一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備以及終端設(shè)備。環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備采集各種環(huán)境信號(hào)并發(fā)送給環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備進(jìn)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(cè)量與綜合決策。遠(yuǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)終端設(shè)備中空調(diào)及除塵器的運(yùn)行參數(shù)。當(dāng)環(huán)境狀態(tài)超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備通過(guò)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(jī)。遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在終端設(shè)備的環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)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(píng)估環(huán)境的安全狀態(tài)，及時(shí)預(yù)警并消除環(huán)境污染。
【專利說(shuō)明】
一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)及方法的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)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(guó)。中國(guó)紡織行業(yè)自身經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)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(guó)加入WTO以及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)紡織和服裝產(chǎn)品需求增加的趨勢(shì)，我國(guó)紡織和服裝產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上表現(xiàn)出較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不斷擴(kuò)大我國(guó)紡織和服裝產(chǎn)品的生產(chǎn)與出口具有很大的商機(jī)，但由于我國(guó)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(yán)重，而且，由于整個(gè)社會(huì)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(guò)程中的大量浪費(fèi)和以犧牲環(huán)境為代價(jià)換取經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，由此引起的環(huán)境問(wèn)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(jī)化合物)、細(xì)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(guó)內(nèi)紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)采用獨(dú)立測(cè)量，人工采集，手動(dòng)調(diào)整方式，受監(jiān)測(cè)手段、感知維度、系統(tǒng)規(guī)模、覆蓋范圍等因素制約，無(wú)法滿足對(duì)環(huán)境狀態(tài)全面測(cè)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(guó)內(nèi)紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)無(wú)法滿足對(duì)環(huán)境狀態(tài)全面測(cè)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(wèn)題，提出了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)，包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備以及終端設(shè)備；
[0007]環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)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(cè)模塊、噪聲檢測(cè)模塊、粉塵檢測(cè)模塊、VOC檢測(cè)模塊、火焰檢測(cè)模塊以及煙霧檢測(cè)模塊；
[0008]終端設(shè)備包括分別連接于遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的空調(diào)、除塵器、值班手機(jī)以及環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0009]優(yōu)選地，溫濕度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)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(cè)濕元件、能隙式測(cè)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(cè)模塊用于檢測(cè)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(cè)器、運(yùn)算放大電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路。
[0011]優(yōu)選地，VOC檢測(cè)模塊用于檢測(cè)紡織車間的揮發(fā)性有機(jī)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(cè)模塊用于檢測(cè)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(cè)量電路。
[0013]優(yōu)選地，空調(diào)、除塵器、值班手機(jī)、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備無(wú)線連接。
[0014]優(yōu)選地，值班手機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)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(cè)方法，包括以下步驟:
[0016]S1、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)并收集紡織企業(yè)車間的環(huán)境信號(hào)；
[0017]S2、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備接收環(huán)境信號(hào)并對(duì)其進(jìn)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(cè)量與綜合決策；
[0018]S3、遠(yuǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)及除塵器的運(yùn)行參數(shù)；
[0019]S4、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備判斷環(huán)境狀態(tài)是否超過(guò)設(shè)定的閾值，若是則通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到值班手機(jī)，進(jìn)入步驟S5，否則直接進(jìn)入步驟S5;
[0020]S5、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)跟蹤并評(píng)估紡織企業(yè)環(huán)境的安全狀態(tài)。
[0021]進(jìn)一步地，步驟SI中的環(huán)境信號(hào)包括溫濕度、噪聲、粉塵、V0C、火焰和煙霧信號(hào)。
[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(cè)環(huán)境復(fù)雜、被測(cè)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(shí)時(shí)可靠的遠(yuǎn)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(tái)，并能夠隨時(shí)隨地滿足移動(dòng)應(yīng)用要求。
[0024](3)建立了智能化的環(huán)境監(jiān)測(cè)及綜合管理系統(tǒng)，集檢測(cè)、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(cè)及管理水平。
[0025](4)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境指標(biāo)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)預(yù)警和自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、環(huán)境控制設(shè)備調(diào)節(jié)、企業(yè)管理系統(tǒng)的有機(jī)統(tǒng)一。
【附圖說(shuō)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(cè)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(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明提供了一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠(yuǎn)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(cè)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(cè)模塊、噪聲檢測(cè)模塊、粉塵檢測(cè)模塊、VOC檢測(cè)模塊、火焰檢測(cè)模塊以及煙霧檢測(cè)模塊。
[0031]溫濕度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)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(duì)紡織工藝生產(chǎn)影響很大。在紡織機(jī)械處理纖維時(shí)，各道工序?qū)w維性能又有不同的要求，因而溫濕度對(duì)紡織工藝生產(chǎn)有著密切的關(guān)系，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響。本發(fā)明實(shí)施例中溫濕度檢測(cè)模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT25，包括電容式聚合體測(cè)濕元件、能隙式測(cè)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(jī)，采用12C總線與主機(jī)相連，具有± 1.8 % RH的濕度測(cè)量精度和± 0.3 °C的溫度測(cè)量精度。
[0032]粉塵檢測(cè)模塊用于檢測(cè)紡織車間棉塵、短纖維等粉塵的濃度，本發(fā)明實(shí)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(cè)器、運(yùn)算放大電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)粉塵通過(guò)LED光軸時(shí)，會(huì)引起H)光軸變化，感光探測(cè)器根據(jù)H)光軸獲取粉塵濃度。粉塵傳感器通過(guò)串行通訊方式與主機(jī)相連，波特率為2400bps，主機(jī)每隔1ms分析一次粉塵濃度數(shù)據(jù)。
[0033]VOC檢測(cè)模塊用于檢測(cè)紡織車間的揮發(fā)性有機(jī)化合物，本發(fā)明實(shí)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?dú)怏w存在時(shí)，空氣中該氣體的濃度越高，傳感器的電導(dǎo)率就越高。對(duì)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(duì)象氣體相適應(yīng)的特定溫度，對(duì)傳感電極施加5V測(cè)量電壓，檢測(cè)傳感器的負(fù)載電阻輸出，輸出信號(hào)經(jīng)采樣、放大、濾波及A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入主機(jī)。
[0034]火焰檢測(cè)模塊用于檢測(cè)紡織車間的火焰，本發(fā)明實(shí)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(cè)量電路。R2868利用紫外線通過(guò)金屬的光電效果和瓦斯乘法效果來(lái)發(fā)現(xiàn)火源，可以探測(cè)185?260nm的狹窄光譜敏感源，對(duì)可見光沒有感應(yīng)，也不需要過(guò)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(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的空調(diào)、除塵器、值班手機(jī)以及環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0036]其中空調(diào)、除塵器、值班手機(jī)、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備無(wú)線連接。值班手機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接。這樣便構(gòu)建了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)自動(dòng)采樣，24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)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(cè)方法，如圖2所示，包括以下步驟:
[0038]S1、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)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(hào)；
[0039]S2、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)層融合、特征層融合、決策層融合，對(duì)來(lái)自環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備的信息進(jìn)行特征提取、綜合分析和處理，進(jìn)行目標(biāo)狀態(tài)和目標(biāo)特性融合，通過(guò)關(guān)聯(lián)處理進(jìn)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(cè)量與綜合決策；
[0040]S3、遠(yuǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)及除塵器的運(yùn)行參數(shù)；
[0041]S4、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備判斷環(huán)境狀態(tài)是否超過(guò)設(shè)定的閾值，若是則通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到值班手機(jī)，以及時(shí)通知相應(yīng)的工作人員，進(jìn)入步驟S5，否則直接進(jìn)入步驟S5;
[0042]S5、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備運(yùn)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(píng)估環(huán)境的安全狀態(tài)，及時(shí)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(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)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(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)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(shí)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(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備、遠(yuǎn)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(cè)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(cè)模塊、噪聲檢測(cè)模塊、粉塵檢測(cè)模塊、VOC檢測(cè)模塊、火焰檢測(cè)模塊以及煙霧檢測(cè)模塊； 所述終端設(shè)備包括分別連接于遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的空調(diào)、除塵器、值班手機(jī)以及環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述溫濕度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)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(cè)濕元件、能隙式測(cè)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述粉塵檢測(cè)模塊用于檢測(cè)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(cè)器、運(yùn)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述VOC檢測(cè)模塊用于檢測(cè)紡織車間的揮發(fā)性有機(jī)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述火焰檢測(cè)模塊用于檢測(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)、除塵器、值班手機(jī)、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備無(wú)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述值班手機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接。8.一種紡織企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)并收集紡織企業(yè)車間的環(huán)境信號(hào)； 52、環(huán)境數(shù)據(jù)融合設(shè)備接收環(huán)境信號(hào)并對(duì)其進(jìn)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(cè)量與綜合決策； 53、遠(yuǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)及除塵器的運(yùn)行參數(shù)； 54、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備判斷環(huán)境狀態(tài)是否超過(guò)設(shè)定的閾值，若是則通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境信息發(fā)送到值班手機(jī)，進(jìn)入步驟S5，否則直接進(jìn)入步驟S5; 55、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)跟蹤并評(píng)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(cè)方法，其特征在于，所述步驟SI中的環(huán)境信號(hào)包括溫濕度、噪聲、粉塵、V0C、火焰和煙霧信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK105823511SQ201610192361
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】黃勤陸, 喻興隆, 崔靜
【申請(qǐng)人】成都紡織高等?？茖W(xué)校