一种扬尘监测网络维护系统论文和设计-胡军萍

全文摘要

本实用新型公开一种扬尘监测网络维护系统，包括若干个扬尘监测设备、微蜂窝接入设备、网关设备以及上位机，所述扬尘监测设备包括激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器、GPS定位装置、主控电路板、分布接入单元以及电源模块，所述激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器、GPS定位装置、分布接入单元分别与主控电路板相连接，所述电源模块用于为扬尘监测设备提供电能，所述分布接入单元与微蜂窝接入设备通过无线信号相连接，所述微蜂窝接入设备与网关设备相连接，所述网关设备与上位机相连接，相较于传统的扬尘监测方案，本系统具备分布式和集中式系统的特征，具有网络覆盖率高、系统结构灵活、铺设简单、维护方便、成本较低等特点。

主设计要求

1.一种扬尘监测网络维护系统，其特征在于，所述系统包括若干个扬尘监测设备、微蜂窝接入设备、网关设备以及上位机，所述扬尘监测设备包括激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器、GPS定位装置、主控电路板、分布接入单元以及电源模块，所述激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器、GPS定位装置、分布接入单元分别与所述主控电路板相连接，所述电源模块用于为扬尘监测设备提供电能，所述分布接入单元与微蜂窝接入设备通过无线信号相连接，所述微蜂窝接入设备与网关设备相连接，所述网关设备与上位机相连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种扬尘监测网络维护系统，其特征在于，所述微蜂窝接入设备为FC-601\/JA型无线数据收发设备。

3.根据权利要求1所述的一种扬尘监测网络维护系统，其特征在于，所述分布接入单元为DAU无线数据采集器，所述DAU无线数据采集器通过RS485接口与所述主控电路板相连接。

4.根据权利要求1所述的一种扬尘监测网络维护系统，其特征在于，所述分布接入单元与微蜂窝接入设备在免申请业余频段进行通信。

5.根据权利要求1所述的一种扬尘监测网络维护系统，其特征在于，所述微蜂窝接入设备与网关设备通过GPRS、GSM、以太网、运营商专线网络中的一种进行数据通信。

6.根据权利要求1所述的一种扬尘监测网络维护系统，其特征在于，所述扬尘监测设备还包括数据存储设备，所述数据存储设备与主控电路板相连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及扬尘监测技术领域，尤其涉及一种扬尘监测网络维护系统。

背景技术

为了更好的解决越来越严重的空气污染问题，通过扬尘监测设备对工地或城市道路周边空气质量进行实时监测是一种切实可行的方式，目前市面上的扬尘监测设备前端设备与上位机设备之间通常采用GPRS网络或WLAN网络进行数据通信，存在着一些弊端，例如： GPRS网络传输所使用900MHz工作频率需要申请许可，因此系统的构建、维护、运行均需当地 GPRS网络运营商支持，并且可工作区域严格受限于当地GPRS网络覆盖范围，灵活性较差；而 WLAN网络所使用的2.4GHz工作频率虽然属于免费频段，无需第三方网络支持，但是无线AP 的有效传输覆盖半径约10～100米，信号强度容易受周遭环境影响，造成数据传输不稳定。

实用新型内容

鉴以此，本实用新型的目的在于提供一种扬尘监测网络维护系统，以至少解决以上问题。

一种扬尘监测网络维护系统，包括若干个扬尘监测设备、微蜂窝接入设备、网关设备以及上位机，所述扬尘监测设备包括激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器、GPS定位装置、主控电路板、分布接入单元以及电源模块，所述激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器、GPS定位装置、分布接入单元分别与所述主控电路板相连接，所述电源模块用于为扬尘监测设备提供电能，所述分布接入单元与微蜂窝接入设备通过无线信号相连接，所述微蜂窝接入设备与网关设备相连接，所述网关设备与上位机相连接。

进一步的，所述微蜂窝接入设备为FC-601\/JA型无线数据收发设备。

进一步的，所述分布接入单元为DAU无线数据采集器，所述DAU无线数据采集器通过RS485接口与所述主控电路板相连接。

进一步的，所述分布接入单元与微蜂窝接入设备在免申请业余频段进行通信。

进一步的，所述微蜂窝接入设备与网关设备通过GPRS、GSM、以太网、运营商专线网络中的一种进行数据通信。

进一步的，所述扬尘监测设备还包括数据存储设备，所述数据存储设备与主控电路板相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种扬尘监测网络维护系统，通过扬尘监测设备实现各种场景下空气质量、噪音、风速等环境数据的实时监测，并基于CFDA技术，依次通过分布接入单元、微蜂窝接入设备以及网关设备实现扬尘监测设备与上位机的数据通信，相较于传统的扬尘监测方案，本系统具备分布式和集中式系统的特征，具有网络覆盖率高、系统结构灵活、铺设简单、维护方便、成本较低等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的优选实施例，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。

图1是本实用新型实施例的系统整体结构示意图。

图中，1是激光颗粒物传感器，2是噪音传感器，3是风速传感器，4是GPS定位装置，5 是主控电路板，6是分布接入单元，7是电源模块，8是微蜂窝接入设备，9是网关设备，10是上位机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

参照图1，本实用新型提供一种扬尘监测网络维护系统，所述系统包括扬尘监测设备、微蜂窝接入设备8、网关设备9以及上位机10。

所述扬尘监测设备包括激光颗粒物传感器1、噪音传感器2、风速传感器3、GPS定位装置4、主控电路板5、分布接入单元6以及电源模块7。所述激光颗粒物传感器1、噪音传感器 2、风速传感器3、GPS定位装置4分别与主控电路板5相连接，所述分布接入单元6与主控电路板5相连接以实现扬尘监测设备与上位机9的数据通信。

所述电源模块7用于为扬尘监测设备提供电能。电源模块7的输出端与主控电路板 5相连接，为主控电路板5提供电能。所述激光颗粒物传感器1、噪音传感器2、风速传感器3、 GPS定位装置4、分布接入单元6均从主控电路板5上进行取电。

所述激光颗粒物传感器1、噪音传感器2、风速传感器3，用于实时监测扬尘监测设备布设地点的空气质量指标参数和气象指标参数，各个传感器均通过串口与主控电路板5 相连接。

所述GPS定位装置4包括GPS接收天线和GPS模块，所述GPS接收天线与GPS模块相连接，GPS模块通过串口与主控电路板进行通讯。GPS接收天线用于接收GPS卫星信号，所述GPS 模块用于定位扬尘监测设备的布设地点位置，方便工作人员定位扬尘监测设备，不仅能减少工作人员布设扬尘监测设备后记录设备位置的工作量，还能提供防盗保障。

所述分布接入单元6用于将扬尘监测设备采集的监测数据以多跳的方式发送到微蜂窝接入设备8中。在本实用新型的可选实施例中，所述分布接入单元6为DAU无线数据采集器，所述DAU无线数据采集器通过RS485接口与所述主控电路板5相连接，构成CFDA无线自组网中数据采集接入的基础设备。

所述微蜂窝接入设备8用于作为一定地理区域范围内所有扬尘监测设备监测数据上传的数据中心接入点，接收扬尘监测设备通过分布接入单元6上传的监测数据，并通过网关设备9转发至上位机10进行处理。

在本实用新型的可选实施例中，所述微蜂窝接入设备8为FC-601\/JA型无线数据收发设备，所述FC-601\/JA型无线数据收发设备为外挂式，适用于上位机为固定的计算机设备的应用场景。

所述分布接入单元6与微蜂窝接入设备8在免申请业余频段进行通信，例如480～ 510MHz。

所述微蜂窝接入设备8与网关设备9之间通过GPRS、GSM、以太网、运营商专线网络中的一种进行数据通信，用户可以根据实际情况选用合适的通讯方式。

所述上位机用于处理、显示扬尘监测设备上传的监测数据。

在本实用新型的可选实施例中，所述扬尘监测设备还包括数据存储设备，所述数据存储设备与主控电路板5相连接，数据存储设备用于在网络出现波动或中断导致分布接入单元无法实时上传监测数据时，备份存储一定时间段内各传感器采集的监测数据，并在网络恢复时提供备份数据以上传，避免监测数据丢失，保障数据的连续性。

本实用新型的工作原理是：

将扬尘监测设备布设于工地或城市道路等地，扬尘监测设备通过激光颗粒物传感器、噪音传感器、风速传感器采集布设地点的空气质量指标参数和气象指标参数生成监测数据，并发送至主控电路板，主控电路板通过分布接入单元将监测数据以多跳方式通过无线信号发送至微蜂窝接入设备。根据实际布设情况，多台扬尘监测设备与一微蜂窝接入设备可组成一微蜂窝小区，微蜂窝小区可设多个，小区内的扬尘监测设备搭载的分布接入单元与小区内的唯一微蜂窝接入设备对应，并受其管理。微蜂窝接入设备汇总多台扬尘监测设备上传的监测数据，再将监测数据经由网关设备发送至上位机进行处理。由于CFDA无线自组网频率复用的特点，能够有效避免各微蜂窝小区间相互的无线干扰。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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