Энергонезависимое устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды

Полезная модель предназначена для использования в экологических информационных системах в районах нефтегазовых месторождений, транспортировки нефти и газа, металлургических и химических производств, автотрасс, санитарных и жилых зон. Предлагаемое устройство состоит из метеорологических датчиков, датчиков экологического мониторинга, первичного преобразователя измеренных сигналов, подключенного к каждому из датчиков, блока измерения, блока автономного питания, блока управления режимами работы устройства, блока сопряжения с внешними устройствами, блока управления и связи, включающего в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, обрабатывающего информацию с блока измерения, передающего обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом. Конструкция энергонезависимого устройства для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды позволяет экономично осуществлять эффективный контроль параметров окружающей среды, удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи, используя автономное питание. Автоматический переход устройства в энергосберегающий режим работы позволяет увеличить срок службы автономной батареи за счет минимизации потерь мощности.

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 устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды [Патент РФ №68714, кл. G01W 1/00, 2007 год], которое включает в себя метеорологические датчики, первичный преобразователь измеренных сигналов, блок измерения и индикации, блок бесперебойного питания, приборную панель с цифровыми индикаторами, блок сопряжения с внешними устройствами, а также датчики экологического мониторинга, блок управления и связи.

Недостатком прототипа является зависимость устройства от сетей переменного тока, а также невозможность перехода работы устройства в режим сниженного энергопотребления.

В основу полезной модели положена задача создания такого устройства экологического мониторинга, которое обеспечивало бы эффективный контроль параметров окружающей среды, удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи, автономную

энергонезависимую работу и возможность автоматического перехода на энергосберегающий режим работы.

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

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из блока автономного питания 1, преобразователя сигнала 2, блока измерения 3, блока управления и связи 4, антенны 5, блока сопряжения с внешними устройствами 6, блока управления режимами работы 7, метеорологических датчиков 8, химических датчиков 9, физических датчиков 10 и антивандального корпуса 11.

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 автономное питание, в качестве которого могут выступать солнечные батареи или аккумулятор.

Для экономии энергии автономной батареи предлагается использовать энергосберегающий режим работы устройства. Основное время устройство находится в состояние с низким потреблением энергии (1 мкА), работает только таймер, встроенный в блок управления режимами работы 7. По истечении заранее заданного времени блок управления режимами работы 7 дает команду и устройство выходит из энергосберегающего режима в рабочий режим. Датчики 8, 9, 10 регистрируют параметры окружающей среды: метеорологические датчики 8 - температуру, влажность, атмосферное давление, скорость воздуха; химические датчики 9 - концентрации газов СО₂, СН₄, 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 3. В нем аналоговый сигнал преобразуется в цифровой и подается на блок управления и связи 4, с выхода которого через антенну 5 по каналу сотовой связи передаются на

диспетчерский пункт, расположение которого определяется возможностями сотовой связи.

После сбора, обработки и передачи информации в центр обработки данных блок управления режимами работы 7 автоматически переводит устройство в энергосберегающий режим.

Из энергосберегающего режима устройство выходит также при подключении внешних устройств к блоку сопряжения с внешними устройствами 6, содержащему СОМ-порт, USB-порт, Bluetooth или Wi-Fi. Благодаря блоку сопряжения с внешними устройствами 6 есть возможность подключить устройство экологического мониторинга непосредственно к устройствам регистрации, запоминающим устройствам и/или к персональному компьютеру.

Таким образом, предлагаемая конструкция энергонезависимого устройства для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды решает поставленную задачу, позволяя экономично осуществлять эффективный контроль параметров окружающей среды, удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи, используя автономное питание. Автоматический переход устройства в энергосберегающий режим работы позволяет увеличить срок службы автономной батареи за счет минимизации потерь мощности.

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