Устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды

Устройство предназначено для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, может быть использовано в экологических информационных системах в районах нефтегазовых месторождений, автотрасс, санитарных и жилых зон и т.п. Оно содержит блоки бесперебойного электропитания, измерения и индикации, управления и связи, сопряжения с внешними устройствами, панель с индикаторами, преобразователь сигналов, антенну, датчики метеорологического и экологического мониторинга. Блок измерения и индикации включает в себя модем сотовой связи и запоминающее устройство, он передает обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом, 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к области автоматизированного контроля состояния окружающей среды, в частности в экологических информационных системах в районах нефтегазовых месторождений, транспортировки нефти и газа, металлургических и химических производств, автотрасс, санитарных и жилых зон. Устройство также может быть использовано при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона.

Известна станция экологического контроля окружающей среды [Патент РФ №2196347, кл. G01W 1/02, 2003 год], которая содержит теплоизоляционный корпус с крышкой, внутри которого размещены системы контроля, измерения с приборами и агрегатами, водосборную емкость, система сбора и отвода конденсата влаги, выполненная в виде сетки из влагопоглощающего материала.

Известно устройство экологического контроля окружающей среды [Патент РФ №2197743, кл. G01W 1/02, 2003 год], содержащее герметичный корпус с крышкой обтекаемой формы, размещенные внутри корпуса измерительные приборы и закрепленную на корпусе метеомачту в виде трубы с датчиковой метеоаппаратурой.

Недостатками известных станций экологического контроля окружающей среды являются высокие массогабаритные параметры, невозможность удаленного мониторинга, недостаточный объем получаемой информации о состоянии окружающей среды.

Наиболее близким техническим решением является прибор для метеорологических измерений [Патент на полезную модель №32232, кл. G01W 1/02, 2002 год], содержащий ряд датчиков метеорологических параметров, первичный преобразователь измеренных сигналов, подключенный к каждому из датчиков, блоки измерения и индикации, включающие в себя соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, цифровые индикаторы всех метеопараметров встроены в приборную панель, блоки измерения и индикации, блок сопряжения с внешними устройствами снабжены выходами с возможностью их подключения к внешним.

Недостатком прототипа является невозможность осуществлять мониторинг физических и химических факторов воздействия на окружающую среду, а также - ограниченная дальность передачи информации.

В основу полезной модели положена задача создания такого устройства экологического мониторинга, которое обеспечивало бы

эффективный контроль параметров окружающей среды, а также удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, включающее в себя метеорологические датчики, первичный преобразователь измеренных сигналов, подключенный к каждому из датчиков, блок измерения и индикации, блок бесперебойного питания, приборную панель с цифровыми индикаторами, блок сопряжения с внешними устройствами, дополнительно включены датчики экологического мониторинга, блок управления и связи, включающий в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, обрабатывающий информацию с блока измерения и индикации, передающий обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из блока бесперебойного питания 1, который питается от электрической сети или от автономных источников питания, например от ветряка, солнечной батареи или от аккумулятора, преобразователя сигнала 2, блока измерения и индикации 3, блока управления и связи 4, панели с индикаторами 5, антенны 6, блока сопряжения с внешними устройствами 7, метеорологических датчиков 8, химических датчиков 9, физических датчиков 10.

Устройство монтируется на открытом воздухе, на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли, что позволяет измерять приземную концентрацию загрязняющих веществ, а также адекватно судить о физическом воздействии на окружающую среду. Возможность установить устройство достаточно низко над землей существует благодаря корпусу в антивандальном исполнении.

Для электроснабжения устройства предлагается использовать готовую инфраструктуру электрического обслуживания пунктов промышленного мониторинга, автомобильных трасс, железнодорожных путей, магистральных трубопроводов и т.д. Например, для экологического мониторинга крупных транспортных магистралей устройство монтируется на осветительные столбы. Для мониторинга мест, где нет доступного электроснабжения, устройство комплектуется автономным источником питания.

Устройство экологического мониторинга работает в автоматическом режиме сбора, обработки и передачи информации в центр обработки данных.

Датчики 8, 9, 10 регистрируют параметры окружающей среды: метеорологические датчики 8 - температуру, влажность, атмосферное давление, скорость воздуха; химические датчики 9 - концентрации газов CO₂, СН ₄, СО, NO и др., физические датчики 10 - радиацию, вибрацию, акустическое загрязнение и т.п. Выбор типов датчиков обусловлен потребностями потребителя. Датчики 8, 9, 10 передают информацию на преобразователь сигналов 2, где измеренные метеорологические, физические и химические параметры преобразуются в аналоговый электрический сигнал, который поступает на блок измерения и индикации 3. В нем аналоговый

сигнал преобразуется в цифровой и подается на панель с индикаторами 5 и на блок управления и связи 4, с выхода которого через антенну 6 по сотовой связи передаются на диспетчерский пункт, расположение которого определяется возможностями сотовой связи. Линии сотовой связи между диспетчерским и контролируемым пунктом обладают большой устойчивостью, помехозащищенностью и цифровым кодированием. Для линий связи этого типа свойственна большая кратность резервирования, надежность и стабильность.

Информация с пункта мониторинга на диспетчерский пункт может поступать несколькими способами: 1) автоматически, после каждого замера; 2) накапливаясь в запоминающем устройстве блока управления и связи 4 в течение заданного времени, по прошествии которого отправляется на автоматизированное рабочее место; 3) при поступлении запроса от оператора диспетчерского пункта; 4) при превышении пороговых значений измеряемых параметров происходит аварийное предупреждение диспетчерского пункта.

Благодаря блоку сопряжения с внешними устройствами 7, содержащему СОМ-порт USB-порт, Bluetooth, Wi-Fi, есть возможность подключить устройство экологического мониторинга непосредственно к устройствам регистрации, запоминающим устройствам и/или к персональному компьютеру.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды решает поставленную задачу, позволяя осуществлять эффективный контроль параметров окружающей среды, а также удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи.

Устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, включающее в себя метеорологические датчики, первичный преобразователь измеренных сигналов, подключенный к каждому из датчиков, блок измерения и индикации, блок бесперебойного питания, приборную панель с цифровыми индикаторами, блок сопряжения с внешними устройствами, отличающееся тем, что в устройство дополнительно включены датчики экологического мониторинга, блок управления и связи, включающий в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, обрабатывающий информацию с блока измерения и индикации, передающий обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом.