PM2.5云监测平台

市场背景

目前，PM2.5成绩曾经惹起了公众高度的关注，它不只关系到公众生活和城市管理，还关系到国家笼统和社会波动。但是，由于成本缘由，各大中城市目前环境监测中心站点都很少，环境监测的数据可以从宏观上反映城市的全体的空气质量，但是不能从微观上反映部分区域、特定区域的空气质量的好坏，这就需求建设更多的环境监测站点，提供更多的实时的环境监测数据。

国外一套PM2.5环境监测系统价格在10万美金，国产价格在10-50万人民币，价格昂贵。而且每套设备需求房间安放，因此大大限制了其广泛运用。建设更多的环境监测站点需求宏大的资金投入，成本太高。云创自主研发的PM2.5云监测平台，每个监测点仅是国外同类产品价格的非常之一，只需往挂路灯、电线杆上一挂即可完成部署，依托太阳能供电，用精度相对较高的出口传感器采集数据，经过GPRS将采集到的数据实时传送到部署了数据立方云计算数据库的数据中心。在云计算平台上，整个城市的空气污染状况可以实时呈现，对于污染过程可以动态跟踪，还具有向公众经过终端查询身边PM2.5状况的才能。廉价的PM2.5环境监测系统与目前的传统监测站点的监测方式构成互补，满足公众环境需求。

产品引见

云创自主研发的PM2.5云监测平台打破传统的监测方法，运用创新的设计理念，使环保与云计算技术无机的结合，架构云计算海量数据处理平台。PM2.5云监测平台目前已央求多项专利，目前在多个城市做试点部署测试。

大规模部署PM2.5云监测平台传感网系统，配合现有的环境监测站点，可及时反映空气质量现状及发展趋向，为空气质量监测和执法提供技术支撑，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供迷信根据。

在城市的不同区域规划并有效运用PM2.5的监测系统，从而可以比较片面地掌握城市不同区域，在不同工夫段、不同气候特点（包括气温、风向、季节）下的 PM2.5 的实时监测数据。

PM2.5云监测平台需用到先进的PM2.5传感器。每套监测系统部署多个PM2.5传感器，当恣意一个或者几个传感器出现成绩，传感器冗余，保证环境监测系统正常运转，保证本监测点的环境监测数据的可反复。

PM2.5云监测平台环境数据采集设备采用先进的传感器、低功耗单片机技术和网络通讯技术相结合，具有数据存储功能，可提供方便的数据查询方式，经过GSM、3G等通讯方式及时上传环境监测数据。

PM2.5云监测平台数据采集监测设备可以用锂电池供电，也可外接交流电供电方式。假如外界电源断电后，设备内的电池直接供电。

PM2.5云监测平台架构云计算海量数据处理平台，存储本区域海量数据，积累长期监测材料，为研讨环境容量、实施总量控制、目的管理、预测预告环境质量、环境管理提供数据。

目前城市市环境监测站的监测设备部署在离地面高度20m-25m之间，PM2.5云监测平台环境监测设备只需部署在离地面1.2-3m高度即可。设备小巧，部署方式灵敏，可以部署在电线杆等公共设备上。

PM2.5云监测平台监控界面

该平台基于GIS提供监控界面，可支持各类终端访问。

图1 指定监测点数据查询

技术架构

总体架构

前端设备采集到相关的信息，经过GPRS停止无线数据传输，在有公网IP的服务器上停止数据接收和初步的处理，然后数据存入数据立方停止存储和计算，并且经过WEB服务器停止数据的处理和公布。详细的架构详见图3：

PM2.5前端设备次要是由电源模块、采集模块和通讯模块组成，前端外部架构详细详见图4，实践的PM2.5监测设备详见图5：

图4 前端设备的架构

图5 前端设备实物图

部署方式

在城市的不同区域规划并有效运用PM2.5的监测系统，从而可以比较片面地掌握城市不同区域，在不同工夫段、不同气候特点（包括气温、风向、季节）下的 PM2.5 的实时监测数据。

PM2.5环境监测系统环境数据采集设备采用先进的传感器、低功耗单片机技术和网络通讯技术相结合，可提供方便的数据查询方式，直接经过阅读器可以直接访问测试数据。

目前环境监测站的监测设备普通部署在离地面高度20m-25m之间，而云创大数据的PM2.5环境监测系统环境监测设备根据实践的状况来停止部署。设备小巧，部署方式灵敏，可以部署在电线杆等公共设备上。详细见图6：

图6部署在电线杆上前端设备

采集部分

另外，虽然肉眼看不见空气中的颗粒物，但是颗粒物却能降低空气的能见度，使蓝天消逝，天空变成灰蒙蒙的一片，这种天气就是灰霾天。根据《2010年灰霾试点监测报告》，在灰霾天，PM2.5的浓度分明比往常高，PM2.5的浓度越高，能见度就越低。

虽然空气中不同大小的颗粒物均能降低能见度，不过相比于粗颗粒物，更为粗大的PM2.5降低能见度的才能更强。能见度的降低其本质上是可见光的传播遭到妨碍。当颗粒物的直径和可见光的波长接近的时分，颗粒对光的散射消光才能非常强。可见光的波长在0.4-0.7微米之间，而粒径在这个尺寸附近的颗粒物正是PM2.5的次要组成部分。实际计算的数据也清楚地表明这一点：粗颗粒的消光系数约为0.6平方米/克，而PM2.5的消光系数则要大得多，在1.25-10平方米/克之间，其中PM2.5的次要成分硫酸铵、硝酸铵和无机颗粒物的消光系数都在3左右，是粗颗粒的5倍。所以，PM2.5是灰霾天能见度降低的次要缘由。

目前国内外环保部门监测PM2.5普遍采用滤膜称重、β射线吸收和微量振荡天对等方法。除了以上三种测试方法外，还有应用光散射的原理测定颗粒物浓度的方法。该测定方法的原理是：空气中的颗粒物浓度越高，对光的散射就越强。测定光的散射后，就可以算出颗粒物浓度。该测试方式测定速度快，自动化程度高，操作简单。

本次设备运用的是红外光散射法来停止测试相关的数据。经过相关的探头来停止采集相关的数据。经过采集的通道应用红外光散射来停止获取颗粒浓度。采集空气的通道有固定的加热源，经过加热源来停止空间的动态的采集。将相关的颗粒浓度转换成相关的数据经过无线通讯停止数据传输。

通讯部分

前端设备的通讯次要是经过GPRS停止数据的无线传输。

详细的数据传输的网络表示图详见图7：

图7 GPRS数据传输

数据在前端设备基于TCP/IP协议，经过GPRS的数据传输，经过移动网络传输数据，应用公网的服务器接受数据，然后将数据入库后，停止数据的处理，然后经过WEB服务器将数据展现出来。

留意:每个前端设备有一个供应商的SIM卡停止数据通讯，该SIM卡需求有GPRS业务，同时运用的地点必须有供应商的信号。例如运用中国移动的SIM卡，该卡需求有GPRS的业务，同时放置PM2.5测试前端的地点需求有中国移动的信号才可以正常的通讯。

电源部分

供电方式有两种，一种是锂电池和市电互补的供电方式，另一种是太阳能供电供电方式。

锂电池供电

锂电池供电方式是基于市电可以提供的状况下停止的。假如部署的PM2.5设备附近有市电， 这样可以方便停止充电。或者是市电和锂电池停止互补方式停止供电。同时停止对电池停止电压监测，检测供电电压能否正常，电源供电能否正常。锂电池是12V电压，50Ah的规格，可以在没有充电或者没有市电互补的状况下持续10*24h的供电。详细的实物见图8：

图8 锂电池供电方式的前端设备实物图

太阳能供电

太阳能供电方式是基于太阳能停止可持续性的充电，从而避免了提供充电或者接入市电的状况。太阳能供电是应用蓄电池和太阳能互补的方式停止供电，经过太阳能控制器来停止互补。在太阳能供电不能满足供电需求的时分，应用蓄电池停止供电。应用20W的太阳能板，在一定的环境中，可以满足设备的供电要求。蓄电池的规格是12V电压，20Ah的规格，在完全没有太阳能的状况下，可以支持3*24h的无间断供电。该供电方式同时提供电压监测功能。详细的实物详见图9：

图9 太阳能供电方式的前端设备实物图

优势特性

价格低廉，大规模部署

廉价的PM2.5环境监测设备每个节点只相当于国外同类产品的非常之一，即可满足PM2.5监测、数据传输功能，无需国外昂贵的监测设备，和现有的环境监测点构成有利互补，对PM2.5数据发布有参考意义。

云计算海量数据处理技术

架构云计算海量数据处理平台，采用先进的云计算处理技术，对环境监测的数据入库和关联查询疾速呼应，支持自动容错和动态扩展，具有实时性、高牢靠性、可伸缩性、高性价比等特点。

扩容性

PM2.5监测前端设备可以根据需求停止添加设备，扩展整个系统的覆盖面积，但是不需求继续复杂的操作，可以动态的添加PM2.5测试的节点，并能自动组网，具有很强的扩容性。

实时性

测定速度快，自动化程度高。测试方法决议了测试的实时性，采集工夫完成秒级呼应，且采集工夫可以设定，采集的数据实时入库，可实时查询。

采集数据的准确性

采集的数据经过校准，且灵敏度很高，和环保部分发布的PM2.5数据及趋向接近，数据真实有效。实时采集的数据和环境监测站发布PM2.5数据对比图详见图10。

图10 与环保部发布的PM2.5监测数据的对比

市场运用

话不多说，【抱拳了，老铁】。

给你我的小心心

路过