[发明专利]温室气体排放远程实时监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及温室气体排放远程实时监测及无线通信领域，是一种基于NDIR传感器和无线通信网络的远程实时监测系统和方法。 

背景技术

在温室效应越来越显著、气象灾害频发的今天，世界各国纷纷意识到温室气体减排工作的重要性。中国作为世界经济的重要组成部分，其温室气体减排工作的状况受到世界各国的关注。根据1997年签署的《京东议定书》，发展中国家将从2012年开始承担减排任务，我国也明确提出了到2020年，国内单位生产总值的二氧化碳排放量比2005年时下降40％-45％。因此，明确现有温室气体排放水平和排放状况，对重点行业的温室气体排放量进行监控可以为我国制定减排计划提供基础数据，明确温室气体减排方向和手段。同时也为核查机构进行核查提供了对比材料，使温室气体排放核查工作更具准确性和时效性。 

我国的温室气体排放监测目前存在的主要问题：一是缺乏一种针对性强，数据细致的监控系统。二是监控系统的智能化和网络化程度不高。目前的气体监控系统基本上集中于烟气污染物的监测，监测数据种类于温室气体排放量的监测针对性不强，缺乏相应的处理数据，不能为系统地实现温室气体监测提供足够有效的数据支持。此外，多数监控系统以有线方式进行数据传输，实施监控工作工程量大，投入经费多，线路维护复杂，不便于随时随地获取温室气体排放信息。 

发明内容

针对上述背景技术，本发明解决了一下问题：一是通过专门设计的气体感应器实现了针对于温室气体相关数据的测定。二是通过GPRS信号发射器将收集到的数据发送至网络控制节点从而实现了监测数据的无线传输，同时网络控制节点对数据进行处理，并即时发布至互联网，提高了信息的实时性。 

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于NDIR监测技术及无线数据传输技术的温室气体监测系统。其特征在于，包括NDIR气体传感器、信号发射器、网络控制节点和远程监控客户端操作系统。气体传感器将收集到的数据通过GPRS信号发射器以TCP/IP协议发送至网络控制节点，网络控制节点将数据接收、处理并存储结果，之后将结果发布至 英特网，远程监控客户端操作系统通过英特网链接至网络控制节点。 

优选地，所述无线传感器网络包括位于多个待测点的多个传感器和与传感器对应的信号发射器，所述温室气体传感器通过汇聚节点将信号接入信号发射器。 

优选地，所述网络控制节点采用的是基于ARM的嵌入式系统。 

优选地，所述温室气体传感器节点由采集板RS-232-GasBoard和CC2430高频芯片组成。 

温室气体排放远程实时监测系统方法包括如下步骤： 

1)由温室气体传感器每隔一段时间对待测点的温室气体相关参数实时监测； 

2)由温室气体传感器将采集到的参数数据发送至汇聚节点，汇聚节点再将数据跳传给GPRS信号发射器； 

3)信号发射器将信号发送至网络控制节点后，控制节点将数据进行处理，并将原始数据和处理结果存储至数据库中。 

4)网络控制系统在接收到数据后，即时处理并存储，并将更新的数据发布至互联网。 

5)监测人员通过在客户端监控系统中选择不同监测点的IP地址，即可查看对应监测点的温室气体实时排放数据。并可以在任何可以连接互联网的地方查看实时排放信息和数据库中的历史信息。 

优选地，步骤1中监测的参数包括时间，监测点编号，CO2、CH4、N2O浓度，湿氧含量，干氧含量，温度，压力，流速。 

优选地，步骤1中监测的参数每隔6秒钟读取一次。 

优选地，步骤2中汇聚节点对监测参数进行融合后再跳传给GPRS信号发射器。 

优选地，步骤3中的GPRS信号发射器不断扫描最新的汇聚节点参数，并即时将收集到的数据发送至网络控制节点。 

优选地，步骤3中网络控制节点会按最新一组温室气体排放数据计算出单位时间内CO2、CH4、N2O的排放量以及CO2当量，并存储结果至数据库。 

综上所述，本发明所述的温室气体排放远程实时监测系统可以用于完成对企业温室气体排放情况的实时全面监测，其所采用的监测方法可以使监管部门或核查机构对企业温室气体排放情况的变化作出即时的了解，帮助其作出及时的应对措施。 

本发明的有益效果： 

1)采用了NDIR气体传感器和网络远程监测相结合的体系结构，实现网络化远程在线实时监测； 

2)采用了无线通信方式来构建温室气体排放远程实时监测系统，较好地克服了人工方式现场工作量大和无法保证数据实时性有效性的缺点；