负氧离子监测系统

2022-01-17 18:13:473748

负氧离子监测系统

1、系统概述

空气负(氧)离子(Negative air (oxygen) ion，NAI)是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称。在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负(氧)离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用，其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。空气负离子资源将成为森林生态旅游地吸引游客的重要手段，人们已经认识到，空气负离子是一种无形的、重要的生态旅游资源。尤其是结合现在的“物联网”+“互联网”形式的智慧景区建设，部署景区负氧离子监测系统，用数据来清晰的展示景区的空气质量状态，对合理开展生态旅游、指导空气负氧离子旅游资源开发具有重要的现实意义。DYNAI-D1型负氧离子监测系统主要针对国内各地生态公园，湿地公园，瀑布公园，森林公园，自然保护区，旅游景区的环境和区域空气质量集中监控和管理的一套可无人值可24小时不间断实时监控记录的自动化监测系统，并将监测到的数据实时传输到云服务器、可在远程大数据平台查看、下载数据，同时将监测数据发布到LED大屏幕进行显示。

2、系统组成

整个系统由数据感知、数据采集、数据传输、数据处理、数据展示五个部分组成，如图所示：

(1)数据感知：包括负氧离子传感器、可增选温度、湿度、风速、风向、降雨量等多种传感器;

(2)数据采集系统：包括数据采集器、供电系统、避雷装置、结构件;

(3)数据传输系统：数据可通过4G模块、天通一号卫星模块、北斗短报文模块、Lora模块等多种传输方式;

(4)数据存储与计算：包括网关、防火墙、数据存储服务器和数据运算服务;

(5)数据展示：现场通过全彩LED大屏显示数据、图片与视频，远程大数据平台可以对数据进行实时展示、曲线显示、报表分析;

3、系统特点

(1)模块化设计，系统配置灵活：系统采用模块化设计可任意组合，根据需要增减传感器种类和传感器数量，兼容多种传输方式，供电系统根据需求配置，多个采集器可级联使用;

(2)多种通讯模式，数据无死角传输：可采用4G模块、卫星模块、loar、有限等多种数据传输方式，确保数据稳定可靠传输;

(3)低功耗设计，多种供电方式：观测站采市电、太阳能/蓄电池以及市电+太阳能三种供电方式，保证系统在无电地区常年稳定工作;

(4)四种展示形式，数据实时查询：可在现场通过采集器自带的触摸屏查看数据，LED大屏幕展示数据，互联网大数据平台浏览数据，手机APP随时随地下载数据;

(5)工业化设计，系统稳定可靠：采用了防雷、抗电磁干扰电路设计，安装避雷装置确保系统安全稳定运行;

4、硬件技术参数

(1)数据采集器

电源：7V-15V输入;

工作温度：工业级-40~80℃;

处理器：ARM7核心，32/16位处理器，频率12M~44MHz，16位ADC;

通道容量：3路RS232、2路RS485;

(2)传感器

见4配置与型号。

(3)数据传输

4G模块：12V供电，支持电信、移动、联通以及国外多个网络，数据间隔小于1s;

天通物联网卫星模块：12V供电，支持天通一号卫星网络，数据间隔1s;

北斗终端：12V供电，支持北斗卫星传输，数据间隔1min;

(4)供电系统

太阳能供电：确保连续阴雨天系统工作7天以上，太阳能板12V/50W,12V/80W,12/120等，电池(12V/40Ah，12V/65Ah，12V/120Ah等)，充放电控制器(12V/6A,,12V/8A，12V/10A等);

市电：AC220V转12V/5A,AC220V转12V/10A等;

太阳能+市电：以上两种方式组合

(5)屏幕

全彩LED屏幕：可根据客户定制任意尺寸屏幕，UI界面可定定制化设计，可图形化展示文字、图片，视频;

单红LED屏幕：可定制任意尺寸屏幕，显示文字信息;

(6)结构件

立杆：Q325材质，静电喷塑工艺，直径75mm，厚度2mm，高度3m/6m(可定制);

横臂：铝合金材质，静电喷塑工艺，40mm方管，常规长度1200mm/700mm(可定制);

机箱：镀锌板材质，静电喷塑，宽350mm，长400mm，厚度150mm，箱体可定制;

抱箍：铝材CNC加工，静电喷塑，直径75mm;

5、监测站型号与配置

(1)监测站配置

名称	型号	传感器配置	备注
负氧离子监测站	DYNAI-D1	负氧离子
多功能负氧离子监测站	DYNAI-D7	负氧离子+六参数
多功能负氧离子监测站	DYNAI-D2	负氧离子+颗粒物

(2)传感器技术参数

传感器名称	技术参数
温湿度传感器	1、湿度范围：0～100%RH（非结露状态），分辨率：0.008%RH，精度：±3%RH； 2、温度范围：-50～150℃；精度：±0.1（@25℃）； 3、供电电压：DC6~16V；
大气压力	1、压力范围：700~1200hPa，精度：±0.12hPa，分辨0.18Pa； 2、供电电压：DC6~16V;
风速传感器	1、测量范围：0.3 m/s～60m/s，分辨率：0.05m/s，启动风速：0.3m/s，最大误差：±0.5m/s（≤10m/s） ±(0.03+0.5) (>10m/s )； 2、供电电压：DC 5～15；
风向传感器	1、测量范围：0°～360°，分辨率：3°，启动风速：0.5m/s，最大误差：±3°； 2、供电电压：DC 5～15；
雨量传感器	1、测量范围：0~4mm/min，分辨率：0.1mm，最大误差：±2%： 2、供电电压：无需供电；
负氧离子	测量范围：0～50000个/cm3；精度：±10%；
颗粒物	PM2.5：测量范围：0～500μg/m3；精度：±5%； PM10：测量范围：0～2000μg/m3；精度：±5%； TSP：测量范围：0～2000μg/m3；精度：±5%；