污染物传感器。4.根据权利要求3所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：所述数据收集模块发生信息时进行实时云备份，且备份数据不可修改。5.根据权利要求1所述的一种环境污染物的自动监测系统，其特征在于：两个所述滑动
腔（45）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李碧，
申请(专利权)人：云南碧翔物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：