智能环保工程测控系统的设计与应用

智能环保工程测控系统的设计与应用

任慧

372929198701290949

摘要：随着我国生态环境的不断变化，在对环境监测的过程中，传统的测控技术已经无法满足人们的实际需求。智能环保工程测控系统作为新兴的技术手段，能够通过各种网络和应用终端向环保设备的维护人员发出警报，提升测控数据的有效性和实效性。在此基础上，本文详细分析智能生态测控系统的设计与应用，希望能够更好地提升企业的生产效益，为环保监管提供信息化的应用平台，达到社会化宏观管理的目的。

关键词：智能环保；工程测控；设计应用；测控系统

随着国民经济的快速发展，我国大气环境污染的形势日益严峻。国家大力整治工业废气、废水的排放，从而推进环保工程项目的实施。基于此，需要对环保工程项目进行全面信息提取和采集，运用遥感遥测技术和传感器融合运算分析，使系统提升为智能环保测控系统。

1环保工程项目及传感器的配备

常见的环保设备包含：公共环卫设施过滤除尘设备、污水处理设备、空气净化设备、固废处理设备、环卫清洁设备等。一个环保工程项目中通常包含有多个环保设备，不同的环保设备需根据其特点配备相应的传感器。兰宝废气净化处理设备主要处理工业废气，采用国际领先的低温等离子和光化学技相结合的废气处理最新技术。根据其功能特点，传感器主要安装在进风口、低温等离子模块、光化学反应模块、风机、出风口、主副水箱等部位，监控设备的运行状况。根据紧要程度将传感器分为原机传感器和附加传感器。原机传感器是设备正常运行所必须的传感器，如主副水箱的水位、压力传感器等。附加传感器是为了更好地检测环保设备的运行状况而配备的一些传感器，这些传感器分布在环保设备各个功能模块上，形成附加传感器网，实时检测各功能模块的运行状况。

2测控系统设计的技术基础

2.1嵌入式微处理器

嵌入式微处理器的使用基本上有两个方面：第一，是与被控对象进行紧密结合，并且面向控制的电子应用；第二，是应用数据驱动的计算机应用程序。这两种不同类型的嵌入式微处理器和工业控制计算机相比，其整体的体积与重量都相对较低，最重要的是该处理器的制作成本很低，并且可靠性非常高。

2.2控制网络技术的应用

现场总线技术主要指的是一种可以满足多方位通讯的数据总线。现场总线技术完全或者一些部分符合IOS/OSI开放式系统的互联网参考模型的通讯协议，被广泛地应用到工业控制的各个领域。利用3G技术实现信息采集本地化、管理本地化和功能下放。信号数字化、分散控制、开放性和互操作性强，可以充分展示出总线的特性，通讯电缆用于连接现场设备，数字信号代替4-20I NA/24VBC信号，完成现场设备控制、监控、远程编程等功能；系统标准的开放性要求使其具有更好的互操性，从而促使各个生产厂家便于更改产品在总线上的集成度，并将控制相应的算法、工艺流程和其他控制技术的经验转移到整个系统中。现场总线技术正在各种控制应用中迅速发展，CAN总线一开始就以其独特的设计理念、良好的功能性和可靠性，在其他行业中越来越受欢迎。目前，CAN总线广泛应用于智能楼宇、安防监控、电梯、电力、机器人、纺织机械、医疗设备、自动化设备等领域。

2.3应用规约

根据互联网上称为ISO/OSI的7层模型，Ethernet需要标准以太网技术和TCP/IP协议，结合不同应用层行业规约使用。不同的工业环境需要不同的应用协议，互操性很困难。FTP、Telnet、SMTP、HTTP、SNMP等应用层协议可以保证业务互通。在工业测控技术和工业自动化领域，目前还没有单一的应用层，因此每个生产厂家都需要有自己的应用规范。CIP是一种应用层协议，专为生产控制而开发。它由抽象模型进行描述，提供一系列用于访问数据和管理设备操作的服务。它不依赖于介质的物理层或数据传输通道层，最大的特点是对信息的控制和协调。不同地方控制网络使用相同的CIP，部分控制用于实时通信，另一部分信息用于非实时通信。这些协议包括I EC60870-5-1(5)，分别定义传输帧格式、信道传输规则、应用的通用数据结构、应用信息元素的定义和编码以及应用的基本功能。为实现基于IEC60870-5系列标准兼容设备之间的交换目的，开发支持标准IEC60870-5-101（104）。它们基于IEC 60870-5系列标准并添加语义、性能、定义特定数据中心目标或定义数据中心支持的其他规则并定义标准参数。

2.4抗干扰技术

环保工程的测控系统在运行过程中，也容易受到各种因素的影响，导致最终测控结果的不准确。这些干扰因素可以分成两方面：内部干扰和外部干扰。内部干扰主要是由于系统结构、制造工艺等方面所产生的，例如：配件的噪声、运行中电容引起的电磁感应等。由外界因素引起的外部干扰相对较多，例如：通信设备之间的无线电波、雷电天气、空气中的温湿度等。在测控系统运行的过程中，内部干扰与外部干扰在本质上是相同的，能够相互作用，并且都会对最终的测控数据产生一定的影响。因此在进行环境测控的过程中，需要及时消除干扰源头，从而保障测控数据的准确性。抗干扰技术的应用能够帮助测控系统对周围环境的检测进行良好的控制，及时将传感器的波纹以及物理量进行有效的监测并进行记录，从而保证整个测控流程的准确性与实施性。

2.5系统硬件设计以及应用

在环保测控系统的运行过程中，单个环保设备的传感器与环保设备模块直接相连，采集得到的信号通过RS-485通讯协议向接口计算机进行信号采集。附加的传感器主要用于判断环境污染装置中各个功能模块工作时所处的环境是否正常，排放是否异常。维护工作人员可以直接通过当地的人机操作界面来掌握环保设备的工作运行状态，设定环保装置的工作参数，执行一些设备的清洗、紧急停止等指示。这些命令都是由PLC逻辑连接到控制模块中，就可以采取合理的措施。此外，环保建设工程往往是一个整体性综合环保系统，每个环境管理系统都需要具有一套与之相应的外部计算机用于进行数据采集和使用于各种人机界面。本地记录的数据由集线器连接至集线器，然后由工业太网连接至工业交换机以及网络交换机。同时，还可以自动配备相应的网络服务器、数据库服务器、客户端服务器等，可在本地控制中心上同时对用户进行监测。

3远程监控技术的应用

在环保工程测控系统的应用过程中，GPRS通信网络主要用于远程的数据传送，可以把当地控制中心的数据直接传送给工作人员。遥感器的远程终端可选择智能手机或平板电脑等移动设备，极大地方便工作人员的操作。即使设备维护人员不在现场，也能准确掌握设备运行情况。

4系统软件设计以及应用

以环保智能尾气处理系统为例，环保工程测控系统在单个环保设备的控制过程中，使用带传感器的环保设备软件的开发流程如下：首先，系统开机后，先检查吸力传感器的工作情况，如果正常则检查收集到的气体。分析元件，开启相应的传感器自检模块，将涉及指令各走不同的流水线，保证CPU运行速度的最大化。控制方便，功能齐全。语音识别模块芯片LD3320是一款专为“语音识别”而设计的芯片，它可以识别所有普通话中文，该芯片是集成语音信号收集和识别算法。

5结语

本文针对国内外传统景区建设发展现状的不足，介绍了一款全新的智能导览机器人，从外部结构设计、内部系统框架设计、功能及其原理等多个方面开展研究，并通过人工智能技术、科学、文化的融合创新不断深化，满足了游客的碎片化需求、提高旅游服务效率和促进文旅产业融合发展。

参考文献：

[1]李涛,冯思敏,张磊.自主导览互动机器人的设计[J].甘肃科学学报,2020,32(4):15-19.

[2]李娟,秦伟.基于视觉的移动机器人避障控制系统设计[J].机床与液压,2021,49(15):24-28.