物联网在节能环保领域的应用讲解

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1、物联网概论 节能环保 目 录 1 节能环保应用概述 2 节能环保监测体系 3 节能环保应用案例分析 智能楼宇 掌握节能环保的基本概念 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 了解环保监测体系的相关案例 学习目标 1 节能环保应用概述 节能减排（Energy saving emission reduction ）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（包括 三废和噪声等）排放 1 节能环保应用概述 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

2、，有效、合理地利用能源。 1 节能环保应用概述 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 节能环保应用概述 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 系统

3、概述 系统功能划分 适用到的技术 2 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环境地理信息系统 2 环保自动监测体系 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

4、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 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，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 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

5、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 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 GPS（ Global Positioning

6、System，全球 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。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 环境地理信息系统（Geographic Information System for Environment ,简称EGIS）

7、 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 环保自动监测系统功能划分 2 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 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

8、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 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 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 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

9、数据发布层 数据发布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 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 u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 u苏州环境噪声监控系统 u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系统 u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 系统简介 南京秦淮河水质监控系统系统

10、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 系统功能 现地控制单元 水质检测单元 集控单元 网络单元 系统组成 11.3.1 南京秦淮河水质监控系统 3.1 南京秦淮河水质监控系统 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

11、程集中监控系统进行通信。 3.1 南京秦淮河水质监控系统 水质检测单元 3.1 南京秦淮河水质监控系统 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 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

12、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 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动监 测系统 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 测系统 系统功能 监测子站 监测中心 质量保证实验室 系统支持实验室 3.2 2

13、008奥运期间空气质量自动监 测系统 3.2 2008奥运期间空气质量自动监 测系统 监测子站 监测子站主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 测系统 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 测系统 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

14、时还负责制定 和落实系统有关监测质量控制的措施。 3.2 2008奥运期间空气质量自动监 测系统 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 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 系统功能 噪声监测点 通信网络 监控中心 系统组成 3.3苏州环境噪声监

15、控系统 3.3苏州环境噪声监控系统 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 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 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 系统综述 环境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

16、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 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 系统功能 数据采集系统 信息发布系统 通讯传输系统 数据管理平台 公共配置平台 信息监控系统 3.4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 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 3.4上海污染源废水在线监控系统 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 数据管理平台 数据管理平台主要是对系统中涉及到的所有数 据进行管理的平台，便于系统建设过程中数据的处 理以