物联网在节能环保领域的应用课件

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1、物联网概论物联网概论节能环保节能环保目目 录录1 1 节能环保应用概述节能环保应用概述 2 2 节能环保监测体系节能环保监测体系 3 3 节能环保应用案例分析节能环保应用案例分析智能楼宇智能楼宇掌握节能环保的基本概念掌握节能环保的基本概念熟悉环保监测体系功能的划分熟悉环保监测体系功能的划分了解环保监测体系中使用到的技术了解环保监测体系中使用到的技术了解环保监测体系的相关案例了解环保监测体系的相关案例学习目标学习目标1 节能环保应用概述节能环保应用概述节能减排（节能减排（Energy saving emission reduction）的定义的定义 节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物

2、（包括三废和噪声等）排放 1 节能环保应用概述节能环保应用概述节能减排的目标节能减排的目标加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。1 节能环保应用概述节能环保应用概述物联网实现节能减排物联网实现节能减排 中国移动董事长王建宙ICT（Information and Communications Technology）行业对于能耗问题是相辅相成的，在增加能耗的同时也可以为节能减排做出贡献，节约能源将是物联网最明确的作用，物联网的推广就直接取得了节能减排的良好效果。1 节能环保应

3、用概述节能环保应用概述物联网应用于环保监测的历史物联网应用于环保监测的历史1995年使用黑匣子进行联网监测2001年污染源自动监控系统2010年海洋气象自动监测2009年环境空间监测启用2007年“三大体系”建设启动1999年空气、水质自动监测站2 环保自动监测体系环保自动监测体系系统概述系统概述系统功能划分系统功能划分适用到的技术适用到的技术2 环保自动监测体系环保自动监测体系传统的手动监测动态、准确、实时的主动监测2 环保自动监测体系环保自动监测体系环保自动监测系统的组成环保自动监测系统的组成u空气质量监测系统 u污染源自动监测系统 u水质自动监测系统u噪声自动监测系统uGPS定位系统 u

4、环境地理信息系统 2 环保自动监测体系环保自动监测体系空气质量监测系统空气质量监测系统 空气质量监测系统通过在监测区域设立监测子站，各个监测子站每天都会对二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒等空气质量参数进行自动监测。这些监测子站配备最先进的空气监测设备，这些设备能够定期自动采集空气样本，然后送到专用分析仪器进行分类监测，最后把分析得到的数据送到控制中心，由控制中心对监测子站传回的数据进行分析，得出当天空气质量监测结果。2 环保自动监测体系环保自动监测体系污染源自动监测系统污染源自动监测系统 污染源自动监测系统通过对指定区域内的主要污染源（如：水源、烟尘等）进行监控，各个污染源监测点配备了尖端设备，

5、能实现和前端的环境监测仪器的集成与联动，实现对城市重点污染源排放的视频监测，同时对图像数据进行存储，以便日后查证，这样有效的制止环境违法行为。2 环保自动监测体系环保自动监测体系水质自动监测系统水质自动监测系统 水质自动监测系统可以对水质进行自动、连续监测，数据远程自动传输，随时查询所设站点的水质数据。并实现水质信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印等，随时实现各单位之间水质信息的互访共享，实现全流域水环境综合评价，可迅速为领导决策提供科学依据。使用该系统可尽早发现水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源，从而为管理决策服务。2 环保自动监测体系环保自动监测体系噪

6、声自动监测系统噪声自动监测系统 噪声自动检测系统通常是在关键点安装噪声传感器，传感器通过通过电缆将收集到的数据发送至监控中心进行分析，这样的方法灵活度不够。目前，发达国家生产的噪声监测系统，可以进行噪声的实时监控，其测量结果可以包括昼间、夜间或任意时段的统计声级、等效连续声级等。建立城市噪声自动监测系统，对市区环境噪声的排放量进行动态的监测。2 环保自动监测体系环保自动监测体系GPS（Global Positioning System，全球，全球定位系统）定位系统定位系统）定位系统 GPS技术结合了GPS技术、无线通信技术、图像处理技术及技术，主要用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时监控

7、。在所有流动监测车上安装卫星定位装置，通过GPS在电子地图上动态显示车辆的具体位置，可以通过车载电话与监控中心保持联系，当出现超标报警和一些突发情况时，在电子地图的导航下迅速开赴环境污染事故现场进行环境质量的监测，并把数据迅速反馈到监控中心，实现GPS的动态监控以及人员的合理调配。2 环保自动监测体系环保自动监测体系环境地理信息系统环境地理信息系统（Geographic Information System for Environment,简称EGIS）环境地理信息系统是利用地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和其他信息技术对环境数据进行处理、分析的一种空间信息系统。使用环境地理信息系统主要用

8、于空间数据的访问、地图管理、综合查询、实时报警以及GIS平台的通用功能。同时，使用环境地理信息系统中的GIS技术可以动态获取、显示、管理各个监测子站的环境信息，从而实现对环境的有效的监测、模拟、分析和评估。2 环保自动监测体系环保自动监测体系环保自动监测系统功能划分环保自动监测系统功能划分 2 环保自动监测体系环保自动监测体系数据采集层网络传输层 数据接入层 数据发布层数据管理层 2 环保自动监测体系环保自动监测体系数据采集层数据采集层 数据采集部分主要通过在相应区域设立监测子站、派出流动监测车，自动或者随时手动采集空气、噪声、地表水、污染源等原始的数据。2 环保自动监测体系环保自动监测体系网

9、络传输层网络传输层 网络传输层支持多种通信方式，确保数据的实时性、准确性、安全性。2 环保自动监测体系环保自动监测体系数据接入层数据接入层 数据接入层是实现现场数据和上级监控中心之间双向交换的“桥梁”。数据接入层采用多线程技术和通讯网关技术负责对数据的校验、解码。在数据接入层需要配置接入服务器、Modem池、路由器以及运行于该层的服务软件系统。2 环保自动监测体系环保自动监测体系数据管理层数据管理层 数据管理层是整个系统的“大脑”，是整个系统的数据仓库、数据管理中心以及信息服务中心。在数据管理层还建立环境原始数据库和应用数据库。2 环保自动监测体系环保自动监测体系数据发布层数据发布层 数据发布

10、层将监控中心收集统计到的数据向环保部门、政府其他部门、媒体、公众对监测数据的浏览和查询，为政府决策、增强公众监督和参与环保建设，提供准确、及时、充分的数据。2 环保自动监测体系环保自动监测体系使用到的技术使用到的技术u视频监视技术 u远程控制技术 uGIS技术u数据库技术 uGPS技术u遥感技术 uSCADA技术3 环保自动监测体系应用案例环保自动监测体系应用案例u南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统u2008奥运期间空气质量自动监测系统奥运期间空气质量自动监测系统u苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统u上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统 u台湾识方科技的污水监测

11、系统台湾识方科技的污水监测系统u武汉市环境监控系统的设计武汉市环境监控系统的设计 3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统系统简介系统简介 南京秦淮河水质监控系统系统采用最先进的计算机监控技术、网络通信技术、视频传输技术等，将分散在各处的6个控制水工建连接起来，形成了一个有机的整体。这套系统的开发，可以提高秦淮河水系的管理水平，降低运行成本、最大限度的保证水系的质量，同时可以对整个水资源进行统一的调度和管理。3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统系统功能系统功能 现地控制单元水质检测单元水质检测单元集控单元集控单元网络单元网络单元系统组成系统组成11.3.1 南京秦淮

12、河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统现地控制单元现地控制单元 现地控制单元通过在各个控制系统点配备超声波水位计，安置监控主机、服务器、视频监控系统、广播系统以及网络设备等，完成对现场水位的统计，并可通过网络直接和远程集中监控系统进行通信。3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统水质检测单元水质检测单元3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统网络单元网络单元 本系统主要通过租用电信局网络作为信息的主要传出通道；各个子系统利用现有的公共数据网作为信息中心和各个控制水工建筑物之间通信的桥梁，子系统通过在公共网络中建立专用的数

13、据通信网络（virtual private network，VPN,虚拟专网技术）实现可靠连接。3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统集控单元集控单元 在集控中心，通过视频监控主机显示整个秦淮河水系的水位、水质、和节制闸、套闸、贯流泵等的工作状态，相关人员还可查看6个分站的视频画面，通过计算机从各个分闸提取数据、下达控制指令以及与上级省防汛中心联系。3.1 南京秦淮河水质监控系统南京秦淮河水质监控系统系统综述系统综述 该系统建立了秦淮河水系的监测、监视以及自动控制系统，为秦淮河综合治理工程的管理现代化以及水环境自动化调度以及控制提供了有力的平台。3.2 2008奥运期间空气质量自

14、动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统系统概述系统概述 2008年奥运期间空气质量监测系统是一套以自动监测仪为核心的自动测控系统。该系统基于物理光学测量原理，使采集到的样品始终保持在气体状态，没有试剂的损耗，需要的维护量小，结合长光程测控系统共同组成。3.2 2008奥运期间空气质量自动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统系统功能系统功能监测子站监测子站监测中心监测中心质量保证实验室质量保证实验室系统支持实验室系统支持实验室3.2 2008奥运期间空气质量自动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统3.2 2008奥运期间空气质量自动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统监测子站监测子站 监测子站主

15、要完成对空气质量和气象状况的连续自动监测；采集、处理并存储原始数据；按照上级监控中心的指令定时或者实时向监控中心传送监测数据，报告设备工作状态。3.2 2008奥运期间空气质量自动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统监测中心监测中心 监测中心主要是通过有线和无线方式收集各个监测子站监测到的数据以及子站设备的工作状态信息。3.2 2008奥运期间空气质量自动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统质量保证实验室质量保证实验室 质量保证实验室主要用于对整个系统所用的监测设备进行标定、校准和审核，对修复过的仪器设备进行校准和主要技术指标的运行考核，同时还负责制定和落实系统有关监测质量控制的措施。3.2

16、2008奥运期间空气质量自动监奥运期间空气质量自动监测系统测系统系统支持实验室系统支持实验室 系统支持实验室主要是根据仪器设备的运行要求，对系统仪器设备进行日常的保养、维护、及时对发生故障的仪器设备进行检修、更换。3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 系统概述系统概述 苏州环境噪声监控系统在苏州环境功能区域和城市主要交通干线各安置了8个监测点，同时设立1个移动噪声监测点，1个系统监控中心。监控中心通过网络和各个监测点取得联系，进行实时控制、数据采集、数据传输和信息的发布等工作。3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 系统功能系统功能噪声监测点噪声监测点通信网络通信网络监控中心

17、监控中心系统组成系统组成3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 噪声监测点噪声监测点 噪声监测点主要用于采集现场的原始数据。3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 通信网络通信网络 通信网络主要用于数据的传输，在本系统中主要采用了两种网络连接方式，其中A类ADSL数据传输方式；B类采用GPRS数据传输方式。3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 监控中心监控中心 监控中心主要提供对各个监测点进行远程控制、监测数据和系统状态的查询、数据的分析和下载等操作。3.3苏州环境噪声监控系统苏州环境噪声监控系统 系统综述系统综述 环境

18、噪声监测系统是控制环境噪声改善声环境质量的重要基础。为了及时获取苏州城市区域环境噪声和城市交通干线的噪声状况、成因和变化趋势，为环境执法、污染纠纷的处理提供科学依据，苏州市建立了噪声环境监控系统。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统系统简介系统简介 为了满足污染源环境监测和管理的要求，在上海环保总局的关于建立统一环境监控系统信息平台精神的指导下，集监测、监控、监管于一体的上海污染源废水在线监控系统应运而生。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统系统功能系统功能数据采集系统数据采集系统 信息发布系统信息发布系统 通讯传输系统通讯传输系统 数据管理平台数据

19、管理平台 公共配置平台公共配置平台 信息监控系统信息监控系统 3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统数据采集系统数据采集系统 数据采集系统主要负责收集各个监测站点采集到的原始数据（如Ph值、TOC/COD流量等）。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统通讯传输系统通讯传输系统 本系统中的网络传输同时支持有线和无线两种网络接入方式。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统数据管理平台数据管理平台 数据管理平台主要是对系统中涉

20、及到的所有数据进行管理的平台，便于系统建设过程中数据的处理以及项目验收完成后对系统数据的更新和维护。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统公共配置平台公共配置平台 公共配置系统主要提供各种授权资源的管理，以及未来新接入监测站点的设置，采用可扩展的设计方法，可以方便地接入需要增加监测站点的实时数据信息。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统信息监控系统信息监控系统 信息监控系统可以和监测站点同步显示设定的监测参数因子和设备运行状态，并可以对各个监测站点进行远程控制，如根据监测需求改变监测频率，改变仪器运行状态（启动/停止设备、校准、清洗）数据采集现场发回的

21、监测数据进行数据的汇总、统计、报表生成、查询等功能。3.4上海污染源废水在线监控系统上海污染源废水在线监控系统信息发布系统信息发布系统 信息发布系统是各类数据应用的体现。支持用户联网、手机短信、PDA等方式的操作。3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统 系统简介 台湾识方科技将无线传感网络技术和数位感测转换技术相结合，利用“污水远程智慧监视”软件系统，对工业制造生产过程中排放的污水问题，尤其是排放污水水质的水温、PH值、流速以及流量等参数，进行实时监控。系统功能系统功能污水远程在线监控系统主要实现以下三个功能：1.对个别厂房污水排放情况进行及时、远距离的监测。2.进行数据采

22、集、设备异常监测、记录系统辅助信息等，对于超标的厂家进行重点监督。3.现场采集到的数据及时传送到中央监控中心，监控中心的主机自动进行全程记录，同时对数据进行分析处理。3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统 3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统感测节点感测节点 网络传输网络传输 监控中心监控中心 3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统感测节点感测节点 感测节点以传感器为核心。其中，感测节点中的传感器主要用于采集污水水质的PH值、水温、流速以及流量等四个参数值。数位感测转换技术数位感测转换技术 通常使用传感器采集到的数值是模拟数值，必须

23、经过模数（A/D，Analog-to-Digital）转换才能变化成微处理器可以处理的数据方式。但是如果使用“数位感测转换技术”，可以把传感器采集到的数据直接通过传输电路发送到监控中心的主机，交给监控主机上的“污水远程智慧监视”软件系统处理。3.53.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统网络传输网络传输 网络部分采用了基于ZigBee技术的无线传感网络（wireless sensor network,WSN）。3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统监控中心监控中心 监控中心主要完成数据参数的采集和显

24、示标记、厂商信息的登记、数据信息的查询等功能。3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统3.5台湾识方科技的污水监测系统台湾识方科技的污水监测系统系统简介系统简介 武汉市环境监控系统对重点流域地表水环境质量、城市环境空气质量、固体废物、环境噪声等连续、实时、在线的动态监控，实现对环境事故的应急监控和重大污染事故的预警，为环境决策、环保执法监督提供及时、准确、有效、连续的数据。3.6 武汉市环境监控系统的设计武汉市环境监控系统的设计 系统功能系统功能3.6 武汉市环境监控系统的设计武汉市环境监控系统的设计 环境空气质量监控系统环境空气质量监控系统水质监控系统水质监控系统噪声监控系统噪声监控系统污染源视频监控管理系统污染源视频监控管理系统城市烟尘远程视频监控系统城市烟尘远程视频监控系统连接各级环保部门系统连接各级环保部门系统环境地理信息系统环境地理信息系统监察车辆监察车辆GPSGPS定位系统定位系统“1236912369”环保热线系统环保热线系统大屏幕显示系统大屏幕显示系统3.6 武汉市环境监控系统的设计武汉市环境监控系统的设计