一种基于大数据的碳排放流实时监测系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大数据的碳排放流实时监测系统及其方法，属于碳排放监测技术领域。所述系统包括通讯连接的监测模块和数据处理模块；所述监测模块包括废气排放监测单元、水体污染监测单元、植被生态监测单元和电表耦合监测单元，分别用于监测工业生产过程中废气排放情况的设备并获取废气监测数据、获取水体监测参数并通过水体监测参数计算水体监测数据、监测大面积植物环境中的二氧化碳的浓度和流量变化并生成植被监测数据以及定期采集区域电网内电表的电耗数据并根据电耗数据获取电表监测数据;所述数据处理模块用于预处理监测数据和执行数据挖掘。本发明专利技术采用多方位、广覆盖的碳排放监测，从而帮助用户更全面、准确地了解碳排放情况。地了解碳排放情况。地了解碳排放情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的碳排放流实时监测系统及其方法


[0001]本专利技术涉及碳排放监测
，具体是一种基于大数据的碳排放流实时监测系统及其方法。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的加速，气候变化日益加剧，碳排放问题已成为全球面临的重要挑战之一。为了有效应对气候变化，实现低碳经济和生态文明建设，加上环保法规的日益完善，企业需要对其污染排放进行常态化监管。目前，传统的碳排放监测手段无法满足监测数据多元化的需求，导致了监测数据的缺失或不准确。因此，开发更广泛、高效和准确的污染监测技术，对于环保事业和气候变化的治理都具有重要作用。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于大数据的碳排放流实时监测系统，其特征在于：包括通讯连接的监测模块和数据处理模块；所述监测模块包括废气排放监测单元、水体污染监测单元、植被生态监测单元和电表耦合监测单元;所述废气排放监测单元用于监测工业生产过程中废气排放情况的设备并获取废气监测数据；所述水体污染监测单元用于获取水体监测参数并通过水体监测参数计算水体监测数据，所述水体监测参数据包括pH值数据、溶解氧含量数据和氧化还原电位数据；所述植被生态监测单元配置为监测大面积植物环境中的二氧化碳的浓度和流量变化，并生成植被监测数据；所述电表耦合监测单元配置为定期采集区域电网内电表的电耗数据，并根据电耗数据获取电表监测数据;数据处理模块用于预处理监测数据和执行数据挖掘；其中，监测数据包括所述废气监测数据、水体监测数据、植被监测数据和电表监测数据。
[0004]作为优选方案，所述水体污染监测单元还用于通过液相色谱分析水体中的甲烷和二氧化碳浓度。
[0005]作为优选方案，所述pH值数据用于根据碳酸盐系统方程式估算水中的二氧化碳浓度和重碳酸根离子浓度；所述溶解氧含量数据用于计算脱氧作用的总速率；所述氧化还原电位数据用于估算水中氧化还原反应的性质和水中氧气的溶解率。
[0006]作为优选方案，所述废气监测数据包括氮氧化物、颗粒物、二氧化硫、挥发性有机物和一氧化碳的浓度数据。
[0007]作为优选方案，所述废气排放监测单元通过电化学传感器监测一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫的浓度数据，通过激光传感器监测颗粒物的浓度数据，通过金属氧化物半导体传感器监测挥发性有机物的浓度数据。
[0008]作为优选方案，所述数据处理模块还用于进行数据分析并整理得到可视化展示数据；
所述碳排放流实时监测系统还包括可视化展示模块；所述可视化展示模块用于根据所述可视化展示数据生成数据报表并展示图表形式的数据。
[0009]本专利技术还提供了一种基于大数据的碳排放流实时监测方法,所述方法应用于如上所述的基于大数据的碳排放流实时监测系统；所述方法包括步骤：规划监测模块的布局；根据所述监测模块的布局设定监测仪器；通过监测仪器获取监测数据并将监测数据传输至数据处理模块；对所述监测数据进行数据预处理；对所述监测数据进行数据挖掘和数据分析；其中，所述通过监测仪器获取监测数据，具体包括：监测工业生产过程中废气排放情况的设备并获取废气监测数据；获取水体监测参数并计算水体监测数据；监测大面积植物环境中的二氧化碳的浓度和流量变化，并生成植被监测数据；定期采集区域电网内电表的电耗数据，并根据电耗数据获取电表监测数据。
[0010]作为优选方案，所述获取水体监测参数并计算水体监测数据，具体包括：采集水体样本并获取水体监测参数；其中，水体监测参数包括pH值数据、溶解氧含量数据和氧化还原电位数据；根据pH值数据估算水中的二氧化碳浓度和重碳酸根离子浓度；根据溶解氧含量数据用于计算脱氧作用的总速率，并依此计算水中呼吸作用过程中二氧化碳的释放量；根据氧化还原电位数据估算水中氧化还原反应的性质和水中氧气的溶解率，并得到水体中有机物质的分解过程中的氧化程度，从而计算出由呼吸运动引起的碳释放量；通过液相色谱分析水体样本中的甲烷和二氧化碳浓度；结合水体监测参数的计算结果和液相色谱分析结果得到水体监测数据。
[0011]作为优选方案，所述监测工业生产过程中废气排放情况的设备并获取废气监测数据，具体包括：通过多种传感器监测工业生产过程中废气排放情况的设备并获取废气监测数据；其中，采用电化学传感器监测一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫的浓度数据，采用激光传感器监测颗粒物的浓度数据，并采用金属氧化物半导体传感器监测挥发性有机物的浓度数据。
[0012]作为优选方案，所述对所述监测数据进行数据预处理，具体为：对所述监测数据进行数据清洗、数据变换、数据集成、数据降维和数据规约。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过采集和处理废气监测数据、水体监测数据、植被监测数据和电表监测数据，实现了多方位、广覆盖的碳排放监测，能够为碳排放计划决策者提供有力支持，帮助其更全面、准确地了解碳排放情况，从而制定出更科学、合理的决策方针。
[0014]本专利技术在水体监测数据获取方面，通过将pH值数据、溶解氧含量数据和氧化还原电位数据进行多参数结合，实现了对水中碳排放情况的多维度计算，以减小计算结果与实际情况的误差，从而保证了污染物监测结果更加准确、可靠。
[0015]本专利技术在废气监测数据获取方面，基于废气的复杂污染成分，通过采用不同传感
器分别监测氮氧化物、颗粒物、二氧化硫、挥发性有机物和一氧化碳等不同污染物，以获得更为精准的废气监测数据，有效提升污染物监测的成果。
[0016]本专利技术通过采取对监测数据进行数据清洗、数据变换、数据集成、数据降维和数据规约的数据预处理方案，以保证数据的一致性和完整性，减少数据复杂度，从而提高了计算效率和准确度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术一实施例的基于大数据的碳排放流实时监测系统的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例的基于大数据的碳排放流实时监测系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例的基于大数据的碳排放流实时监测方法的流程框图；图4为本专利技术实施例的基于大数据的碳排放流实时监测方法的步骤S3的流程框图。
具体实施方式
[0019]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0020]请参阅图1，本专利技术提供了一种基于大数据的碳排放流实时监测系统，包括监测模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的碳排放流实时监测系统，其特征在于：包括通讯连接的监测模块和数据处理模块；所述监测模块包括废气排放监测单元、水体污染监测单元、植被生态监测单元和电表耦合监测单元;所述废气排放监测单元用于监测工业生产过程中废气排放情况的设备并获取废气监测数据；所述水体污染监测单元用于获取水体监测参数并通过水体监测参数计算水体监测数据，所述水体监测参数包括pH值数据、溶解氧含量数据和氧化还原电位数据；所述植被生态监测单元配置为监测大面积植物环境中的二氧化碳的浓度和流量变化，并生成植被监测数据；所述电表耦合监测单元配置为定期采集区域电网内电表的电耗数据，并根据电耗数据获取电表监测数据;数据处理模块用于预处理监测数据和执行数据挖掘；其中，监测数据包括所述废气监测数据、水体监测数据、植被监测数据和电表监测数据。2.根据权利要求1所述的碳排放流实时监测系统，其特征在于：所述水体污染监测单元还用于通过液相色谱分析水体中的甲烷和二氧化碳浓度。3.根据权利要求1所述的碳排放流实时监测系统，其特征在于：所述pH值数据用于根据碳酸盐系统方程式估算水中的二氧化碳浓度和重碳酸根离子浓度；所述溶解氧含量数据用于计算脱氧作用的总速率；所述氧化还原电位数据用于估算水中氧化还原反应的性质和水中氧气的溶解率。4.根据权利要求1所述的碳排放流实时监测系统，其特征在于：所述废气监测数据包括氮氧化物、颗粒物、二氧化硫、挥发性有机物和一氧化碳的浓度数据。5.根据权利要求4所述的碳排放流实时监测系统，其特征在于：所述废气排放监测单元通过电化学传感器监测一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫的浓度数据，通过激光传感器监测颗粒物的浓度数据，通过金属氧化物半导体传感器监测挥发性有机物的浓度数据。6.根据权利要求1所述的碳排放流实时监测系统，其特征在于：所述数据处理模块还用于进行数据分析并整理得到可视化展示数据；所述碳排放流实时监测系统还包括可视化展示模块；所述可视化展示模块用于根据所述可视化展示数据生成数据报表并展示图表形式的数据。7.一种基于大数据的碳排放流实时监测方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国辉，李春涛，庄圣炜，韩业钜，何仪，周世武，
申请(专利权)人：广东埃文低碳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：