Система автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды

 

Система предназначена для контроля состояния окружающей среды, может быть использована при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона. Включает в себя стационарные и мобильные контрольные посты, прямую и обратную связь на базе глобальных каналов сотовой связи, центральный контрольный пульт, программное обеспечение которого реализует различный уровень доступа с автоматизированных рабочих мест пользователей. Позволяет осуществлять эффективный контроль параметров окружающей среды, удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи, 2 илл.

Предлагаемая система 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. Система также может быть использована при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона.

Известна автоматизированная система аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона [Патент РФ №2257598, кл. MKИ G01W 1/06, 2005 год], которая содержит стационарные контрольные посты, мобильные контрольные посты, прямые и обратные связи, центральный контрольный пункт.

Также известна система экологического контроля загрязнения атмосферы города от транспортных потоков [Патент РФ №37237, кл. MKИ G01W 1/00, 2003 год], которая содержит стационарные пункты, для измерения параметров, центральный контрольный пульт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи.

Недостатками известных систем экологического мониторинга окружающей среды являются невозможность дистанционного мониторинга, недостаточная скорость передачи информации, невозможность получения информации с разным уровнем доступа.

Наиболее близким техническим решением является автоматизированная система аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона [Патент РФ №2210095, кл. МКИ G01W 1/00, 2003 год], которая содержит стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи контрольных постов с центральным контрольным пультом.

Недостатком прототипа является ограниченная дальность передачи информации, недостаточная скорость передачи данных, недостаточный объем получаемой информации о состоянии окружающей среды, а также неограниченный доступ к информации для всех пользователей.

В основу полезной модели положена задача создания такой системы экологического мониторинга, которая обеспечивала бы эффективный контроль параметров окружающей среды, осуществляла удобную и надежную передачу и прием данных по средствам сотовой связи, выполняла сбор, хранение и представление информации на различных уровнях.

Поставленная задача достигается тем, что в системе автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, включающей стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, стационарные и мобильные контрольные посты дополнительно оснащены блоками управления и связи, включающими в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, передающими информацию как на автоматизированные рабочие места пользователей, так и в общую базу данных центрального контрольного пульта, программное обеспечение которого реализует различный уровень доступа с автоматизированных рабочих мест пользователей. При этом между стационарными и мобильными постами и автоматизированными рабочими местами пользователей существуют непосредственные прямые и обратные связи.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой системы. На фиг.2 приведена структурная схема устройства для автоматизированного дистанционного мониторинга состояния окружающей среды, на основе которого выполнены стационарные и мобильные контрольные посты.

Система автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды (фиг.1) состоит из стационарных контрольных постов 1, мобильных контрольных постов 2, прямой и обратной связи 3 на базе глобальных каналов сотовой связи, центрального контрольного пульта 4 с общей базой данных, программное обеспечение которого реализует различный уровень доступа с автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей 5.

Устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга состояния окружающей среды (фиг.2) состоит из корпуса 6 в антивандальном исполнении, преобразователя сигнала 7, блока измерения и индикации 8, блок управления и связи 9, панель с индикаторами 10, антенны 11, блока сопряжения с внешними устройствами 12, метеорологических датчиков 13, химических датчиков 14, физических датчиков 15, блока бесперебойного питания 16.

Стационарный контрольный пост 1 представляет собой устройство мониторинга, которое 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 разместить устройство достаточно низко над землей существует благодаря корпусу 6 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 аккумулятором, либо солнечной батареей.

Мобильный контрольный пост 2 представляет собой устройство мониторинга, которое монтируется на транспортные средства (общественный городской транспорт, на пригородные электрички, на поезда дальнего следования). Наряду с данными мониторинга окружающей среды мобильный контрольный пост информирует о координатах его расположения в момент замера. Энергоснабжение устройства мониторинга осуществляется от транспортного средства или от встроенного в устройство аккумулятора.

Датчики устройств мониторинга 13, 14, 15 регистрируют параметры окружающей среды, передают информацию на преобразователь сигналов 7, где измеренные физические и химические параметры, а также зафиксированные координаты расположения мобильного контрольного поста 2 в момент измерения, преобразуются в аналоговый электрический сигнал, который поступает на блок измерения и индикации 8. В нем аналоговый сигнал преобразуется в цифровой и подается на панель с индикаторами 10 и на блок управления и связи 9, с выхода которого через антенну 11 посредством прямой и обратной связи 3 поступает на центральный контрольный пульт 4, где из полученной информации формируется общая база данных.

Для прямой и обратной связи 3 применяются глобальные каналы сотовой связи (GSM, GPRS, CDMA, EDGE, все стандарты 3G). Использование уже готовой инфраструктуры связи делает систему автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды наиболее экономичной. Каналы сотовой связи обладают большой устойчивостью, помехозащищенностью и цифровым кодированием. Для линий связи этого типа свойственна большая кратность резервирования, надежность и стабильность. Также использование глобальных каналов сотовой связи снимает ограничения дальности передачи информации, таким образом, стационарные и мобильные контрольные посты 1,2 могут располагаться в тех местах, где это необходимо, не привязываясь к проводной или радиосвязи.

Благодаря сопряжению с внешними устройствами 12, 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.

1) Информация с контрольных постов 1 и 2 на центральный контрольный пульт 4 или непосредственно на АРМ пользователей 5 в соответствии с их уровнем доступа может поступать несколькими способами:

2) автоматически, после каждого замера;

3) накапливаясь в запоминающем устройстве блока управления и связи 9 в течение заданного времени, по прошествии которого отправляется на центральный контрольный пульт 4 или пользователям 5;

4) при поступлении запроса от оператора центрального контрольного пульта 4 или с АРМ пользователя 5 соответствующего уровня доступа;

5) при превышении пороговых значений измеряемых параметров происходит аварийное предупреждение центрального контрольного пульта 4 и АРМ пользователей 5 в соответствии с их уровнем доступа.

6) при срабатывании датчиков несанкционированного вскрытия блока, происходит аварийное предупреждение диспетчерского пункта.

Таким образом, предлагаемая система автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды решает поставленную задачу, позволяя осуществлять эффективный контроль параметров окружающей среды, удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи, быстрое и оперативное реагирование на возникающие аварийные ситуации, хранение, обработку и передачу данных операторам центрального контрольного пульта и пользователям в соответствии с их уровнем доступа.

Система автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, включающая стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, отличающаяся тем, что стационарные и мобильные контрольные посты дополнительно оснащены блоками управления и связи, включающими в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, передающими информацию как на автоматизированные рабочие места пользователей, так и в общую базу данных центрального контрольного пульта, программное обеспечение которого реализует различный уровень доступа с автоматизированных рабочих мест пользователей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к телекоммуникациям, медицине и может быть использовано для удаленного исследования и диагностики состояния пациентов

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту, а именно к системам автоматической защиты магистральных трубопроводов на участках между нефтеперекачивающими станциями
Наверх