RU68714U1

RU68714U1 - DEVICE FOR AUTOMATED REMOTE ENVIRONMENTAL MONITORING

Info

Publication number: RU68714U1
Application number: RU2007128593/22U
Authority: RU
Inventors: Виталий Алекеевич Нестеров; Владимир Валерьевич Жаров; Дмитрий Владимирович Жаров; Андрей Олегович Ивченков; Владимир Николаевич Кирюхин; Марина Алексеевна Макеева; Наталья Владимировна Попова
Original assignee: Ооо "Парсек"
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2007-11-27

Abstract

Устройство предназначено для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, может быть использовано в экологических информационных системах в районах нефтегазовых месторождений, автотрасс, санитарных и жилых зон и т.п. Оно содержит блоки бесперебойного электропитания, измерения и индикации, управления и связи, сопряжения с внешними устройствами, панель с индикаторами, преобразователь сигналов, антенну, датчики метеорологического и экологического мониторинга. Блок измерения и индикации включает в себя модем сотовой связи и запоминающее устройство, он передает обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом, 1 ил.The device is intended for automated remote environmental monitoring, can be used in environmental information systems in the areas of oil and gas fields, highways, sanitary and residential areas, etc. It contains blocks of uninterrupted power supply, measurement and indication, control and communication, interfacing with external devices, a panel with indicators, a signal converter, an antenna, meteorological and environmental monitoring sensors. The measurement and indication unit includes a cellular communication modem and a storage device, it transfers the processed data to a control room equipped with an automated workstation, 1 il.

Description

Предлагаемое устройство относится к области автоматизированного контроля состояния окружающей среды, в частности в экологических информационных системах в районах нефтегазовых месторождений, транспортировки нефти и газа, металлургических и химических производств, автотрасс, санитарных и жилых зон. Устройство также может быть использовано при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона.The proposed device relates to the field of automated environmental monitoring, in particular in environmental information systems in the areas of oil and gas fields, oil and gas transportation, metallurgical and chemical industries, highways, sanitary and residential areas. The device can also be used in the design of emergency and ecological monitoring systems for the environment of the region.

Известна станция экологического контроля окружающей среды [Патент РФ №2196347, кл. G01W 1/02, 2003 год], которая содержит теплоизоляционный корпус с крышкой, внутри которого размещены системы контроля, измерения с приборами и агрегатами, водосборную емкость, система сбора и отвода конденсата влаги, выполненная в виде сетки из влагопоглощающего материала.Known station environmental environmental monitoring [RF Patent No. 2196347, class. G01W 1/02, 2003], which contains a heat-insulating casing with a lid, inside of which are placed monitoring systems, measurements with instruments and assemblies, a drainage tank, a system for collecting and removing moisture condensate, made in the form of a grid of moisture-absorbing material.

Известно устройство экологического контроля окружающей среды [Патент РФ №2197743, кл. G01W 1/02, 2003 год], содержащее герметичный корпус с крышкой обтекаемой формы, размещенные внутри корпуса измерительные приборы и закрепленную на корпусе метеомачту в виде трубы с датчиковой метеоаппаратурой.A device for environmental environmental monitoring is known [RF Patent No. 2197743, cl. G01W 1/02, 2003], comprising a sealed enclosure with a streamlined cover, measuring instruments placed inside the enclosure and a weather tower fixed to the enclosure in the form of a pipe with sensor meteorological equipment.

Недостатками известных станций экологического контроля окружающей среды являются высокие массогабаритные параметры, невозможность удаленного мониторинга, недостаточный объем получаемой информации о состоянии окружающей среды.The disadvantages of the known environmental monitoring stations are the high weight and size parameters, the inability to remotely monitor, and the insufficient amount of information received about the state of the environment.

Наиболее близким техническим решением является прибор для метеорологических измерений [Патент на полезную модель №32232, кл. G01W 1/02, 2002 год], содержащий ряд датчиков метеорологических параметров, первичный преобразователь измеренных сигналов, подключенный к каждому из датчиков, блоки измерения и индикации, включающие в себя соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, цифровые индикаторы всех метеопараметров встроены в приборную панель, блоки измерения и индикации, блок сопряжения с внешними устройствами снабжены выходами с возможностью их подключения к внешним.The closest technical solution is a device for meteorological measurements [Patent for utility model No. 32232, class. G01W 1/02, 2002], containing a number of meteorological parameter sensors, a primary transducer of measured signals connected to each of the sensors, measurement and indication units, including a connected analog-to-digital converter and a digital indicator, digital indicators of all meteorological parameters are built into the instrument the panel, measurement and indication units, the interface with external devices are equipped with outputs with the ability to connect to external ones.

Недостатком прототипа является невозможность осуществлять мониторинг физических и химических факторов воздействия на окружающую среду, а также - ограниченная дальность передачи информации.The disadvantage of the prototype is the inability to monitor the physical and chemical environmental factors, as well as the limited range of information transfer.

В основу полезной модели положена задача создания такого устройства экологического мониторинга, которое обеспечивало бы The utility model is based on the task of creating such an environmental monitoring device that would ensure

эффективный контроль параметров окружающей среды, а также удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи.effective control of environmental parameters, as well as convenient and reliable transmission of information via cellular communications.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды, включающее в себя метеорологические датчики, первичный преобразователь измеренных сигналов, подключенный к каждому из датчиков, блок измерения и индикации, блок бесперебойного питания, приборную панель с цифровыми индикаторами, блок сопряжения с внешними устройствами, дополнительно включены датчики экологического мониторинга, блок управления и связи, включающий в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, обрабатывающий информацию с блока измерения и индикации, передающий обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом.This object is achieved in that in a device for automated remote environmental monitoring, including meteorological sensors, a primary transducer of measured signals connected to each of the sensors, a measurement and indication unit, an uninterruptible power supply unit, a dashboard with digital indicators, an interface unit with external devices, additionally included environmental monitoring sensors, a control and communication unit, including a cellular modem, antenna and storage a device processing the information with measurement and display unit, transmitting the processed data to the control station, equipped workstation.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из блока бесперебойного питания 1, который питается от электрической сети или от автономных источников питания, например от ветряка, солнечной батареи или от аккумулятора, преобразователя сигнала 2, блока измерения и индикации 3, блока управления и связи 4, панели с индикаторами 5, антенны 6, блока сопряжения с внешними устройствами 7, метеорологических датчиков 8, химических датчиков 9, физических датчиков 10.Figure 1 shows the structural diagram of the proposed device. It consists of an uninterruptible power supply unit 1, which is powered by an electric network or autonomous power sources, for example, a wind turbine, a solar battery or a battery, a signal converter 2, a measurement and indication unit 3, a control and communication unit 4, a panel with indicators 5, antennas 6, a unit for interfacing with external devices 7, meteorological sensors 8, chemical sensors 9, physical sensors 10.

Устройство монтируется на открытом воздухе, на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли, что позволяет измерять приземную концентрацию загрязняющих веществ, а также адекватно судить о физическом воздействии на окружающую среду. Возможность установить устройство достаточно низко над землей существует благодаря корпусу в антивандальном исполнении.The device is mounted outdoors, at an altitude of 1.5-2.5 m from the surface of the earth, which allows you to measure the surface concentration of pollutants, as well as adequately judge the physical impact on the environment. The ability to install the device low enough above the ground exists thanks to the anti-vandal housing.

Для электроснабжения устройства предлагается использовать готовую инфраструктуру электрического обслуживания пунктов промышленного мониторинга, автомобильных трасс, железнодорожных путей, магистральных трубопроводов и т.д. Например, для экологического мониторинга крупных транспортных магистралей устройство монтируется на осветительные столбы. Для мониторинга мест, где нет доступного электроснабжения, устройство комплектуется автономным источником питания.It is proposed to use a ready-made infrastructure for the electrical service of industrial monitoring points, highways, railways, trunk pipelines, etc. For example, for environmental monitoring of large highways, the device is mounted on lighting poles. To monitor places where there is no available power supply, the device is equipped with an autonomous power source.

Устройство экологического мониторинга работает в автоматическом режиме сбора, обработки и передачи информации в центр обработки данных.The environmental monitoring device operates in the automatic mode of collecting, processing and transmitting information to a data center.

Датчики 8, 9, 10 регистрируют параметры окружающей среды: метеорологические датчики 8 - температуру, влажность, атмосферное давление, скорость воздуха; химические датчики 9 - концентрации газов CO₂, СН₄, СО, NO и др., физические датчики 10 - радиацию, вибрацию, акустическое загрязнение и т.п. Выбор типов датчиков обусловлен потребностями потребителя. Датчики 8, 9, 10 передают информацию на преобразователь сигналов 2, где измеренные метеорологические, физические и химические параметры преобразуются в аналоговый электрический сигнал, который поступает на блок измерения и индикации 3. В нем аналоговый Sensors 8, 9, 10 record environmental parameters: meteorological sensors 8 - temperature, humidity, atmospheric pressure, air velocity; chemical sensors 9 - gas concentrations of CO ₂ , CH ₄ , CO, NO, etc., physical sensors 10 - radiation, vibration, acoustic pollution, etc. The choice of sensor types is determined by the needs of the consumer. Sensors 8, 9, 10 transmit information to signal converter 2, where the measured meteorological, physical and chemical parameters are converted into an analog electrical signal, which is fed to the measurement and indication unit 3. It has an analog

сигнал преобразуется в цифровой и подается на панель с индикаторами 5 и на блок управления и связи 4, с выхода которого через антенну 6 по сотовой связи передаются на диспетчерский пункт, расположение которого определяется возможностями сотовой связи. Линии сотовой связи между диспетчерским и контролируемым пунктом обладают большой устойчивостью, помехозащищенностью и цифровым кодированием. Для линий связи этого типа свойственна большая кратность резервирования, надежность и стабильность.the signal is converted to digital and fed to a panel with indicators 5 and to a control and communication unit 4, from the output of which through an antenna 6 they are transmitted via cellular communication to a control center, the location of which is determined by the capabilities of cellular communications. Cellular lines between the control room and the controlled point are highly stable, noise immunity and digital coding. For communication lines of this type, a large redundancy ratio, reliability and stability are characteristic.

Информация с пункта мониторинга на диспетчерский пункт может поступать несколькими способами: 1) автоматически, после каждого замера; 2) накапливаясь в запоминающем устройстве блока управления и связи 4 в течение заданного времени, по прошествии которого отправляется на автоматизированное рабочее место; 3) при поступлении запроса от оператора диспетчерского пункта; 4) при превышении пороговых значений измеряемых параметров происходит аварийное предупреждение диспетчерского пункта.Information from the monitoring point to the control center can come in several ways: 1) automatically, after each measurement; 2) accumulating in the memory of the control and communication unit 4 for a predetermined time, after which it is sent to the workstation; 3) upon receipt of a request from the operator of the control room; 4) when the threshold values of the measured parameters are exceeded, an emergency warning of the control room occurs.

Благодаря блоку сопряжения с внешними устройствами 7, содержащему СОМ-порт USB-порт, Bluetooth, Wi-Fi, есть возможность подключить устройство экологического мониторинга непосредственно к устройствам регистрации, запоминающим устройствам и/или к персональному компьютеру.Thanks to the interface unit with external devices 7, containing a COM port USB port, Bluetooth, Wi-Fi, it is possible to connect the environmental monitoring device directly to registration devices, storage devices and / or to a personal computer.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды решает поставленную задачу, позволяя осуществлять эффективный контроль параметров окружающей среды, а также удобную и надежную передачу информации по средствам сотовой связи.Thus, the proposed design of a device for automated remote environmental monitoring solves the problem, allowing effective monitoring of environmental parameters, as well as convenient and reliable transmission of information via cellular communications.

Claims

A device for automated remote environmental monitoring, including meteorological sensors, a primary transducer of measured signals connected to each of the sensors, a measurement and indication unit, an uninterruptible power supply unit, a dashboard with digital indicators, an interface unit with external devices, characterized in that the device also includes environmental monitoring sensors, a control and communication unit, including a cellular modem, an antenna and a storage device TVO, processing information with the measurement and display unit that transmits the processed data to the control room, equipped with a workstation.