一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠程監(jiān)控設(shè)備以及終端設(shè)備。環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備采集各種環(huán)境信號并發(fā)送給環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備進行數(shù)據(jù)層、特征層、決策層融合，獲得紡織企業(yè)環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的精確測量與綜合決策。遠程監(jiān)控設(shè)備根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的綜合決策自動調(diào)節(jié)終端設(shè)備中空調(diào)及除塵器的運行參數(shù)。當(dāng)環(huán)境狀態(tài)超過設(shè)定閾值時，遠程監(jiān)控設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到終端設(shè)備中的值班手機。遠程監(jiān)控設(shè)備在終端設(shè)備的環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，實時跟蹤環(huán)境狀態(tài)，全面分析環(huán)境污染的成因和規(guī)律，評估環(huán)境的安全狀態(tài)，及時預(yù)警并消除環(huán)境污染。
【專利說明】
一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]我國擁有世界上規(guī)模最大，產(chǎn)業(yè)鏈最完整的紡織工業(yè)體系，是紡織品生產(chǎn)和出口的大國。中國紡織行業(yè)自身經(jīng)過多年的發(fā)展，競爭優(yōu)勢十分明顯，具備世界上最完整的產(chǎn)業(yè)鏈和最高的加工配套水平。
[0003]隨著我國加入WTO以及國內(nèi)外市場對優(yōu)質(zhì)紡織和服裝產(chǎn)品需求增加的趨勢，我國紡織和服裝產(chǎn)品在國際市場上表現(xiàn)出較強的競爭優(yōu)勢，不斷擴大我國紡織和服裝產(chǎn)品的生產(chǎn)與出口具有很大的商機，但由于我國紡織業(yè)早期受各種因素的影響，生產(chǎn)技術(shù)水平低下、生產(chǎn)工藝和設(shè)備落后、高能耗低產(chǎn)出的現(xiàn)象極其嚴重，而且，由于整個社會生產(chǎn)觀念還并未完全由“粗放型”向“集約型”轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的大量浪費和以犧牲環(huán)境為代價換取經(jīng)濟的增長，由此引起的環(huán)境問題也相當(dāng)突出。紡織企業(yè)排放大量的粉塵、VOC(volatileorganic compounds，揮發(fā)性有機化合物)、細顆粒物等污染物，是職業(yè)病、區(qū)域大氣污染、霧霾天氣的重要源頭。
[0004]目前，國內(nèi)紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測采用獨立測量，人工采集，手動調(diào)整方式，受監(jiān)測手段、感知維度、系統(tǒng)規(guī)模、覆蓋范圍等因素制約，無法滿足對環(huán)境狀態(tài)全面測量、智能控制的需求，不適應(yīng)企業(yè)綠色環(huán)保發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中國內(nèi)紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測無法滿足對環(huán)境狀態(tài)全面測量、智能控制的需求，不適應(yīng)企業(yè)綠色環(huán)保發(fā)展的問題，提出了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠程監(jiān)控設(shè)備以及終端設(shè)備；
[0007]環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備包括分別連接于環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的溫濕度檢測模塊、噪聲檢測模塊、粉塵檢測模塊、VOC檢測模塊、火焰檢測模塊以及煙霧檢測模塊；
[0008]終端設(shè)備包括分別連接于遠程監(jiān)控設(shè)備的空調(diào)、除塵器、值班手機以及環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器。
[0009]優(yōu)選地，溫濕度檢測模塊用于檢測車間的溫度與濕度信息，采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT25，包括電容式聚合體測濕元件、能隙式測溫元件、14位A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路。
[0010]優(yōu)選地，粉塵檢測模塊用于檢測紡織車間粉塵的濃度，采用光學(xué)粉塵傳感器GP2Y1051，包括紅外發(fā)光二極管、感光探測器、運算放大電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路。
[0011]優(yōu)選地，VOC檢測模塊用于檢測紡織車間的揮發(fā)性有機化合物，采用半導(dǎo)體VOC傳感器TGS2602，包括集成加熱器以及在氧化鋁基板上形成的金屬氧化物半導(dǎo)體。
[0012]優(yōu)選地，火焰檢測模塊用于檢測紡織車間的火焰，包括紫外火焰?zhèn)鞲衅鱎2868、DC/DC升壓電路、滅弧電路、電壓比較電路以及頻率測量電路。
[0013]優(yōu)選地，空調(diào)、除塵器、值班手機、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器分別與遠程監(jiān)控設(shè)備無線連接。
[0014]優(yōu)選地，值班手機與遠程監(jiān)控設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)無線連接。
[0015]本發(fā)明還提供了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0016]S1、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備監(jiān)測并收集紡織企業(yè)車間的環(huán)境信號；
[0017]S2、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備接收環(huán)境信號并對其進行數(shù)據(jù)層、特征層、決策層融合，獲得紡織企業(yè)環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的精確測量與綜合決策；
[0018]S3、遠程監(jiān)控設(shè)備根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的綜合決策自動調(diào)節(jié)空調(diào)及除塵器的運行參數(shù)；
[0019]S4、遠程監(jiān)控設(shè)備判斷環(huán)境狀態(tài)是否超過設(shè)定的閾值，若是則通過4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到值班手機，進入步驟S5，否則直接進入步驟S5;
[0020]S5、遠程監(jiān)控設(shè)備在環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，實時跟蹤并評估紡織企業(yè)環(huán)境的安全狀態(tài)。
[0021]進一步地，步驟SI中的環(huán)境信號包括溫濕度、噪聲、粉塵、V0C、火焰和煙霧信號。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:(I)采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，克服了被測環(huán)境復(fù)雜、被測目標(biāo)多樣及傳感器可靠性的影響，增加了系統(tǒng)的可靠度與魯棒性。
[0023](2)擁有實時可靠的遠程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、靈活多樣的網(wǎng)絡(luò)接入方式、統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)中心和綜合應(yīng)用平臺，并能夠隨時隨地滿足移動應(yīng)用要求。
[0024](3)建立了智能化的環(huán)境監(jiān)測及綜合管理系統(tǒng)，集檢測、分析、處理、預(yù)警、控制功能為一體，提升了環(huán)境污染監(jiān)測及管理水平。
[0025](4)實現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)，無線傳輸數(shù)據(jù)，自動檢測環(huán)境指標(biāo)及設(shè)備運行狀態(tài)，自動預(yù)警和自動進行設(shè)備參數(shù)調(diào)整，實現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、環(huán)境控制設(shè)備調(diào)節(jié)、企業(yè)管理系統(tǒng)的有機統(tǒng)一。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0027]圖2為本發(fā)明提供的一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的說明。
[0029]本發(fā)明提供了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠程監(jiān)控設(shè)備以及終端設(shè)備。
[0030]其中，環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備包括分別連接于環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的溫濕度檢測模塊、噪聲檢測模塊、粉塵檢測模塊、VOC檢測模塊、火焰檢測模塊以及煙霧檢測模塊。
[0031]溫濕度檢測模塊用于檢測車間的溫度與濕度信息，溫濕度與纖維的性能之間有著密切的聯(lián)系，紡織廠空氣的溫濕度對紡織工藝生產(chǎn)影響很大。在紡織機械處理纖維時，各道工序?qū)w維性能又有不同的要求，因而溫濕度對紡織工藝生產(chǎn)有著密切的關(guān)系，對于產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響。本發(fā)明實施例中溫濕度檢測模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT25，包括電容式聚合體測濕元件、能隙式測溫元件、14位A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路。溫濕度傳感器作為從機，采用12C總線與主機相連，具有± 1.8 % RH的濕度測量精度和± 0.3 °C的溫度測量精度。
[0032]粉塵檢測模塊用于檢測紡織車間棉塵、短纖維等粉塵的濃度，本發(fā)明實施例中采用光學(xué)粉塵傳感器GP2Y1051，包括紅外發(fā)光二極管、感光探測器、運算放大電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)粉塵通過LED光軸時，會引起H)光軸變化，感光探測器根據(jù)H)光軸獲取粉塵濃度。粉塵傳感器通過串行通訊方式與主機相連，波特率為2400bps，主機每隔1ms分析一次粉塵濃度數(shù)據(jù)。
[0033]VOC檢測模塊用于檢測紡織車間的揮發(fā)性有機化合物，本發(fā)明實施例中采用半導(dǎo)體VOC傳感器TGS2602，包括集成加熱器以及在氧化鋁基板上形成的金屬氧化物半導(dǎo)體。當(dāng)可檢知氣體存在時，空氣中該氣體的濃度越高，傳感器的電導(dǎo)率就越高。對TGS2602的加熱電極施加5V加熱電壓，用于維持敏感元素處于與對象氣體相適應(yīng)的特定溫度，對傳感電極施加5V測量電壓，檢測傳感器的負載電阻輸出，輸出信號經(jīng)采樣、放大、濾波及A/D轉(zhuǎn)換后進入主機。
[0034]火焰檢測模塊用于檢測紡織車間的火焰，本發(fā)明實施例中包括紫外火焰?zhèn)鞲衅鱎2868、DC/DC升壓電路、滅弧電路、電壓比較電路以及頻率測量電路。R2868利用紫外線通過金屬的光電效果和瓦斯乘法效果來發(fā)現(xiàn)火源，可以探測185?260nm的狹窄光譜敏感源，對可見光沒有感應(yīng)，也不需要過濾器，具有很小的體積和很寬的敏感角度，能快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)從火焰被發(fā)出的弱紫外線。
[0035]終端設(shè)備包括分別連接于遠程監(jiān)控設(shè)備的空調(diào)、除塵器、值班手機以及環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器。
[0036]其中空調(diào)、除塵器、值班手機、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器分別與遠程監(jiān)控設(shè)備無線連接。值班手機與遠程監(jiān)控設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)無線連接。這樣便構(gòu)建了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的遠程環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了連續(xù)自動采樣，24小時不間斷監(jiān)測與管理。
[0037]本發(fā)明還提供了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測方法，如圖2所示，包括以下步驟:
[0038]S1、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備監(jiān)測并收集紡織企業(yè)車間的溫濕度、噪聲、粉塵、V0C、火焰和煙霧等環(huán)境信號；
[0039]S2、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備通過數(shù)據(jù)層融合、特征層融合、決策層融合，對來自環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備的信息進行特征提取、綜合分析和處理，進行目標(biāo)狀態(tài)和目標(biāo)特性融合，通過關(guān)聯(lián)處理進行決策層融合判決，獲得目標(biāo)環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的精確測量與綜合決策；
[0040]S3、遠程監(jiān)控設(shè)備根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的綜合決策自動調(diào)節(jié)空調(diào)及除塵器的運行參數(shù)；
[0041]S4、遠程監(jiān)控設(shè)備判斷環(huán)境狀態(tài)是否超過設(shè)定的閾值，若是則通過4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到值班手機，以及時通知相應(yīng)的工作人員，進入步驟S5，否則直接進入步驟S5;
[0042]S5、遠程監(jiān)控設(shè)備在環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫，實時跟蹤設(shè)備運行狀況及環(huán)境狀態(tài)，全面分析環(huán)境污染的成因和規(guī)律，評估環(huán)境的安全狀態(tài)，及時預(yù)警并消除環(huán)境污染。
[0043]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠程監(jiān)控設(shè)備以及終端設(shè)備； 所述環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備包括分別連接于環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的溫濕度檢測模塊、噪聲檢測模塊、粉塵檢測模塊、VOC檢測模塊、火焰檢測模塊以及煙霧檢測模塊； 所述終端設(shè)備包括分別連接于遠程監(jiān)控設(shè)備的空調(diào)、除塵器、值班手機以及環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫濕度檢測模塊用于檢測車間的溫度與濕度信息，采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT25，包括電容式聚合體測濕元件、能隙式測溫元件、14位A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述粉塵檢測模塊用于檢測紡織車間粉塵的濃度，采用光學(xué)粉塵傳感器GP2Y1051，包括紅外發(fā)光二極管、感光探測器、運算放大電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述VOC檢測模塊用于檢測紡織車間的揮發(fā)性有機化合物，采用半導(dǎo)體VOC傳感器TGS2602，包括集成加熱器以及在氧化鋁基板上形成的金屬氧化物半導(dǎo)體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述火焰檢測模塊用于檢測紡織車間的火焰，包括紫外火焰?zhèn)鞲衅鱎2868、DC/DC升壓電路、滅弧電路、電壓比較電路以及頻率測量電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)、除塵器、值班手機、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器分別與遠程監(jiān)控設(shè)備無線連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述值班手機與遠程監(jiān)控設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)無線連接。8.一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設(shè)備監(jiān)測并收集紡織企業(yè)車間的環(huán)境信號； 52、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備接收環(huán)境信號并對其進行數(shù)據(jù)層、特征層、決策層融合，獲得紡織企業(yè)環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的精確測量與綜合決策； 53、遠程監(jiān)控設(shè)備根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備的綜合決策自動調(diào)節(jié)空調(diào)及除塵器的運行參數(shù)； 54、遠程監(jiān)控設(shè)備判斷環(huán)境狀態(tài)是否超過設(shè)定的閾值，若是則通過4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到值班手機，進入步驟S5，否則直接進入步驟S5; 55、遠程監(jiān)控設(shè)備在環(huán)境數(shù)據(jù)存儲器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，實時跟蹤并評估紡織企業(yè)環(huán)境的安全狀態(tài)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟SI中的環(huán)境信號包括溫濕度、噪聲、粉塵、V0C、火焰和煙霧信號。
【文檔編號】G01D21/02GK105823511SQ201610192361
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】黃勤陸, 喻興隆, 崔靜
【申請人】成都紡織高等?？茖W(xué)校