排水管网气相污染物的在线监测系统
技术领域
本发明涉及市政排水监测技术领域，特别是涉及一种排水管网气相污染物的在线监测系统。
背景技术
近年我国城市水环境污染形势依然严峻，城市排水管网运行中的问题也日益凸显，特别是管网腐蚀、恶臭、爆炸等问题，严重危害人体与环境健康，硫化氢与甲烷是引起这些问题的主要物质。加强城市排水管网的信息化建设是解决相关问题的重要技术手段，实现排水管网运行气相硫化氢和甲烷的信息监测是实现管网信息化管理的前提和基础，进而适用于排水管网运行条件的监测技术和装置需求日趋迫切。
排水管网的运行环境条件比较恶劣，管道内空间狭小，装置的安装操作条件都不够便利，管道内不方便提供市政电源，在线监测装置的电源供给条件也不便，同时，由于管道处于地下封闭，信号传输极其受限，管道内的杂质、腐蚀性物质会对装置产生破坏，因此对装置正常运行的抗干扰能力要求比较高。
在研究中发现现有技术中的采集系统可以实现排水管网的气相硫化物和甲烷的采集功能，但由于缺乏有效的数据传输手段以及供电高耗能，导致无法实时在线监测且无法长时间连续运行，不能够很好地满足现有排水管网信息系统建设和技术发展的需求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明实施例的目的是提供一种排水管网气相污染物的在线监测系统，以解决现有技术中存在的无法实时在线监测的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种排水管网气相污染物的在线监测系统，包括：
传感器组件，所述传感器组件包括用于采集气相污染物浓度的传感器、用于将气相污染物浓度数据转换为信号的信号转换单元、用于传输信号的信号传输单元和用于解译信号的信号解译单元，所述传感器、所述信号转换单元、所述信号传输单元和所述信号解译单元依次通讯连接；
无线传输模块，所述无线传输模块包括通讯传输服务器，所述通讯传输服务器与所述信号解译单元通讯连接，用于传输在线监测数据；
远程模块，所述远程模块包括信号接收服务器，所述信号接收服务器与所述通讯传输服务器通讯连接，以获取在线监测数据。
其中，所述传感器组件还包括信号储存单元，所述信号储存单元通讯连接于所述信号传输单元和所述信号解译单元之间。
其中，还包括供电模块，所述传感器组件还包括电源管理单元，所述供电模块通过所述电源管理单元分别与所述传感器、所述信号转换单元、所述信号传输单元、所述信号储存单元和所述信号解译单元连接，以控制所述传感器、所述信号转换单元、所述信号传输单元、所述信号储存单元和所述信号解译单元定期休眠和唤醒。
其中，所述供电模块包括太阳能光伏发电单元和与所述太阳能光伏发电单元连接的蓄电池。
其中，所述传感器组件还包括壳体和防水透气膜，在所述壳体内部构造有气腔，在所述壳体的表面构造有用于连通所述气腔与所述壳体外部的气孔，所述防水透气膜设置于所述气孔与所述气腔之间，所述气腔与所述传感器连通。
其中，还包括固定板，所述固定板设于所述气孔与所述气腔之间，用于固定所述防水透气膜。
其中，所述无线传输模块还包括web应用服务器，所述通讯传输服务器内建有数据库连接缓冲池，所述通讯传输服务器通过所述数据库连接缓冲池与所述web应用服务器通讯连接。
其中，所述信号转换单元还包括滤波子单元和信号调理子单元，用于对信号进行滤波和信号调理。
其中，所述传感器组件包括地址码识别单元和基体，所述基体包括多个用于安装所述传感器的插件，且不同所述插件设置不同的地址码，所述地址码识别单元与所述信号转换单元连接，用于识别地址码并发送给所述信号转换单元。
其中，所述传感器包括用于采集硫化氢浓度的硫化氢浓度传感器和用于采集甲烷浓度的甲烷浓度传感器。
(三)有益效果
本发明实施例提供的一种排水管网气相污染物的在线监测系统，利用传感器组件对排水管网的气相污染物浓度进行在线采集并对数据进行处理，转化为信号传输，通过无线传输模块传输给远程模块，可利用远程模块在线获取到气相污染物的浓度，实现在线监测。
附图说明
图1为本发明实施例一种排水管网气相污染物的在线监测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例传感器组件的结构示意图。
附图标记：
1：传感器组件；101：显示屏；102：集成电路；103：传感器；104：气腔；105：固定板；106：防水透气膜；107：气孔；108：壳体；2：供电模块；3：无线传输模块；4：远程模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，本发明实施例公开了一种排水管网气相污染物的在线监测系统，包括：
传感器组件1，传感器组件1包括用于采集气相污染物浓度的传感器103、用于将气相污染物浓度数据转换为信号的信号转换单元、用于传输信号的信号传输单元和用于解译信号的信号解译单元，传感器103、信号转换单元、信号传输单元和信号解译单元依次通讯连接。
其中，传感器103包括用于采集硫化氢浓度的硫化氢浓度传感器和用于采集甲烷浓度的甲烷浓度传感器，根据气相污染物的类型，也可以选用其他种类的传感器103，本发明传感器所选用的范围不局限于此。
进一步地，传感器组件1还包括信号储存单元，信号储存单元通讯连接于信号传输单元和信号解译单元之间，信号储存单元用于储存信号。
更进一步地，传感器组件1还包括显示屏101，用于显示排水管网的气相污染物的实时浓度。
具体地，本实施例中的传感器组件1中的传感器103安装于排水管网检查井顶空中，实现多点位气相污染物浓度的在线采集。信号转换单元、信号传输单元、信号储存单元和信号解译单元均安装在集成电路102上，通过与传感器103相连，采用光纤电连接或其他通讯连接方式来实现数据传输，对传感器103采集到的数据进行处理，通过信号转换单元将传感器103的监测数据转化为信号，并通过信号传输单元传输给信号储存单元将信号储存起来，信号解译单元通过对信号储存单元中的信号进行解译，可在其他组件中进行信号传输。
无线传输模块3，无线传输模块3包括通讯传输服务器，通讯传输服务器通讯连接，用于传输在线监测数据。
远程模块4，远程模块4包括信号接收服务器，信号接收服务器与通讯传输服务器通讯连接，以获取在线监测数据。
具体地，本实施例的无线传输模块3用于传递由信号解译单元解译后的信号给远程模块4，远程模块4接收信号，获取在线监测数据。另外，本实施例中的远程模块4除了可以接收和展示监测数据，展示各个部件的工作运行状态以外，还可以通过无线传输模块3对传感器组件1进行控制，例如，通过远程模块4控制传感器103的工作状态，何时开始工作，何时停止工作等，并可同步控制集成电路102的工作状态。
本发明实施例提供的一种排水管网气相污染物的在线监测系统，利用传感器组件1对排水管网的气相污染物浓度进行在线采集并对数据进行处理，转化为信号传输，通过无线传输模块3传输给远程模块4，可利用远程模块4在线获取到气相污染物的浓度，实现在线监测。
其中，在本实施例中还包括供电模块2，传感器组件1还包括电源管理单元，供电模块2通过电源管理单元分别与传感器103、信号转换单元、信号传输单元、信号储存单元和信号解译单元连接，以控制传感器103、信号转换单元、信号传输单元、信号储存单元和信号解译单元定期休眠和唤醒。具体地，本实施例中的元器件选择功耗较低的器件，在保证数据采集的有效性和准确性的前提下，通过电源管理单元中的程序对各个单元进行定期休眠和定期唤醒，实现低功耗管理，实现数据采集和通讯传输的协同同步工作。而供电模块2的电源开启与关闭以及电源管理单元的定期休眠和定期唤醒程序可由远程模块4通过无线传输模块3进行控制。
进一步地，供电模块2包括太阳能光伏发电单元和与太阳能光伏发电单元连接的蓄电池。本实施例中供电模块2的电能来源主要为太阳能，通过太阳能光伏发电，并将电量储存在蓄电池中，利用蓄电池的电能输出给传感器103和传感器组件1中的各个单元。
其中，如图2所示，传感器组件1还包括壳体108和防水透气膜106，在壳体108内部构造有气腔104，在壳体108的表面构造有用于连通气腔104与壳体108外部的气孔107，防水透气膜106设置于气孔107与气腔104之间，气腔104与传感器103连通。具体地，本实施例中排水管网的气体通过气孔107通过，经防水透气膜106进入到气腔104中储存，由于防水透气膜106的作用使得排水管网中的液体不会进入到壳体108内部，避免传感器103由于进水导致失效的情况，传感器103对气腔104内的气体成分浓度进行监测，可得到相应气相污染物的浓度数据。
进一步地，本实施例还包括固定板105，固定板105设于气孔107与气腔104之间，用于固定防水透气膜106。具体地，如图2所示，采用两个固定板105固定在气孔107与气腔104之间的位置，将防水透气膜106放置于两个固定板105之间，固定牢固，当需要更换防水透气膜106时，可将固定板105取下，更换防水透气膜106。
其中，无线传输模块3还包括web应用服务器，通讯传输服务器内建有数据库连接缓冲池，通讯传输服务器通过数据库连接缓冲池与web应用服务器通讯连接。用户可以通过办公电脑、便携电脑等装置以B/S模式与web应用服务器建立连接，实时查看在线监测数据，且无线传输模块3可以提供多种无线信号传输功能，包括GPRS等不同形式无线信号传输功能，提供多种无线信号传输功能，构建多点位管网系统监测网络，克服地下排水管网环境对远程信号传输屏蔽以及随机阻隔影响，实现对排水管网内的水量水质变化进行多点位同步实时采集和监测。
其中，信号转换单元还包括滤波子单元和信号调理子单元，用于对信号进行滤波和信号调理(放大、缩小或调频)，实现不同传感信号采集通路的电源隔离管理，避除不同传感信号采集方式和供电要求对信号采集的交互影响，进而可以实现不同水量水质不同原理参数传感器103的信号一体化集成采集。
其中，传感器组件1包括地址码识别单元和基体，基体包括多个用于安装传感器103的插件，且不同插件设置不同的地址码，地址码识别单元与信号转换单元连接，用于识别地址码并发送给信号转换单元。本实施例中利用基体安装传感器103，而基体上不同的插件设置不同的地址码，用于识别传感器103采集的数据类型，例如需要采集硫化氢的浓度，则可通过地址码识别单元识别硫化氢浓度传感器的基体下方的地址码，以获知该基体安装的传感器为检测硫化氢浓度的传感器，同时将地址码识别单元识别到的信息发送给信号转换单元，与采集到的气相污染物浓度数据进行匹配对应。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
