本實用新型涉及輸變電設備領域,尤其涉及基于電線桿的環境監測系統。
背景技術:
電力系統由發電廠、送變電線路、供配電所和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能,再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為實現這一功能,電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統,對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度,以保證用戶獲得安全、優質的電能。
世界各國的電力系統,其相比于公路系統、通信系統、氣象監測系統等而言,其布局范圍更廣、布局密度更大。由于政治、經濟、技術等各方面原因,現階段的電力系統的智能升級皆僅限于電力系統本身,比如智能電表、智能變電站,變電站監控系統等。
技術實現要素:
為解決前述問題,本實用新型突破性的提出一種可監測環境內污染狀況的基于電線桿的環境監測系統。
為達到前述目的,本實用新型采用如下技術方案:一種基于電線桿的環境監測系統,其特征在于,包括分別設于多個電線桿上的多個監測電路,以及與所述多個監測電路無線連接的第一服務器,所述第一服務器為多個;還包括與多個所述第一服務器通過網線連接的第二服務器;
監測電路包括:設于所述電線桿底部且用于采集土壤質量信號的土壤傳感器,設于所述電線桿上部且用于采集空氣質量信號的空氣質量傳感器,設于所述電線桿上部且用于產生電能的發電模塊,設于所述電線桿上部且用于發送數據的無線模塊;以及,與所述土壤傳感器、空氣質量傳感器、發電模塊、無線模塊連接的微控制器,所述微控制器接收所述土壤質量信號、空氣質量信號并經無線模塊向第一服務器發送。
本實用新型的第一優選方案為:所述土壤傳感器包括土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器、土壤重金屬傳感器中至少一種。
本實用新型的第二優選方案為:所述無線模塊包括4G芯片。
本實用新型的第三優選方案為:所述發電模塊包括太陽能電池板或風能發電機。
本實用新型的第四優選方案為:所述空氣質量傳感器包括灰塵傳感器、硫化氫傳感器、二氧化硫傳感器、PM2.5傳感器中至少一種。
本實用新型的第五優選方案為:所述土壤傳感器通過導線與所述微控制器連接。
本實用新型可達到如下技術效果:現有的環境監測方法,需要相關人員攜帶設備于當地完成測量,該程序費時費力,且實時性弱。本申請突破現有環保監測系統的設計思路,于電線桿上固設空氣及土壤的環境監測裝置,全方位的采集電線桿所在地的實時環境信息,并通過服務器進行整合存儲,便于用于實時查看及后續處理。該采集方式輕松,可及時獲得結果,且電線桿通常設于工廠周圍,采集的信息也會更為準確。
本實用新型的這些特點和優點將會在下面的具體實施方式、附圖中詳細的揭露。
【附圖說明】
下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明:
圖1為本實用新型實施例1的監測電路模塊圖。
圖2為本實用新型實施例1的監測電路與第一服務器1連接示意圖。
圖3為本實用新型實施例1的第一服務器與第二服務器連接示意圖。
【具體實施方式】
下面結合本實用新型實施例的附圖對本實用新型實施例的技術方案進行解釋和說明,但下述實施例僅為本實用新型的優選實施例,并非全部。基于實施方式中的實施例,本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得其他實施例,都屬于本實用新型的保護范圍。
實施例1。
參考圖1、圖2及圖3,一種基于電線桿的環境監測系統,包括分別設于多個電線桿上的N個監測電路,以及與所述N個監測電路無線連接的第一服務器,所述第一服務器為M個;還包括與M個所述第一服務器通過網線連接的第二服務器。
監測電路包括:設于所述電線桿底部且用于采集土壤質量信號的土壤傳感器,設于所述電線桿上部且用于采集空氣質量信號的空氣質量傳感器,設于所述電線桿上部且用于產生電能的發電模塊,設于所述電線桿上部且用于發送數據的無線模塊;以及,與所述土壤傳感器、空氣質量傳感器、發電模塊、無線模塊連接的微控制器,所述微控制器接收所述土壤質量信號、空氣質量信號并經無線模塊向第一服務器發送。
其中的發電模塊設于電線桿的外表面上;而土壤傳感器設于電線桿內,部分突出于電線桿外,在電線桿安裝好后,其突出于電線桿的部分插入土壤中。電線桿為中空的圓柱體,內部設有用于多個間隔設置且用于卡扣導線的卡扣位,土壤傳感器通過導線與微控制器連接,微控制器靠近發電模塊設置。
土壤傳感器包括土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器、土壤重金屬傳感器中至少一種。根據具體環境的情況,本領域技術人員可以按需選擇土壤傳感器的類型。
無線模塊包括4G芯片,如此,傳輸的實時性高且傳輸數據量大,采用該芯片為后期拓展電線桿的功能打下基礎。
發電模塊包括太陽能電池板或風能發電機,根據具體的環境選擇相應的發電模塊,兩種發電模塊使用的皆是可再生的清潔能源。進一步,發電模塊內集成有與太陽能電池板或風能發電機連接的蓄電池,用于存儲電能。
空氣質量傳感器包括灰塵傳感器、硫化氫傳感器、二氧化硫傳感器、PM2.5傳感器中至少一種。
所述微控制器內存儲有電線桿編號及至少一個采集時間,當到達所述采集時間時,微控制器啟動,控制所述發電模塊向所述土壤傳感器、空氣質量傳感器、無線模塊供電;所述土壤傳感器、空氣質量傳感器采集所述土壤質量信號及空氣質量信號并發送給控制器;所述控制器根據所述土壤質量信號、所述空氣質量信號及所述電線桿編號形成數據鏈并發送給無線模塊;所述無線模塊接收所述數據鏈并向外發送;所述第一服務器接收多個所述數據鏈,按照電線桿編號形成排序表,而后把該排序表發送給第二服務器,所述第二服務器接收多個所述排序表并存儲。
前述電線桿編號及采集時間,可以由外部服務器通過無線模塊寫入微控制器中。
該基于電線桿的環境監測系統具體工作流程如下:
一、監測電路1至監測電路N中,于微控制器內預存儲電線桿編號、第一采集時間、第二采集時間、土壤質量預警值、空氣質量預警值,并進入休眠狀態。
二、當到達第一時間或第二時間,微控制器啟動,并控制發電模塊向土壤傳感器及空氣質量傳感器供電。
三、土壤傳感器及空氣質量傳感器采集土壤質量信號及空氣質量信號并發送給微控制器。
四、微控制器接收前述土壤質量信號并與土壤質量預警值進行比較獲得第一比較值;所述微控制器接收前述空氣質量信號并與空氣質量預警值進行比較獲得第二比價值;當第一比較值或第二比較價值其中一個大于1時,進入步驟五,當第一比較值或第二比較值皆小于1時,進入步驟六。
五、微控制器生成報警信號,并根據“第一時間或第二時間”、電線桿編號、土壤質量信號、空氣質量信號、報警信號生成第一數據鏈,而后控制無線模塊向外發送第一數據鏈。
六、微控制器根據“第一時間或第二時間”、電線桿編號、土壤質量信號、空氣質量信號生成第二數據鏈,而后控制無線模塊向外發送第二數據鏈。
七、第一服務器1的接收模塊N個監測電路發出的多個第一數據鏈及多個第二數據鏈,按照電線桿編號進行排序獲得排序表并存儲;而后發送排序表給第二服務器。
八、在第一服務器1中,預先存儲多個變電站的編號及與各變電站對應地電線桿的編號,第一服務器1提取排序表中報警信號對應的第一電線桿編號,并根據第一電線桿編號分析出匹配的至少一個第一變電站,并控制前述至少一個第一變電站停止向外供電。
九、第二服務器內存儲有M個第一服務器覆蓋區域內的電線桿分布圖,接收第一服務器1至第一服務器M發出的多個排序表并存儲,根據多個排序表及電線桿分布圖形成M個第一服務器覆蓋區域內的污染情況圖。
步驟九的具體實現步驟為:以空氣污染為例,第二服務器內存有第一閾值、及大于第一閾值的第二閾值。以監測電路1為例,第二服務器從多個排序表中提取出監測電路1對應地電線桿的電線桿編號、空氣質量信號;而后把空氣質量信號與第一閾值進行比對;當空氣質量信號的值大于小于第一閾值,則根據電線桿編號于電線桿分布圖中找到該電線桿,并標記為綠色;當空氣質量信號的值大于第一閾值且小于第二閾值,根據電線桿編號于電線桿分布圖中找到該電線桿,并標記為黃色;當空氣質量信號的值大于第二閾值,則根據電線桿編號于電線桿分布圖中找到該電線桿,并標記為紅色。
該工作流程的具體算法,于此不作贅述。原因在于:基于本工作流程的構思中的每個小步驟,比如“標記為紅色”,皆屬于常用技術。
基于前述方法,可以實現一種省級或國家級區域內的實時污染情況圖。相比于現有的污染監控方式而言,該方式實時性強、布局范圍廣、針對性強。
以上所述,僅為本實用新型的具體實施方式,但本實用新型的保護范圍并不局限于此,熟悉該本領域的技術人員應該明白本實用新型包括但不限于附圖和上面具體實施方式中描述的內容。任何不偏離本實用新型的功能和結構原理的修改都將包括在權利要求書的范圍中。