專(zhuān)利名稱(chēng)：溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及一種對(duì)大面積大氣區(qū)域內(nèi)的溫室氣體如二
氧化碳、甲烷、氧化亞氮等進(jìn)行監(jiān)測(cè)的在線(xiàn)測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān) 測(cè)方法。
背景技術(shù)：
溫室氣體是指大氣中自然或人為產(chǎn)生的一種氣體成分，它們能夠吸收和釋放由地 球表面、大氣和云層中發(fā)出的熱紅外線(xiàn)等特定波長(zhǎng)的輻射光，從而會(huì)提高大氣的溫度，這種 溫室效應(yīng)帶來(lái)的直接后果是全球溫度的上升，氣候的異常，對(duì)地球環(huán)境的變化產(chǎn)生巨大的 影響。隨著全球氣候變暖，人類(lèi)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到減少溫室氣體排放的重要性，二氧化碳和甲烷是 最主要的兩種溫室氣體，二氧化碳和甲烷對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率分別約為63%和15%，排在 所有溫室氣體的前兩位，同時(shí)其它的溫室氣體還包括氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物、 六氟化硫。
目前國(guó)內(nèi)溫室氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題 (1)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分散各溫室氣體的檢測(cè)儀器基本只能測(cè)l-2種溫室氣體，造成了一
個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)存在多臺(tái)儀器，而各檢測(cè)儀器的數(shù)據(jù)分開(kāi)獨(dú)立顯示，而無(wú)法匯總。
(2)檢測(cè)儀器功能有限各檢測(cè)儀器由于成本考慮，硬件和軟件的資源有限，這使
了很多檢測(cè)儀器的性能和功能受到限值。
(3)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所檢測(cè)到的溫室氣體所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)值沒(méi)有得到統(tǒng)一度量。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上提出的問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對(duì)大面積大氣區(qū)域內(nèi)的溫 室氣體如二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等進(jìn)行監(jiān)測(cè)的在線(xiàn)測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)裝置和與 計(jì)算機(jī)裝置相連接的安裝要監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少一個(gè)氣體檢測(cè)裝置，計(jì)算機(jī)裝置和檢測(cè)裝置之間 是通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通訊連接的，其中 氣體檢測(cè)裝置包括控制芯片、至少一個(gè)氣體檢測(cè)器、連接控制芯片和氣體檢測(cè)器 的A/D轉(zhuǎn)換芯片以及連接在控制芯片上的GPRS模塊，不同的氣體檢測(cè)器用于檢測(cè)大氣中的 不同的溫室氣體，氣體檢測(cè)器將采集到的溫室氣體含量信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù) 信號(hào)，并在該數(shù)據(jù)信號(hào)上添加所檢測(cè)溫室氣體和該氣體檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)信號(hào)代碼，最后打 包后通過(guò)GPRS模塊發(fā)送出去； 計(jì)算機(jī)裝置包括計(jì)算機(jī)、連接在計(jì)算機(jī)上的機(jī)接GPRS模塊，計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有溫室 氣體監(jiān)測(cè)軟件。 上述氣體檢測(cè)器為二氧化碳檢測(cè)器、甲烷檢測(cè)器、氧化亞氮檢測(cè)器、氫氟碳化物檢 測(cè)器、全氟碳化物檢測(cè)器和六氟化硫檢測(cè)器中的任意一種或任意幾種的組合。
3
上述A/D轉(zhuǎn)換芯片優(yōu)選ADS8364芯片，控制芯片上還可以連接有RS232數(shù)據(jù)輸入
接口 ，計(jì)算機(jī)和機(jī)接GPRS模塊可以通過(guò)RS232串口連接。 溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括下步驟 (1)、打開(kāi)計(jì)算機(jī)，打開(kāi)安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件； (2)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣體檢測(cè)器將采集到的溫室氣體含量信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)
化成數(shù)據(jù)信號(hào)，并在該數(shù)據(jù)信號(hào)上添加所檢測(cè)溫室氣體和該氣體檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)代碼，最
后打包后通過(guò)GPRS模塊發(fā)送出去； (3)、機(jī)接GPRS模塊接收到檢測(cè)裝置的GPRS模塊發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，將該數(shù)據(jù)信號(hào) 送給計(jì)算機(jī)； (4)、安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件對(duì)輸入的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行歸納、分 析、處理及貯存，并對(duì)各信號(hào)進(jìn)行圖形化處理得到一個(gè)能顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)排放各種溫室氣體 濃度的圖形或列表。 計(jì)算機(jī)通過(guò)溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件對(duì)采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析、處理、融合并顯示，該測(cè) 量軟件模塊的信息融合是對(duì)各溫室氣體檢測(cè)器的信息進(jìn)行加權(quán)然后進(jìn)行總匯比較的過(guò)程。 進(jìn)行加權(quán)的過(guò)程實(shí)際是對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種溫室氣體進(jìn)行溫室效應(yīng)值累加的過(guò)程，各種不同 的溫室氣體具有不同的增溫潛示值(GWP)，通過(guò)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所測(cè)試的溫室氣體進(jìn)行溫室效 應(yīng)值累加，得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的綜合溫室效應(yīng)值，將該綜合溫室效應(yīng)值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理就可以清 楚地對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行溫室效應(yīng)值監(jiān)測(cè) 本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、采用GPRS模塊進(jìn)行總監(jiān)測(cè)點(diǎn)與各分監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸，能有效擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范 圍； 2、信號(hào)采集器具有模擬和數(shù)字的輸入接口，能夠?qū)崿F(xiàn)和多種檢測(cè)器的接口兼容；
3、采用了計(jì)算機(jī)，使得系統(tǒng)的軟硬件資源非常強(qiáng)大，有效擴(kuò)展了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能和 性能； 4、采用了信息融合技術(shù)，使得能在同一地點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)到所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)信息；
5、在測(cè)量軟件中加入了各溫室氣體溫室效應(yīng)值加權(quán)算法，使得能夠簡(jiǎn)單直觀監(jiān)測(cè) 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫室效應(yīng)值。


圖l為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例 圖2是對(duì)某市的大氣溫室氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的實(shí)施方案，目的是監(jiān)測(cè)該市的各主 要溫室氣體排放點(diǎn)的排放情況，并確定該市的溫室氣體排放重點(diǎn)控制區(qū)域，為該市實(shí)現(xiàn)環(huán) 保型城市及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提出建議。 圖2中安裝有氣體檢測(cè)裝置101的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為某郊區(qū)牲畜養(yǎng)殖場(chǎng)，該氣體檢測(cè)裝置101上設(shè)置有單片機(jī)201，單片機(jī)201通過(guò)ADS8364芯片501連接有甲烷檢測(cè)器301、二氧 化碳檢測(cè)器302，單片機(jī)201上連接有GPRS模塊401 ;安裝有氣體檢測(cè)裝置102的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為 郊區(qū)某水稻生產(chǎn)基地，該氣體檢測(cè)裝置102上設(shè)置有單片機(jī)202，單片機(jī)202通過(guò)ADS8364 芯片502連接有二氧化碳檢測(cè)器303、氧化亞氮檢測(cè)器304、甲烷檢測(cè)器305，單片機(jī)202上 連接有GPRS模塊402 ;安裝有氣體檢測(cè)裝置103的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為某熱電廠，該氣體檢測(cè)裝置103 上設(shè)置有單片機(jī)203，單片機(jī)203通過(guò)ADS8364芯片503連接二氧化碳檢測(cè)器306、氧化亞 氮檢測(cè)器307，單片機(jī)203上連接有GPRS模塊403 ;各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)器301、302、303、304、 305 、306 、307將所采集到的各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊401 、402 、403傳輸給機(jī)接GPRS模塊 6，機(jī)接GPRS模塊6通過(guò)RS232串口 8連接到計(jì)算機(jī)7上，計(jì)算機(jī)7內(nèi)安裝有溫室氣體監(jiān)測(cè) 軟件。 監(jiān)測(cè)方法包括下步驟 (1)、打開(kāi)計(jì)算機(jī)7，打開(kāi)安裝在計(jì)算機(jī)7內(nèi)的溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件；
(2)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣體檢測(cè)器301、302、303、304、305、306、307將采集到的溫室氣 體含量信號(hào)通過(guò)ADS8364芯片501、502、503轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)，并在該數(shù)據(jù)信號(hào)上添加所檢 測(cè)溫室氣體和該氣體檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)代碼，最后打包后通過(guò)GPRS模塊401或402或403發(fā) 送出去； (3)、機(jī)接GPRS模塊6接收到檢測(cè)裝置的GPRS模塊401、402、403發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)， 將該數(shù)據(jù)信號(hào)送給計(jì)算機(jī)7 ; (4)、安裝在計(jì)算機(jī)7內(nèi)的溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件對(duì)輸入的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行歸納、 分析、處理及貯存，并對(duì)各信號(hào)進(jìn)行圖形化處理得到一個(gè)能顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)排放各種溫室氣 體濃度的圖形或列表，并顯示能綜合評(píng)估各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫室氣體所產(chǎn)生溫室效應(yīng)的溫室效應(yīng) 值。 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其它的任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的 置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)裝置(9)和與計(jì)算機(jī)裝置(9)相連接的安裝在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少一個(gè)氣體檢測(cè)裝置(1)，其特征在于計(jì)算機(jī)裝置(9)和氣體檢測(cè)裝置(1)之間是通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通訊連接的，其中氣體檢測(cè)裝置(1)包括控制芯片(2)、至少一個(gè)氣體檢測(cè)器(3)、連接控制芯片(2)和氣體檢測(cè)器(3)的A/D轉(zhuǎn)換芯片(5)以及連接在控制芯片(2)上的GPRS模塊(4)，不同的氣體檢測(cè)器(3)用于檢測(cè)大氣中的不同的溫室氣體，氣體檢測(cè)器(3)將采集到的溫室氣體含量信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片(5)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)，并在該數(shù)據(jù)信號(hào)上添加所檢測(cè)溫室氣體和該氣體檢測(cè)裝置(1)的數(shù)據(jù)信號(hào)代碼，最后打包后通過(guò)GPRS模塊(4)發(fā)送出去；計(jì)算機(jī)裝置(9)包括計(jì)算機(jī)(7)、連接在計(jì)算機(jī)(7)上的機(jī)接GPRS模塊(6)，計(jì)算機(jī)(9)內(nèi)安裝有溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件。
2. 如權(quán)利要求1所述的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述氣體檢測(cè)器(1)為 二氧化碳檢測(cè)器、甲烷檢測(cè)器、氧化亞氮檢測(cè)器、氫氟碳化物檢測(cè)器、全氟碳化物檢測(cè)器和 六氟化硫檢測(cè)器中的任意一種或任意幾種的組合。
3. 如權(quán)利要求l所述的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換芯片(5)優(yōu) 選ADS8364芯片。
4. 如權(quán)利要求l所述的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述控制芯片(2)上連 接有RS232數(shù)據(jù)輸入接口。
5. 如權(quán)利要求1所述的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)(7)和機(jī)接 GPRS模塊(6)通過(guò)RS232串口連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括下步驟(1) 、打開(kāi)計(jì)算機(jī)(7)，打開(kāi)安裝在計(jì)算機(jī)(7)內(nèi)的溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件；(2) 、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣體檢測(cè)器(3)將采集到的溫室氣體含量信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片(5) 轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)，并在該數(shù)據(jù)信號(hào)上添加所檢測(cè)溫室氣體和該氣體檢測(cè)裝置(3)的數(shù)據(jù)代 碼，最后打包后通過(guò)GPRS模塊(4)發(fā)送出去；(3) 、機(jī)接GPRS模塊(6)接收到檢測(cè)裝置(1)的GPRS模塊(4)發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，將該 數(shù)據(jù)信號(hào)送給計(jì)算機(jī)(7);(4) 、安裝在計(jì)算機(jī)(7)內(nèi)的溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件對(duì)輸入的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行歸納、分 析、處理及貯存，并對(duì)各信號(hào)進(jìn)行圖形化處理得到一個(gè)能顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)排放各種溫室氣體 濃度的圖像或數(shù)據(jù)列表。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)裝置和與計(jì)算機(jī)裝置相連接的安裝要監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少一個(gè)氣體檢測(cè)裝置，計(jì)算機(jī)裝置和檢測(cè)裝置之間是通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通訊連接的，其中氣體檢測(cè)裝置包括控制芯片、至少一個(gè)氣體檢測(cè)器、連接控制芯片和氣體檢測(cè)器的A/D轉(zhuǎn)換芯片以及連接在控制芯片上的GPRS模塊，計(jì)算機(jī)裝置包括計(jì)算機(jī)、連接在計(jì)算機(jī)上的機(jī)接GPRS模塊，計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有溫室氣體監(jiān)測(cè)軟件，本發(fā)明還公開(kāi)了這種溫室氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，因此本發(fā)明不但能同時(shí)監(jiān)測(cè)包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮在內(nèi)的多種溫室氣體，還能對(duì)較大監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大氣溫室氣體排放實(shí)時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確分析和評(píng)價(jià)，具有廣泛的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)G01N33/00GK101782562SQ20091018956
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者單紅妍, 徐明德, 陳傳富 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司