基本信息
- 项目名称：
- 污染源监测管理中烟气数据采集仪的开发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 烟气数据采集仪集数据采集、数据转换、数据存储为一体，并构造成综合管理系统。它实现了污染源在线监测监控系统全天候、自动、远程、在线监控重点污染源污染物排放情况及污染源处理信息分析、并进行现场数据采集的功能，是污染源在线监测系统的核心模块。对污染源进行连续实时监测，动态掌握污染源的排污及超标情况，提高我国环境监测信息化水平以及环境决策与管理能力等都具有重大现实意义。
- 详细介绍：
- 1） 随着城市工业化的深入发展，环境污染问题已经引起了广泛的关注。研究污染物的监测方法，建立高质量的污染源监测管理系统，对环境保护和治理有着重要的学术价值和应用价值。而烟气数据采集仪是污染源监测管理系统中的一个重要组成部分。本论文对烟气数据采集仪做了深入的分析研究与设计。该软件运用了先进的GPRS通信技术和在线监测技术，集数据采集、环境监测和远程控制于一体，具有实时性、快速性、可靠性等优点，为实现环境资源的可持续利用提供了强有力的技术支撑。 2） 烟气数据采集仪通过传感器采集污染源（废气）、温度、湿度等实时指标数据，将数据传输到计算机。将从传感器得到的数据转换处理后，存储在数据库中，以便于对污染源检测，同时可对其查询、浏览。系统可以对接收到的信息进行入库保存，管理员可以查看历史记录，并对其进行统计分析，以此来分析污染源的排污指数、核定排污费、制定和修改处罚办法，从而有效地改善环境污染现状。通过烟气数据采集仪，系统管理员还可以监视并处理各级网元的各级实时数据，可以对其查询浏览，进行各种报表类型的导出、数据趋势图显示及导出、数据总量统计显示及导出、运行记录显示及导出等。系统管理员可以采用串口通信和网络上传技术，将实时数据和整点数据按照污染源在线自动监控系统数据传输标准封装成数据包，并上传至企业及国家、省、市、区等各级环保部门，实现污染源在线自动监控和数据远程传输。 3） 系统建立了知识库，其存有大量以往各种警报情况下的解决方案。当仪器发出警报时，系统会自动分析并搜索知识库中相应的解决方案；若知识库中不存在与该次警报匹配的解决方案，则由技术人员进行设置，而该新设置会自动保存到知识库中，作为已有的解决方案以备今后出现该状况时，按照此方案执行。 4） 目前，大部分环保监测系统基本上采用传统的专用数据采集传输系统，工作原理是利用子站的分析仪器直接测量污染物数据，然后将其输入数据采集器。但是传统的环境监测系统主要基于单台仪器的间断方法，无法实现数据共享、在线测量、远程控制，污染源、污染物的突发超标排放无法掌握，经常引起重大污染事故，具有明显缺点。 烟气数据采集仪将集数据采集、数据转换、数据存储合为一体，并构造成综合管理系统，便于数据采集、分析、统计，对软件开发和智能控制具有一定的学术与应用价值。同时，它也有利于功能的扩展、升级，并对于进一步开发监测系统具有实用价值。
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撰写目的和基本思路
- 目的：要实现环境保护信息化，要建立污染源信息监测与管理系统。烟气数据采集仪是其重要工作之一。 基本思路： 1）对工厂环境污染源进行数据采集； 2）与系统需求者联系沟通，明确系统功能； 3）根据不同功能，分析设计相应模块； 4）按模块实现系统； 5）不断测试系统，逐步调整模块，使其性能更优； 6）增加新的功能来完善系统。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：烟气数据采集仪根据软件工程开发方法设计实现。数据采集依据国家环境保护总局发布的《污染源监测质量保证技术规范》。数据统计与分析均以科学方法进行。 先进性：烟气数据采集仪集数据采集、转换、存储为一体，构造成综合管理系统。同时，也有利于功能扩展、升级。 独特之处：系统建立了知识库，存有大量解决方案。当仪器发出警报时，系统自动分析并搜索知识库中相应的解决方案。
应用价值和现实意义
- 烟气数据采集仪适用于工矿企业及各级地方环保局，它实现了在线监测监控系统中的数据采集部分的功能，在数据采集子系统中提供一套完整的数据采集平台。它能够从多种监测设备中获取监测数据和故障信息，通过系统的数据处理和分析模块综合处理后，将事件信息发送到前台显示，减少大量的手工工作量，提高数据采集管理效率，对提高我国环境监测信息化水平以及环境决策与管理能力等都具有重大现实意义。
学术论文摘要
- 随着城市工业化的深入发展，环境污染问题已经引起了广泛的关注。研究污染物的监测方法，建立高质量的污染源监测管理系统，对环境保护和治理有着重要的学术价值和应用价值。而烟气数据采集仪是污染源监测管理系统中的一个重要组成部分。本论文对烟气数据采集仪做了深入的分析研究与设计。该软件运用了先进的GPRS通信技术和在线监测技术，集数据采集、环境监测和远程控制于一体，具有实时性、快速性、可靠性等优点，为实现环境资源的可持续利用提供了强有力的技术支撑。
获奖情况
- 该作品为2010年国家大学生创新性实验计划项目“国家立项”
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 中国环境报.关于印发2006年全国环境监测工作要点的通知.中国环境报.2006,12(1):42-77. [2] 石田耕三.环境监测技术的现状及发展趋势.中国环境监测.005年第2l卷第1期. [3] 林凯.茂忠基于GPRS实现的远程数据采集系统.仪器仪表用户.005,3(1):57-58. [4] 秦华,曲茱莉.点污染源在线自动监测控制系统的建设是一项重要工程.龙江环境通报,2004,5(1) :38-39. [5] (美)Jack strum著.SQL Server 7数据仓库技术指南.机械工业出版社.1998.2(2):22-88. [6] J.Barron,D.Fleet,S.Beauchemin,“Perfomance of optical flow techniques”.International Journal of Computer Vision,1994,12(1):42-77. [7] Baisheng Chen,Yunqi Lei,and Wangwei Li“A Novel Background Model for Real-TimeVehicle Detection”,ICSP’04 Proceedings,2004:1276-1279. [8] 王晟,马里杰.SQL Server数据库开发经典案例解析.清华大学出版社.2006.1. [9] 肖慎勇.SQL Server数据库管理与开发.清华大学出版社.2006. [10] 陈泉生.环境法原理.法律出版社.1997.
同类课题研究水平概述
- 随着科学技术的不断进步，人们对环境问题越来越关注，环境管理也越来越重要。除中国外，世界各国均把先进的自动控制计数、化学分析手段和计算机测控技术作为发展环境监测技术的重要手段。国内部分城市引进了瑞典POSIS公司、美国TE公司，法国ESA公司的设备来代替二氧化硫、二氧化氮、抽样等参数的测量，已经实现了PM10、二氧化硫、二氧化氮等项目的自动监测。 根据环境管理的需要,我国环保部门已设计出了一系列数据收集报表。环境数据的收集可分为手工操作和自动操作两种,自动操作一般与相关环境信息管理软件相对应,设计相应的基础数据收集报表和上报统计汇总表。 我国环境监测发展相对完善,建立了一整套数据收集系统,主要包括自动监测和手工监测两种,并正随着信息技术的进步而逐步向智能化监测发展。环境质量自动监测的范围主要包括大气、水、噪声以及生物要素的监测等。目前全国环保系统共有各级环境监测站2 389 个,已初步形成了全国性的环境监测地面网络系统。 污染源自动监控系统的建设和管理依托环境监测、自动控制、计算机、电子、通信等多个领域的技术,是一项复杂的系统工程。污染源自动监控系统可分为数据收集子系统和信息综合子系统(污染源在线自动监控(监测) 系统——数据传输和接口标准技术规范) 。而其中信息综合子系统包括计算机信息终端设备、监控中心系统(污染源自动监控中心信息管理软件和数据库等) ,简称上位机。污染源自动监控工作的开展已经有十几年的历史,现在已实现了COD、NH3-N 、SO2 、NOx 等主要污染因子现场自动监测分析、无线传输、远程控制和实时报警,为环保部门增强科学监管能力、提高环境执法效能发挥了积极作用。据对113 个环保重点城市的调查,目前已实现了3 006 个排污单位的3 225个排污口的自动监控,在线监测仪器近7 000 套。
