一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)。其包括多個傳感器節(jié)點、局域網組網設備、計算服務器、顯示裝置和機坪環(huán)境數據庫；傳感器節(jié)點安裝于停機坪的廊橋和地面之上；多個傳感器節(jié)點通過局域網與局域網組網設備相連；計算服務器分別與局域網組網設備、顯示裝置和機坪環(huán)境數據庫相連接；局域網組網設備包括有線組網設備和無線組網設備。本發(fā)明效果：可對停機坪近機位和遠機位的空氣質量和噪聲實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測，采樣時間短，實時性強，且能夠預測污染物和噪聲分布的發(fā)展趨勢。本發(fā)明能夠提高停機坪環(huán)境監(jiān)測的自動化程度，實現(xiàn)污染物和噪聲分布范圍的實時顯示和預測。
【專利說明】一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器網絡技術、有害氣體檢測技術和噪聲檢測【技術領域】，特別是涉及一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，航空運輸對環(huán)境的影響越來越受到人們的重視。在機場范圍內，飛機發(fā)動機、飛機輔助動力裝置(APU)和地面車輛排放的尾氣是大氣污染物的主要來源。除此之外，飛機、車輛和地面設備在工作時還會形成噪聲污染。這些都會危害到機場工作人員和機場附近居民的身體健康。在西方發(fā)達國家，有明確的法規(guī)來規(guī)定機場污染物的排放和噪聲強度。而我國在此方面起步較晚，尚缺乏相關法規(guī)約束，國內機場也沒有設置能夠對污染物和噪聲進行監(jiān)測的設施。在目前國內環(huán)保力度逐漸加大的趨勢下，對機場污染物和噪聲進行監(jiān)測有助于掌握機場環(huán)境數據，為進一步的機場環(huán)境污染的控制提供科學依據。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)包括:多個傳感器節(jié)點、局域網組網設備、計算服務器、顯示裝置和機坪環(huán)境數據庫；其中:傳感器節(jié)點為監(jiān)測信息采集裝置，安裝于停機坪的廊橋和地面之上，每個機位安裝有若干個；多個傳感器節(jié)點通過局域網與局域網組網設備相連接；計算服務器分別與局域網組網設備、顯示裝置和機坪環(huán)境數據庫相連接；局域網組網設備包括有線組網設備和無線組網設備。
[0005]所述的有線組網設備為交換機或路由器；無線組網設備是無線基站，無線基站安裝于航站樓以及停機坪內。
[0006]所述的計算服務器通過有線網絡與機場生產內網相連。
[0007]所述的計算服務器與機坪環(huán)境數據庫通過有線網絡相連。
[0008]所述的傳感器節(jié)點包括:溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、氮氧化物傳感器、顆粒物傳感器、聲傳感器、信號處理電路、微處理器、無線傳輸模塊和有線網絡模塊；其中:溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、氮氧化物傳感器、顆粒物傳感器和聲傳感器均與信號處理電路相連，信號處理電路與微處理器相連接，微處理器(17)同時與無線傳輸模塊和有線網絡模塊相連接。
[0009]所述的傳感器節(jié)點分為壁掛式和嵌入式，其中壁掛式節(jié)點安裝于廊橋上；嵌入式節(jié)點埋設在飛機周圍的地面。
[0010]本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果是:本系統(tǒng)可對停機坪近機位和遠機位的空氣質量和噪聲實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測，采樣時間短，實時性強，且能夠預測污染物和噪聲分布的發(fā)展趨勢。傳感器節(jié)點可以檢測二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物此類典型空氣污染物以及環(huán)境噪聲，并將污染物濃度和噪聲強度數據傳輸到局域網組網設備；局域網組網設備再將傳感器節(jié)點上傳的數據傳輸到計算服務器；計算服務器則結合污染物和噪聲擴散模型對傳感器節(jié)點數據進行處理，得到污染物和噪聲分布及其發(fā)展趨勢預測，并在顯示裝置上進行實時顯示以及對超過閾值的污染物和噪聲發(fā)出報警信號。本發(fā)明能夠提高停機坪環(huán)境監(jiān)測的自動化程度，實現(xiàn)污染物和噪聲分布范圍的實時顯示和預測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)構成框圖。
[0012]圖2為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點構成框圖。
[0013]圖3為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪近機位安裝示意圖。
[0014]圖4為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪近機位安裝示意圖。
[0015]圖5為本系統(tǒng)中無線基站安裝不意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)進行詳細說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)包括:多個傳感器節(jié)點
1、局域網組網設備3、計算服務器5、顯示裝置4和機坪環(huán)境數據庫6 ;其中:傳感器節(jié)點I為監(jiān)測信息采集裝置，安裝于停機坪的廊橋和地面之上，每個機位安裝有若干個；多個傳感器節(jié)點I通過局域網2與局域網組網設備3相連接；
[0018]計算服務器5為本系統(tǒng)的核心計算機，其分別與局域網組網設備3、顯示裝置4和機坪環(huán)境數據庫6相連接；
[0019]局域網組網設備3包括有線組網設備和無線組網設備，其中有線組網設備可以是交換機、路由器等，其與傳感器節(jié)點I通過網線連接，自動實現(xiàn)局域網組網；所述有線組網設備在收到傳感器節(jié)點I發(fā)送的數據包后，將其轉發(fā)到計算服務器5 ；
[0020]所述的無線組網設備是無線基站22，無線基站22安裝于航站樓以及停機坪內，安裝示意圖如圖5所示，所有無線基站22的信號需要能夠覆蓋停機坪的近機位和遠機位所有區(qū)域，并具有一定冗余，無線基站采用無中心組網方式組成無線局域網，當某個無線基站22發(fā)生故障時，其余無線基站22可自行重新組網，不影響正常通訊；無線基站22在收到傳感器節(jié)點I發(fā)送的數據包后將其轉發(fā)到計算服務器5。
[0021]所述的計算服務器5通過有線網絡與機場生產內網8相連，因此可以查詢機場氣象信息(如風速、風向和氣壓等)以及飛機起落計劃等信息，當接收到傳感器節(jié)點I的檢測數據后，計算服務器5根據內部存儲的大氣污染物擴散模型和聲傳播模型，結合風速和風向信息計算出污染物和噪聲在整個停機坪內的分布情況，并在顯示裝置4上實時進行顯示，當某一區(qū)域的污染物濃度超過安全閾值時，顯示裝置4的界面上會對相應區(qū)域給出報
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[0022]所述的計算服務器5與機坪環(huán)境數據庫6通過有線網絡相連，可以實時將污染物濃度、噪聲強度、溫濕度、風速、風向和報警信息存入數據庫6，同時計算服務器5也可從機坪環(huán)境數據庫6讀取歷史環(huán)境信息，以供進一步分析使用；
[0023]所述的計算服務器5內部存儲有所有機型APU和地面設備的污染物排放數據，通過查詢飛機起落計劃，結合大氣污染物擴散模型和聲傳播模型，可以預測未來污染物和噪聲分布的變化趨勢。
[0024]所述的機坪環(huán)境數據庫6還通過有線網絡與互聯(lián)網7相連，相關管理部門可以通過互聯(lián)網7掌握停機坪內的環(huán)境數據。
[0025]如圖2所示，所述的傳感器節(jié)點I包括:溫濕度傳感器9、二氧化碳傳感器10、一氧化碳傳感器11、二氧化硫傳感器12、氮氧化物傳感器13、顆粒物傳感器14、聲傳感器15、信號處理電路16、微處理器17、無線傳輸模塊18和有線網絡模塊19 ;其中:溫濕度傳感器
9、二氧化碳傳感器10、一氧化碳傳感器11、二氧化硫傳感器12、氮氧化物傳感器13、顆粒物傳感器14和聲傳感器15均與信號處理電路16相連,信號處理電路16與微處理器17相連接，微處理器17同時與無線傳輸模塊18和有線網絡模塊19相連接。
[0026]二氧化碳傳感器10、一氧化碳傳感器11、二氧化硫傳感器12、氮氧化物傳感器13和顆粒物傳感器14用以檢測飛機APU和機場地面車輛等裝置所排放的相應有害氣體和顆粒物，聲傳感器15用以檢測APU和地面設備所發(fā)出的噪聲，溫濕度傳感器9用以采集環(huán)境溫濕度，以對其它傳感器進行溫濕度漂移補償；另外，傳感器節(jié)點I上還可安裝其它氣體傳感器或其它物理量傳感器，以擴展傳感器節(jié)點的功能；所述其它物理量傳感器可以是風速、風向、氣壓傳感器等等。
[0027]所述的傳感器節(jié)點I上所有傳感器輸出的信號經過信號處理電路16放大、濾波和轉換后送入微處理器17 ;所述的微處理器17采用低功耗單片機，如MSP430等，其按照一定的采樣間隔讀取上述各傳感器經信號處理電路16處理后的電信號，然后將其轉換為相應的濃度、溫濕度和聲強，同時進行溫濕度漂移補償；無線傳輸模塊18和有線網絡模塊19可實現(xiàn)無線組網或有線網絡連接；所述的傳感器節(jié)點I將檢測到的濃度、溫濕度和聲強數據按照一定規(guī)則打包，然后通過無線傳輸模塊18或有線網絡模塊19向局域網組網設備3發(fā)送。
[0028]圖3為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪近機位安裝示意圖。如圖3所示，停機坪內的所有傳感器節(jié)點I組成一個傳感器監(jiān)測網絡；傳感器節(jié)點I分為壁掛式和嵌入式，其中:壁掛式節(jié)點安裝于廊橋21上，每個廊橋視具體情況均勻安裝若干個，壁掛式節(jié)點的外殼具有防水防塵功能，并設有防水防塵的通氣孔，保證內部傳感器與外界空氣的接觸；嵌入式節(jié)點埋設在飛機20周圍的地面，每個機位視具體情況均勻安裝若干個，嵌入式節(jié)點外殼具有防水防塵功能，且能夠承受飛機或地面車輛的重量，安裝時保證外殼的上沿與地面平齊，不影響飛機和車輛的正常通行；嵌入式節(jié)點的外殼上沿同樣設有防水防塵的通氣孔。
[0029]圖4為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪遠機位安裝示意圖。遠機位的傳感器節(jié)點均為嵌入式，埋設在飛機20周圍的地面，每個機位視具體情況均勻安裝若干個。
[0030]圖3和圖4僅給出典型的傳感器節(jié)點I布局，在不同機場安裝可根據具體情況調整節(jié)點數量和安裝位置。
【權利要求】
1.一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:其包括:多個傳感器節(jié)點(I)、局域網組網設備(3)、計算服務器(5)、顯示裝置(4)和機坪環(huán)境數據庫(6);其中:傳感器節(jié)點(I)為監(jiān)測信息采集裝置，安裝于停機坪的廊橋和地面之上，每個機位安裝有若干個；多個傳感器節(jié)點⑴通過局域網⑵與局域網組網設備⑶相連接；計算服務器(5)分別與局域網組網設備(3)、顯示裝置(4)和機坪環(huán)境數據庫(6)相連接；局域網組網設備(3)包括有線組網設備和無線組網設備。
2.根據權利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的有線組網設備為交換機或路由器；無線組網設備是無線基站22，無線基站22安裝于航站樓以及停機坪內。
3.根據權利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的計算服務器(5)通過有線網絡與機場生產內網(8)相連。
4.根據權利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的計算服務器(5)與機坪環(huán)境數據庫(6)通過有線網絡相連。
5.根據權利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感器節(jié)點(I)包括:溫濕度傳感器(9)、二氧化碳傳感器(10)、一氧化碳傳感器(11)、二氧化硫傳感器(12)、氮氧化物傳感器(13)、顆粒物傳感器(14)、聲傳感器(15)、信號處理電路(16)、微處理器(17)、無線傳輸模塊(18)和有線網絡模塊(19);其中:溫濕度傳感器(9)、二氧化碳傳感器(10)、一氧化碳傳感器(11)、二氧化硫傳感器(12)、氮氧化物傳感器(13)、顆粒物傳感器(14)和聲傳感器(15)均與信號處理電路(16)相連，信號處理電路(16)與微處理器(17)相連接，微處理器(17)同時與無線傳輸模塊(18)和有線網絡模塊(19)相連接。
6.根據權利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感器節(jié)點(I)分為壁掛式和嵌入式，其中壁掛式節(jié)點安裝于廊橋(21)上；嵌入式節(jié)點埋設在飛機(20)周圍的地面。
【文檔編號】G01D21/02GK103983303SQ201410187342
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權日:2014年5月6日
【發(fā)明者】張積洪, 王陽, 費春國, 陳維興, 李龍順, 孫毅剛, 李宗帥, 侯啟真, 黃哲理 申請人:中國民航大學