揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)是集環(huán)境感知、數(shù)據(jù)傳輸、智能分析與綜合管理于一體的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用于建筑工地、礦山開采、道路揚(yáng)塵、工業(yè)廠區(qū)等場景。其核心目標(biāo)是通過實(shí)時(shí)監(jiān)測顆粒物濃度、氣象參數(shù)及噪聲等指標(biāo)，為污染防控提供數(shù)據(jù)支撐。以下是系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)性描述：

　　一、感知層：環(huán)境數(shù)據(jù)采集核心

　　1. 顆粒物傳感器

　　- 光學(xué)原理傳感器：采用光散射法或β射線吸收法，通過激光照射氣溶膠顆粒并分析散射光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)PM2.5/PM10濃度的快速檢測。典型精度可達(dá)±10%，響應(yīng)時(shí)間<60秒。

　　- 四極桿質(zhì)譜儀(QMS)：用于高精度分析，可區(qū)分不同粒徑顆粒物，適用于科研或特殊工業(yè)場景，檢測限低至ng/m³級別。

　　- β射線法：通過β射線穿透顆粒物后的衰減程度計(jì)算質(zhì)量濃度，抗干擾能力強(qiáng)，常用于國標(biāo)法校準(zhǔn)。

　　2. 氣象參數(shù)傳感器

　　- 風(fēng)速風(fēng)向傳感器：超聲波或機(jī)械式，實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)力風(fēng)向，數(shù)據(jù)用于分析揚(yáng)塵擴(kuò)散趨勢。

　　- 溫濕度傳感器：電容式或電阻式，監(jiān)測環(huán)境溫濕度，修正顆粒物濃度測量結(jié)果。

　　- 氣壓傳感器：補(bǔ)償海拔與氣壓變化對設(shè)備的影響。

　　3. 噪聲傳感器

　　- 采用麥克風(fēng)陣列或聲級計(jì)，監(jiān)測施工噪聲強(qiáng)度，數(shù)據(jù)與揚(yáng)塵污染關(guān)聯(lián)分析。

　　4. 采樣裝置

　　- 主動(dòng)采樣系統(tǒng)：通過泵吸式裝置將空氣吸入傳感器，流量控制在2-5L/min，適用于高粉塵環(huán)境。

　　- 被動(dòng)擴(kuò)散式：依賴自然氣流擴(kuò)散，無運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)簡便但易受風(fēng)速影響。

　　二、傳輸層：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)

　　1. 有線傳輸

　　- 工業(yè)以太網(wǎng)：光纖或網(wǎng)線連接，適用于固定點(diǎn)位(如工地出入口)，傳輸穩(wěn)定但布線成本高。

　　- RS485總線：多設(shè)備串聯(lián)，適合短距離組網(wǎng)。

　　2. 無線傳輸

　　- 4G/5G模塊：支持遠(yuǎn)程站點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳，延遲低(<1秒)，適用于移動(dòng)場景(如車載監(jiān)測)。

　　- LoRa/NB-IoT：廣域低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，覆蓋半徑可達(dá)10km，適合偏遠(yuǎn)礦區(qū)或大面積工地。

　　- Wi-Fi/藍(lán)牙：本地調(diào)試或近距離數(shù)據(jù)傳輸，常用于臨時(shí)監(jiān)測點(diǎn)。

　　3. 數(shù)據(jù)安全

　　- 采用AES加密傳輸，防止數(shù)據(jù)篡改；部分場景需滿足工業(yè)防火墻要求。

　　三、數(shù)據(jù)處理層：智能分析與存儲(chǔ)

　　1. 邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)

　　- 在監(jiān)測終端內(nèi)置微型處理器，實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理(如濾波、降噪)，降低云端負(fù)載。

　　2. 云平臺與服務(wù)器

　　- 數(shù)據(jù)接收服務(wù)器：解析各監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)包，支持多協(xié)議(MQTT、TCP/IP)接入。

　　- 分布式存儲(chǔ)：采用時(shí)序數(shù)據(jù)庫(如InfluxDB)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，支持長期歸檔與查詢。

　　- AI分析引擎：利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型(如LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))預(yù)測污染趨勢，識別異常數(shù)據(jù)(如傳感器故障)。

　　3. 數(shù)據(jù)可視化與報(bào)警

　　- 設(shè)定動(dòng)態(tài)閾值(如PM10>150μg/m³觸發(fā)預(yù)警)，支持多級報(bào)警(聲光、短信、平臺彈窗)。

　　- 生成日報(bào)、周報(bào)及污染熱力圖，輔助決策。

　　四、應(yīng)用層：用戶交互與聯(lián)動(dòng)控制

　　1. 監(jiān)控平臺

　　- 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)看板：地圖模式顯示各監(jiān)測點(diǎn)位置、數(shù)值及狀態(tài)，支持多維度篩選(時(shí)間、區(qū)域、污染物)。

　　- 歷史數(shù)據(jù)查詢：可追溯半年至數(shù)年數(shù)據(jù)，支持導(dǎo)出Excel或PDF報(bào)告。

　　- 視頻聯(lián)動(dòng)：集成球形攝像頭，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵超標(biāo)時(shí)自動(dòng)調(diào)取現(xiàn)場畫面。

　　2. 移動(dòng)終端支持

　　- 開發(fā)微信小程序或APP，供管理人員隨時(shí)隨地查看數(shù)據(jù)、接收報(bào)警。

　　3. 聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

　　- 與降塵設(shè)備(霧炮、噴淋、圍擋噴霧)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)PM10超過設(shè)定值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)治理。

　　五、輔助系統(tǒng)與維護(hù)保障

　　1. 供電系統(tǒng)

　　- 市電為主，備用電源可選太陽能板+蓄電池(如太陽能功率20W，儲(chǔ)能電池12V/40Ah)，保障斷電續(xù)航≥72小時(shí)。

　　2. 防護(hù)與標(biāo)定

　　- 防雷接地：三級防雷設(shè)計(jì)(信號線、電源線、外殼)，接地電阻≤10Ω。

　　- 定期校準(zhǔn)：每季度使用標(biāo)準(zhǔn)氣體(如Span氣)校準(zhǔn)傳感器，確保誤差在±5%以內(nèi)。

　　- 清潔維護(hù)：每周清理采樣頭濾網(wǎng)，每月檢查氣路堵塞情況。