一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪的制作方法

1.本实用新型涉及环境监管的技术领域，尤其涉及一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪。

背景技术：

2.环保数据采集仪装置，用于环境监管领域，采集、存储、分析转发各种类型监测仪表的数据，并具有向上位机传输数据功能的装置。现场端各类监测仪表如cod自动分析仪、氨氮自动分析仪、总磷自动分析仪、总氮自动分析仪、重金属自动分析仪、vocs自动分析仪、恶臭自动分析仪、流量计、智能电表等等与环保数采仪装置通过各种接口485、232、4～20ma、开关量等多种接口连接，实现监测仪表的自动采集、自动控制运行、自动分析传输等等多种功能。
3.现有的数据采集仪装置数据采集功能单一，无法监测采集设备的状态信息，且自动化程度不高，无法解决污染源间歇性排放污水的企业监测仪器不排水不分析问题，且无法将监测仪表与自动采样器等仪器的仪表供电统一控制，导致供电方式凌乱。

技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提供的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪以解决现有技术中存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.本实用新型提供的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，包括箱体与安装在箱体内的监控单元、数据采集单元、lora无线数据传输模块、供配电单元、视频模块与网络传输模块；
7.所述数据采集单元包括数字信号采集模块、模拟信号采集模块与开关信息采集模块，用于采集仪器仪表、环境监控信号、阀门泵等 485接口、232接口、4～20ma接口、开关量接口的数据采集；
8.所述监控单元包括存储模块、数据处理模块与图形化配置窗口，分别用于数据的储存、数据的分析统计与各类数据上传参数的设置；
9.所述供配电单元包括总断路器、总浪涌保护器、智能电表、ups 电源、断路器与市电断电信号检测器，用于仪器设备一体化供配电及用电监测；
10.所述lora无线数据传输模块与网络传输模块用于设备信息与采集数据信息的实时上传。
11.优选的，所述图形化配置窗口的参数设置类型包括通讯参数设置、污染物上传标志设置、监测指标实时数据上传设置、自定义控制命令设置、自定义提取命令设置、自定义监测因子命令设置、自定义监测因子提取命令设置、多种分钟历史数据设置、小时历史数据设置、日历史数据设置、排污口流量设置、留样信息上传设置、采样器信息上传设置、采样器故障状态上传设置、监测仪器测量值上传设置、监测仪器状态上传设置、监测仪器告警信息
上传设置、质控仪器测量值上传设置、质控仪器状态上传设置、告警信息上传设置、泵阀及消防安防状态上传设置。
12.优选的，所述视频模块包括摄像机与录像机，用于监控污染源排放口的视频监控、环境监测站房监控、关键排污点监控、污水处理工艺监控。
13.优选的，所述网络传输模块的工作模式为无线传输与有线传输模式中的至少一种。
14.优选的，所述数据采集单元的通讯协议为modbus rtu协议、 modbus ascii协议、modbus tcp协议、dtu协议、西门子协议、abb 协议、三菱协议中的一种或多种。
15.上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
16.1、通过lora无线数据传输模块、网络传输模块、数据采集单元与监控单元可以自动上传设备信息与采集数据，并对各类数据进行处理与上传，且通过图形化配置窗口可以设置上传数据信息、告警信息阈值与排污口流量启动阈值可以实现数据与设备状态的自动上传与告警。
17.2、通过图形化配置窗口可以设置排污口流量启动阈值进行间歇来水采样，实现数据采集仪装置的智能化自动化运行。
18.3、通过供配电单元可以统一规划设备供电。
附图说明
19.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
20.图1是本实用新型实施例1提供的箱体内部模块图；
21.图2是本实用新型实施例1提供的系统架构图；
22.图3是本实用新型实施例1提供的监控单元模块图；
23.图4是本实用新型实施例1提供的数据采集单元模块图；
24.图5是本实用新型实施例1提供的供电单元模块图。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。
26.应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行说明，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本实用新型实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
31.实施例1：
32.如图1-图5所示，一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，包括箱体与安装在箱体内的监控单元、数据采集单元、lora无线数据传输模块、供配电单元、视频模块与网络传输模块；
33.所述数据采集单元包括数字信号采集模块、模拟信号采集模块与开关信息采集模块，用于采集仪器仪表、环境监控信号、阀门泵等 485接口、232接口、4～20ma接口、开关量接口的数据采集；
34.所述监控单元包括存储模块、数据处理模块与图形化配置窗口，分别用于数据的储存、数据的分析统计与各类数据上传参数的设置；
35.所述供配电单元包括总断路器、总浪涌保护器、智能电表、ups 电源、断路器与市电断电信号检测器，用于仪器设备一体化供配电及用电监测；
36.所述lora无线数据传输模块与网络传输模块用于设备信息与采集数据信息的实时上传，通过lora无线数据传输模块、网络传输模块、数据采集单元与监控单元可以自动上传设备信息与采集数据，并对各类数据进行处理上传，且通过图形化配置窗口可以设置上传数据信息、告警信息阈值与排污口流量启动阈值可以实现数据与设备状态的自动上传与告警，还可以根据排污口流量启动阈值进行间歇来水采样，实现数据采集仪装置的智能化自动化运行，通过供配电单元可以统一规划设备供电。
37.如图2所示，所述图形化配置窗口的参数设置类型包括通讯参数设置、污染物上传标志设置、监测指标实时数据上传设置、自定义控制命令设置、自定义提取命令设置、自定义监测因子命令设置、自定义监测因子提取命令设置、多种分钟历史数据设置、小时历史数据设置、日历史数据设置、排污口流量设置、留样信息上传设置、采样器信息上传设置、采样器故障状态上传设置、监测仪器测量值上传设置、监测仪器状态上传设置、监测仪器告警信息上传设置、质控仪器测量值上传设置、质控仪器状态上传设置、告警信息上传设置、泵阀及消防安防状态上传设置，通过图形化配置窗口勾选因子，即可自动上传状态和告警信息。
38.如图1所示，所述视频模块包括摄像机与录像机，用于监控污染源排放口的视频监控、环境监测站房监控、关键排污点监控、污水处理工艺监控，所述网络传输模块的工作模式为无线传输与有线传输模式中的至少一种，所述数据采集单元的通讯协议为modbus rtu协议、 modbus ascii协议、modbus tcp协议、dtu协议、西门子协议、abb 协议、三菱协议中的一种或多种。
39.综上所述，本实用新型提供的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪的具体实施方式为：
40.1、通过箱体和供配电单元整合数据采集仪装置各类监测仪器配电设备接口，将污染源在线监测系统进行统一供配电管理，实现电能智能化监控、市电的在线监测、装置环境的温度、湿度智能化监控，可以有效规范系统的配电管理和供配电的智能化监控。
41.2、通过lora无线数据传输模块部署在流量计/监测仪器旁和数据采集仪装置内成对的无线数据传输模块，只需要在设备旁配置好相应的波特率、奇偶校验位、空中速率、发射功率、频率通道、模块地址等参数，即可完成两端的参数匹配，解决特殊工况下的无法布线的场景，实现设备数据的无线传输。
42.3、通过部署在箱体内的视频模块，预留多路视频传输接口和多种视频传输通讯协议，可以实现多路智能摄像机视频信息的接入、存储、智能分析和传输，同时可以使视频和监测仪器数据以及流量数据的叠加，可以更好的提供可视化的视频数据场景，可以有效解决传统数据传输仪无法接入视频信息的弊端。
43.4、通过数据采集单元预留的接口和lora无线数传模块可以接入更多的监管系统设备数据，实现单个污染源站点多套监管系统一套数据采集仪装置，就可以解决各个系统信息数据孤立的现象。比如污染源运行设施的用电监控设备智能电表数据的接入，工业废气vocs数据的接入、污染源给排水量数据的接入等等。
44.5、网络传输模块的接入可以实现装置监测仪器设备数据和视频信息同时传输，能够接入4g/5g无线网络、宽带有线网络等。
45.实施例2.
46.本实用新型提供的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪的间歇来水采样模式启动流程为：
47.1监控单元下发来水信号先排空a/b混匀桶启动初期阶段的第一次采样，初期采样间隔＝总采样时间/初期采样次数，初期采样量＝总采样量/初期采样次数，每次采样次数满足初期采样次数即开始供样初期次数设置1初期启动1次供样，初期次数设置2初期启动2次供样，以此类推；
48.2满足初期采样次数计1次初期次数，累计初期次数等于设定初期次数后转入后期采样流程，后期采样流程后期间隔时间＝总采样时间/后期采样次数，后期采样量＝总采样量/后期采样次数，满足后期采样次数后启动后期供样；
49.3流量限值要求：当协议下发的流量大于流量限制时启动该间歇流程，流量连续90分钟小于流量限值停止间歇流程，当流量再次大于流量限值启动新一轮间歇模式；
50.实施例3：本实用新型提供的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪的间歇模式接收停止命令流程处理：
51.1正流程中，间歇前后期供样前判断有效采样次数*单次采样量大于等于1000ml默认1000ml，监控单元可远程修改，本地界面不可修改。，正常执行供样流程。否则跳过供样流程，同时报警供样失败，下次采样正常执行。
52.2间歇执行中接收到停止信号后，启动上述累计采样量大于等于 1000ml判断，条件满足，启动供样流程，并执行分析等待超标留样等流程，若总累计采样量不满足1000ml本次间歇模式停止，进入待机状态。
53.3当接收停止命令设备立即停止采样，若设备处于供样、留样、分析等待，混匀桶排空状态已发生供样及未混匀桶排空之间的阶段等待本超标留样结束，进入待机状态。
54.4当接收停止命令设备处于供样、留样、分析等待，混匀桶排空状态已发生供样及未混匀桶排空之间的阶段等待本超标留样结束期间，此时又多次收到新的间歇模式的启动或者停止命令，按照最后一次命令执行，若最后一次命令为间歇模式停止，则完成超标留样后设备待机，直到新的间隙模式启动命令再次启动。若收到的最后一次命令为间歇模式启动，则在该期间结束后，再次启动间歇初期模式，进入初期采样。
55.5断电再次上电，采样器排空混匀桶在系统设置界面设置上电排空混匀桶为“是”，清空a、b桶采样次数、设备初始化，等待间歇初期启动命令。
56.6停止设备再次运行，接收间歇初期模式信号启动间歇初期流程。
57.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，其特征在于，包括箱体与安装在箱体内的监控单元、数据采集单元、lora无线数据传输模块、供配电单元、视频模块与网络传输模块，所述数据采集单元包括数字信号采集模块、模拟信号采集模块与开关信息采集模块，用于采集仪器仪表、环境监控信号、阀门泵485接口、232接口、4～20ma接口、开关量接口的数据采集，所述监控单元包括存储模块、数据处理模块与图形化配置窗口，分别用于数据的储存、数据的分析统计与各类数据上传参数的设置，所述供配电单元包括总断路器、总浪涌保护器、智能电表、ups电源、断路器与市电断电信号检测器，用于仪器设备一体化供配电及用电监测，所述lora无线数据传输模块与网络传输模块用于设备信息与采集数据信息的实时上传。2.根据权利要求1所述的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，其特征在于：所述视频模块包括摄像机与录像机，用于监控污染源排放口的视频监控、环境监测站房监控、关键排污点监控、污水处理工艺监控。3.根据权利要求1所述的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，其特征在于：所述网络传输模块的工作模式为无线传输与有线传输模式中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，其特征在于：所述数据采集单元的通讯协议为modbus rtu协议、modbus ascii协议、modbus tcp协议、dtu协议、西门子协议、abb协议、三菱协议中的一种或多种。

技术总结

本实用新型提供了一种基于lora无线传输技术的智能多功能型环保数据采集仪，包括箱体与安装在箱体内的监控单元、数据采集单元、lora无线数据传输模块、供配电单元、视频模块与网络传输模块，本实用新型通过lora无线数据传输模块、网络传输模块、数据采集单元与监控单元可以自动上传设备信息与采集数据，并对各类数据进行处理上传，且通过图形化配置窗口可以设置上传数据信息、告警信息阈值与排污口流量启动阈值可以实现数据与设备状态的自动上传与告警，还可以根据排污口流量启动阈值进行间歇来水采样，实现数据采集仪装置的智能化自动化运行，通过供配电单元可以统一规划设备供电。电。电。