一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)。其包括多個傳感器節(jié)點、局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備、計算服務(wù)器、顯示裝置和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫；傳感器節(jié)點安裝于停機坪的廊橋和地面之上；多個傳感器節(jié)點通過局域網(wǎng)與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備相連；計算服務(wù)器分別與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備、顯示裝置和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫相連接；局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備包括有線組網(wǎng)設(shè)備和無線組網(wǎng)設(shè)備。本發(fā)明效果：可對停機坪近機位和遠(yuǎn)機位的空氣質(zhì)量和噪聲實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測，采樣時間短，實時性強，且能夠預(yù)測污染物和噪聲分布的發(fā)展趨勢。本發(fā)明能夠提高停機坪環(huán)境監(jiān)測的自動化程度，實現(xiàn)污染物和噪聲分布范圍的實時顯示和預(yù)測。
【專利說明】一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、有害氣體檢測技術(shù)和噪聲檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，航空運輸對環(huán)境的影響越來越受到人們的重視。在機場范圍內(nèi)，飛機發(fā)動機、飛機輔助動力裝置(APU)和地面車輛排放的尾氣是大氣污染物的主要來源。除此之外，飛機、車輛和地面設(shè)備在工作時還會形成噪聲污染。這些都會危害到機場工作人員和機場附近居民的身體健康。在西方發(fā)達(dá)國家，有明確的法規(guī)來規(guī)定機場污染物的排放和噪聲強度。而我國在此方面起步較晚，尚缺乏相關(guān)法規(guī)約束，國內(nèi)機場也沒有設(shè)置能夠?qū)ξ廴疚锖驮肼曔M行監(jiān)測的設(shè)施。在目前國內(nèi)環(huán)保力度逐漸加大的趨勢下，對機場污染物和噪聲進行監(jiān)測有助于掌握機場環(huán)境數(shù)據(jù)，為進一步的機場環(huán)境污染的控制提供科學(xué)依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)包括:多個傳感器節(jié)點、局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備、計算服務(wù)器、顯示裝置和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫；其中:傳感器節(jié)點為監(jiān)測信息采集裝置，安裝于停機坪的廊橋和地面之上，每個機位安裝有若干個；多個傳感器節(jié)點通過局域網(wǎng)與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備相連接；計算服務(wù)器分別與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備、顯示裝置和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫相連接；局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備包括有線組網(wǎng)設(shè)備和無線組網(wǎng)設(shè)備。
[0005]所述的有線組網(wǎng)設(shè)備為交換機或路由器；無線組網(wǎng)設(shè)備是無線基站，無線基站安裝于航站樓以及停機坪內(nèi)。
[0006]所述的計算服務(wù)器通過有線網(wǎng)絡(luò)與機場生產(chǎn)內(nèi)網(wǎng)相連。
[0007]所述的計算服務(wù)器與機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫通過有線網(wǎng)絡(luò)相連。
[0008]所述的傳感器節(jié)點包括:溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、氮氧化物傳感器、顆粒物傳感器、聲傳感器、信號處理電路、微處理器、無線傳輸模塊和有線網(wǎng)絡(luò)模塊；其中:溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、氮氧化物傳感器、顆粒物傳感器和聲傳感器均與信號處理電路相連，信號處理電路與微處理器相連接，微處理器(17)同時與無線傳輸模塊和有線網(wǎng)絡(luò)模塊相連接。
[0009]所述的傳感器節(jié)點分為壁掛式和嵌入式，其中壁掛式節(jié)點安裝于廊橋上；嵌入式節(jié)點埋設(shè)在飛機周圍的地面。
[0010]本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果是:本系統(tǒng)可對停機坪近機位和遠(yuǎn)機位的空氣質(zhì)量和噪聲實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測，采樣時間短，實時性強，且能夠預(yù)測污染物和噪聲分布的發(fā)展趨勢。傳感器節(jié)點可以檢測二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物此類典型空氣污染物以及環(huán)境噪聲，并將污染物濃度和噪聲強度數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備；局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備再將傳感器節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎惴?wù)器；計算服務(wù)器則結(jié)合污染物和噪聲擴散模型對傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)進行處理，得到污染物和噪聲分布及其發(fā)展趨勢預(yù)測，并在顯示裝置上進行實時顯示以及對超過閾值的污染物和噪聲發(fā)出報警信號。本發(fā)明能夠提高停機坪環(huán)境監(jiān)測的自動化程度，實現(xiàn)污染物和噪聲分布范圍的實時顯示和預(yù)測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
[0012]圖2為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點構(gòu)成框圖。
[0013]圖3為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪近機位安裝示意圖。
[0014]圖4為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪近機位安裝示意圖。
[0015]圖5為本系統(tǒng)中無線基站安裝不意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)進行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)包括:多個傳感器節(jié)點
1、局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備3、計算服務(wù)器5、顯示裝置4和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫6 ;其中:傳感器節(jié)點I為監(jiān)測信息采集裝置，安裝于停機坪的廊橋和地面之上，每個機位安裝有若干個；多個傳感器節(jié)點I通過局域網(wǎng)2與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備3相連接；
[0018]計算服務(wù)器5為本系統(tǒng)的核心計算機，其分別與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備3、顯示裝置4和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫6相連接；
[0019]局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備3包括有線組網(wǎng)設(shè)備和無線組網(wǎng)設(shè)備，其中有線組網(wǎng)設(shè)備可以是交換機、路由器等，其與傳感器節(jié)點I通過網(wǎng)線連接，自動實現(xiàn)局域網(wǎng)組網(wǎng)；所述有線組網(wǎng)設(shè)備在收到傳感器節(jié)點I發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，將其轉(zhuǎn)發(fā)到計算服務(wù)器5 ；
[0020]所述的無線組網(wǎng)設(shè)備是無線基站22，無線基站22安裝于航站樓以及停機坪內(nèi)，安裝示意圖如圖5所示，所有無線基站22的信號需要能夠覆蓋停機坪的近機位和遠(yuǎn)機位所有區(qū)域，并具有一定冗余，無線基站采用無中心組網(wǎng)方式組成無線局域網(wǎng)，當(dāng)某個無線基站22發(fā)生故障時，其余無線基站22可自行重新組網(wǎng)，不影響正常通訊；無線基站22在收到傳感器節(jié)點I發(fā)送的數(shù)據(jù)包后將其轉(zhuǎn)發(fā)到計算服務(wù)器5。
[0021]所述的計算服務(wù)器5通過有線網(wǎng)絡(luò)與機場生產(chǎn)內(nèi)網(wǎng)8相連，因此可以查詢機場氣象信息(如風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓等)以及飛機起落計劃等信息，當(dāng)接收到傳感器節(jié)點I的檢測數(shù)據(jù)后，計算服務(wù)器5根據(jù)內(nèi)部存儲的大氣污染物擴散模型和聲傳播模型，結(jié)合風(fēng)速和風(fēng)向信息計算出污染物和噪聲在整個停機坪內(nèi)的分布情況，并在顯示裝置4上實時進行顯示，當(dāng)某一區(qū)域的污染物濃度超過安全閾值時，顯示裝置4的界面上會對相應(yīng)區(qū)域給出報
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[0022]所述的計算服務(wù)器5與機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫6通過有線網(wǎng)絡(luò)相連，可以實時將污染物濃度、噪聲強度、溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和報警信息存入數(shù)據(jù)庫6，同時計算服務(wù)器5也可從機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫6讀取歷史環(huán)境信息，以供進一步分析使用；
[0023]所述的計算服務(wù)器5內(nèi)部存儲有所有機型APU和地面設(shè)備的污染物排放數(shù)據(jù)，通過查詢飛機起落計劃，結(jié)合大氣污染物擴散模型和聲傳播模型，可以預(yù)測未來污染物和噪聲分布的變化趨勢。
[0024]所述的機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫6還通過有線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)7相連，相關(guān)管理部門可以通過互聯(lián)網(wǎng)7掌握停機坪內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0025]如圖2所示，所述的傳感器節(jié)點I包括:溫濕度傳感器9、二氧化碳傳感器10、一氧化碳傳感器11、二氧化硫傳感器12、氮氧化物傳感器13、顆粒物傳感器14、聲傳感器15、信號處理電路16、微處理器17、無線傳輸模塊18和有線網(wǎng)絡(luò)模塊19 ;其中:溫濕度傳感器
9、二氧化碳傳感器10、一氧化碳傳感器11、二氧化硫傳感器12、氮氧化物傳感器13、顆粒物傳感器14和聲傳感器15均與信號處理電路16相連,信號處理電路16與微處理器17相連接，微處理器17同時與無線傳輸模塊18和有線網(wǎng)絡(luò)模塊19相連接。
[0026]二氧化碳傳感器10、一氧化碳傳感器11、二氧化硫傳感器12、氮氧化物傳感器13和顆粒物傳感器14用以檢測飛機APU和機場地面車輛等裝置所排放的相應(yīng)有害氣體和顆粒物，聲傳感器15用以檢測APU和地面設(shè)備所發(fā)出的噪聲，溫濕度傳感器9用以采集環(huán)境溫濕度，以對其它傳感器進行溫濕度漂移補償；另外，傳感器節(jié)點I上還可安裝其它氣體傳感器或其它物理量傳感器，以擴展傳感器節(jié)點的功能；所述其它物理量傳感器可以是風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓傳感器等等。
[0027]所述的傳感器節(jié)點I上所有傳感器輸出的信號經(jīng)過信號處理電路16放大、濾波和轉(zhuǎn)換后送入微處理器17 ;所述的微處理器17采用低功耗單片機，如MSP430等，其按照一定的采樣間隔讀取上述各傳感器經(jīng)信號處理電路16處理后的電信號，然后將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的濃度、溫濕度和聲強，同時進行溫濕度漂移補償；無線傳輸模塊18和有線網(wǎng)絡(luò)模塊19可實現(xiàn)無線組網(wǎng)或有線網(wǎng)絡(luò)連接；所述的傳感器節(jié)點I將檢測到的濃度、溫濕度和聲強數(shù)據(jù)按照一定規(guī)則打包，然后通過無線傳輸模塊18或有線網(wǎng)絡(luò)模塊19向局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備3發(fā)送。
[0028]圖3為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪近機位安裝示意圖。如圖3所示，停機坪內(nèi)的所有傳感器節(jié)點I組成一個傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；傳感器節(jié)點I分為壁掛式和嵌入式，其中:壁掛式節(jié)點安裝于廊橋21上，每個廊橋視具體情況均勻安裝若干個，壁掛式節(jié)點的外殼具有防水防塵功能，并設(shè)有防水防塵的通氣孔，保證內(nèi)部傳感器與外界空氣的接觸；嵌入式節(jié)點埋設(shè)在飛機20周圍的地面，每個機位視具體情況均勻安裝若干個，嵌入式節(jié)點外殼具有防水防塵功能，且能夠承受飛機或地面車輛的重量，安裝時保證外殼的上沿與地面平齊，不影響飛機和車輛的正常通行；嵌入式節(jié)點的外殼上沿同樣設(shè)有防水防塵的通氣孔。
[0029]圖4為本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在停機坪遠(yuǎn)機位安裝示意圖。遠(yuǎn)機位的傳感器節(jié)點均為嵌入式，埋設(shè)在飛機20周圍的地面，每個機位視具體情況均勻安裝若干個。
[0030]圖3和圖4僅給出典型的傳感器節(jié)點I布局，在不同機場安裝可根據(jù)具體情況調(diào)整節(jié)點數(shù)量和安裝位置。
【權(quán)利要求】
1.一種機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:其包括:多個傳感器節(jié)點(I)、局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備(3)、計算服務(wù)器(5)、顯示裝置(4)和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫(6);其中:傳感器節(jié)點(I)為監(jiān)測信息采集裝置，安裝于停機坪的廊橋和地面之上，每個機位安裝有若干個；多個傳感器節(jié)點⑴通過局域網(wǎng)⑵與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備⑶相連接；計算服務(wù)器(5)分別與局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備(3)、顯示裝置(4)和機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫(6)相連接；局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備(3)包括有線組網(wǎng)設(shè)備和無線組網(wǎng)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的有線組網(wǎng)設(shè)備為交換機或路由器；無線組網(wǎng)設(shè)備是無線基站22，無線基站22安裝于航站樓以及停機坪內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的計算服務(wù)器(5)通過有線網(wǎng)絡(luò)與機場生產(chǎn)內(nèi)網(wǎng)(8)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的計算服務(wù)器(5)與機坪環(huán)境數(shù)據(jù)庫(6)通過有線網(wǎng)絡(luò)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感器節(jié)點(I)包括:溫濕度傳感器(9)、二氧化碳傳感器(10)、一氧化碳傳感器(11)、二氧化硫傳感器(12)、氮氧化物傳感器(13)、顆粒物傳感器(14)、聲傳感器(15)、信號處理電路(16)、微處理器(17)、無線傳輸模塊(18)和有線網(wǎng)絡(luò)模塊(19);其中:溫濕度傳感器(9)、二氧化碳傳感器(10)、一氧化碳傳感器(11)、二氧化硫傳感器(12)、氮氧化物傳感器(13)、顆粒物傳感器(14)和聲傳感器(15)均與信號處理電路(16)相連，信號處理電路(16)與微處理器(17)相連接，微處理器(17)同時與無線傳輸模塊(18)和有線網(wǎng)絡(luò)模塊(19)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場停機坪環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感器節(jié)點(I)分為壁掛式和嵌入式，其中壁掛式節(jié)點安裝于廊橋(21)上；嵌入式節(jié)點埋設(shè)在飛機(20)周圍的地面。
【文檔編號】G01D21/02GK103983303SQ201410187342
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】張積洪, 王陽, 費春國, 陳維興, 李龍順, 孫毅剛, 李宗帥, 侯啟真, 黃哲理 申請人:中國民航大學(xué)