1. Analyse de fond
(1) Situation actuelle de la pollution
Avec le développement rapide de l'industrialisation et de l'urbanisation, le problème de la pollution atmosphérique s'aggrave. PM2,5, la concentration excessive de polluants tels que l'ozone (O3), le dioxyde de soufre (SO₂) et les oxydes d'azote (NOx) est devenue un problème mondial. Selon l'Organisation mondiale de la santé, environ 90 % de la population mondiale est exposée à des conditions atmosphériques excessives, ce qui entraîne une augmentation significative des risques pour la santé, tels que les maladies respiratoires et cardiovasculaires. Selon un rapport de l'Agence internationale de l'énergie, plus de 6,5 millions de personnes meurent chaque année des suites de la pollution atmosphérique dans le monde. Le rapport prévoit que ce chiffre atteindra 7,5 millions d'ici 2040. En raison de l'aggravation de la pollution atmosphérique ces dernières années, le taux d'incidence augmente également d'année en année, en particulier chez les personnes âgées, les enfants et les femmes enceintes, dont la résistance est bien plus faible que celle des jeunes, ce qui en fait également les principales victimes de la pollution atmosphérique. La pollution atmosphérique peut nuire au corps humain de trois manières : l’inhalation d’air pollué, le contact cutané avec l’air pollué et l’ingestion d’aliments contenant des polluants atmosphériques. Outre les maladies respiratoires et pulmonaires, elle peut également nuire au système cardiovasculaire, au foie, etc., et dans les cas graves, entraîner la mort. Partout dans le monde, les gouvernements ont mis en place des politiques strictes de prévention et de contrôle de la pollution atmosphérique, telles que la « Campagne de défense du ciel bleu » en Chine et le « Plan pour un air pur » de l’UE, afin de promouvoir le développement de technologies de surveillance environnementale en temps réel, précises et intelligentes.
(2) Points faibles techniques
Les méthodes de surveillance traditionnelles reposent sur des stations fixes et un échantillonnage manuel, qui présentent des problèmes tels qu'une précision insuffisante des équipements (par exemple, une erreur de surveillance des PM2,5 supérieure à ± 15 %), une couverture limitée (couvrant uniquement les zones urbaines centrales), des mises à jour des données tardives (30 minutes) et des coûts élevés. Il est donc urgent de disposer d'une solution intelligente de surveillance de l'environnement atmosphérique, efficace, flexible et évolutive, pour faire face à des scénarios de pollution complexes et changeants.
2. Brève description du plan
En intégrant la surveillance de l'environnement atmosphérique à l'architecture IoT, au cloud computing, au réseau local/réseau de communication et à d'autres technologies de connexion multi-réseaux transparentes, un système intelligent de surveillance de l'environnement atmosphérique est établi pour jouer un rôle important dans la surveillance quotidienne, la gestion et la réponse d'urgence de la qualité atmosphérique.
Le système de surveillance basé sur un centre de serveur de cloud computing peut accueillir des données de surveillance provenant de dizaines de milliers de points de surveillance, formant ainsi une plate-forme de surveillance régionale pour réaliser une surveillance et une gestion unifiées au sein de la région.
Basé sur l'Internet des objets et la technologie du Big Data, un système intégré de surveillance de la perception, de la transmission, de l'analyse et de la prise de décision est construit pour réaliser une surveillance en temps réel, une traçabilité précise et un contrôle intelligent des sources de pollution atmosphérique, aidant les gouvernements et les entreprises à atteindre leurs objectifs de gouvernance environnementale.
3. Architecture globale de la solution
4. Caractéristiques fonctionnelles
(1) Surveillance en temps réel tout au long de la journée
Collectez des données caractéristiques importantes telles que la poussière (PM2,5, PM10), le bruit, la météorologie et la qualité de l'air (SO2, NO2, CO, O3) pour évaluer en temps réel l'état de sécurité global du site. Vue cockpit, affichage dynamique du classement régional de la pollution et de l'évaluation des risques sanitaires.
(2) Analyse automatique des données
Calculez les données collectées selon l'algorithme défini par l'utilisateur et convertissez les données brutes des capteurs en données représentatives de l'état de sécurité. Fournissez des rapports de données intuitifs et des cartes dynamiques pour faciliter la prise de décision. Carte thermique de la pollution intégrée et modèle de traçabilité, prenant en charge l'analyse multidimensionnelle des données. Combinez des modèles météorologiques avec des algorithmes de diffusion de la pollution pour localiser rapidement les sources de pollution.
(3) Avertissement d'analyse multiple
En cas de situations anormales telles que le dépassement du seuil ou la panne de l'équipement, le système déclenchera le mécanisme d'alarme à trois niveaux correspondant et avertira l'utilisateur sous forme de SMS, d'e-mail, etc. dans les plus brefs délais.
(4) Fournir une base de référence
Le stockage des données de surveillance fournit une base d’analogie pour les futures alertes sur la qualité de l’air.
(5) Gestion du plan d'urgence
Extraire les méthodes de traitement correspondantes directement de la bibliothèque du plan d'urgence, prendre rapidement des mesures telles que l'intervention et l'évacuation du personnel et réduire les dommages causés par la pollution de l'environnement.
5. Affichage de la plateforme
6. Affichage mobile
7. Équipements et terminaux associés
(1) Passerelle
1) Prend en charge plusieurs modes sans fil, notamment WIFI, 2G et 4G.
2) Conception d'application de qualité industrielle, avec des interfaces riches telles que RS232/RS485, CAN, GPIO, ADC, etc.
3) L'interface de la carte SIM/UIM dispose d'une protection ESD 15KV intégrée.
4) Conception d'entrée d'alimentation large DC5-36V, répond aux exigences de compatibilité électromagnétique de niveau industriel 4 EMC, protection contre la foudre de l'interface d'antenne et a passé 1500 heures de tests en environnement difficile à haute température et à haute humidité.
5) Protection intégrée du logiciel et du matériel à plusieurs niveaux, auto-détection des pannes et auto-réparation, garantissant un fonctionnement stable et fiable de l'équipement 24 heures sur 24 sans surveillance humaine.
6) Adoption d'un mécanisme de détection de lien multicouche. Prise en charge des pulsations de la couche PPP, de la détection ICMP, du trafic d'interface, des paquets de pulsations TCP et d'autres mécanismes de détection de lien pour détecter les conditions de liaison, réaliser une récupération automatique et une auto-réparation des pannes, et garantir la connexion permanente de l'appareil.
7) L'interface d'alimentation dispose d'une protection intégrée contre les inversions de phase.
(2) Détecteur météorologique à 6 paramètres et à poussière
1) Prend en charge les méthodes d'alimentation en courant alternatif et solaire.
2) Surveillance en temps réel de facteurs tels que la vitesse du vent, la direction du vent, les précipitations, l'intensité lumineuse, la température et l'humidité, la poussière (PM2,5, PM10), etc.
3) La structure globale adopte un support de revêtement par pulvérisation en acier au carbone et une conception antivol de batterie.
4) Structure simple, installation facile et grande opérabilité.
5) Adoptant une conception étanche, il peut fonctionner comme d'habitude même les jours de pluie.
(3) Dispositif de surveillance du bruit
1) Prend en charge les méthodes d'alimentation en courant alternatif et solaire.
2) Conception de structure intégrée et modulaire, petite taille, performances fiables.
3) Gamme de fréquences : 20 Hz ~ 12,5 kHz.
4) Plage de détection : 30-130 dB.
(4) Dispositif de surveillance en ligne de la qualité de l'air
1) Haute intégration, aucune pièce mobile, aucune usure.
2) Sans entretien, pas besoin d'étalonnage sur site.
3) Le plastique technique ASA est utilisé pour les applications extérieures avec une couleur constante tout au long de l'année.
4) CO : 0-10 ppm (± 5 % FS), SO2 : 0-5 ppm (± 5 % FS), NO2 : 0-5 ppm (± 5 % FS), O3 : 0-5 ppm (± 5 % FS).
(5) Terminal de surveillance mobile monté sur véhicule (en option)
1) Cartographie en temps réel de la pollution,
2) Prise en charge du positionnement GPS et du retour 4G
(6) Système d'inspection de véhicule aérien sans pilote (en option)
1) Module de détection multi-gaz
2) Caméra haute définition
3) Autonomie de la batterie ≥ 2 heures
8. Scénarios d'application
Supervision du réseau urbain : Déployer une grille de surveillance de 500 m × 500 m pour identifier les sources de pollution telles que la poussière des bâtiments et les fumées de restauration.
Contrôle des parcs industriels : Surveiller la propagation de la pollution aux limites des entreprises chimiques et sidérurgiques pour prévenir les risques environnementaux.
Contrôle de la pollution routière : Installer des stations sur les routes principales et analyser l'impact des gaz d'échappement des véhicules à moteur sur la qualité de l'air.
Surveillance de chantier : Contrôle en temps réel de la pollution par la poussière pour assurer une construction civilisée.
Suivi des zones de protection écologique : Suivi à long terme de l'évolution de la qualité de l'air et évaluation de l'efficacité de la protection.