一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統，包括太陽能供電模塊、感知模塊、傳輸模塊、應用模塊和區塊鏈網絡模塊，所述太陽能供電模塊包括防雷模塊、太陽能控制器和蓄電池，所述感知模塊包括空氣濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、大氣氣壓傳感器、風速風向傳感器、雨量傳感器和CO

【技術實現步驟摘要】
一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統


[0001]本專利技術屬于物聯網
，特別涉及一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統。

技術介紹

[0002]如何有效應對生存環境正在發生的巨大改變已成為熱點問題，在此前提下，二氧化碳的捕獲與封存技術CCS（Carbon Capture and Storage）成為了減排的發展趨勢。這項技術是將電力、熱能等行業在生產過程中產生的CO2分離，經過壓縮、運輸等環節，最終將其封存入地下深層結構中，例如地下的鹽水層、油氣層、煤礦層等。目前，我國CO2的地質封存技術正在向著工業化推廣階段邁進。
[0003]在 CCS 技術的應用過程中，地質儲存二氧化碳的安全性與如何防止其泄漏成為伴隨而來的關鍵性問題，因為地質儲存二氧化碳的泄漏不僅會造成溫室氣體的二次排放，還會對埋存地周邊地下水、地質結構、人類和各種生物帶來嚴重的危害，所以我們必須建立嚴格、嚴謹的CO2濃度數據采集系統和完善的預警機制。
[0004]根據CO2地質埋存的監測需求，運用物聯網的技術概念建立一套長期對于二氧化碳地質埋存位置附近的濃度數據采集系統，對CO
2 濃度變化以及各環境因子的變化進行長期自動采集監測，通過這些指標可以直觀快速的反映出地下二氧化碳的運移與泄露情況，具有非常廣闊的應用前景和重要的推廣意義。通過對該系統的實時數據觀測和歷史數據分析，可以更有效地同步觀測CO2地質埋存泄漏情況、分析CO2埋存對周圍環境產生的影響并提供環境風險評估的數據指標，確保 CCS 二氧化碳地質埋存項目的順利進行，關系到環境生物和周圍人類的健康安全。

技術實現思路

[0005]專利技術目的：本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統，不僅能節省大量的人力資源，降低數據采集監測成本，同時也能提高測量數據的精度和連續性，還可以避免人為因素造成的數據采集誤差，同時引入區塊鏈技術，將不同CSS機構的CO2據管理平臺作為節點加入聯盟鏈，不僅可以解決各機構內部CO2數據信息的安全問題，而且具有可拓展性，可以整合不同機構間相互隔離的CO2數據信息，提供可靠的CO2數據管理平臺。
[0006]本專利技術提供了一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統，包括太陽能供電模塊、感知模塊、傳輸模塊、應用模塊和區塊鏈網絡模塊，所述太陽能供電模塊包括防雷模塊、太陽能控制器和蓄電池，所述感知模塊包括傳感器和CO2紅外監測儀，所述傳輸模塊包括路由器和協調器，所述應用模塊包括數據管理平臺，所述數據管理平臺包括故障報警、數據管理合約、數據實時顯示、數據曲線顯示、數據查詢、下載、修改、刪除，所述區塊鏈網絡模塊包含數據管理區塊鏈網絡。
[0007]進一步地，所述CO
2 紅外監測儀包括氣樣采集模塊、紅外分析模塊、監測控制模
塊，所述樣氣采集模塊采集環境中的CO
2 用于分析和測定CO2濃度，所述紅外分析模塊利用非色散紅外氣體分析技術對CO2進行濃度分析，并將得出的數據轉換成電信號傳遞給監測控制模塊處理，所述監測控制模塊對紅外分析模塊的傳輸信號進行處理和數據的保存、傳輸，同時根據處理后得到的信息再去控制氣樣采集模塊與紅外分析模塊的運行。
[0008]進一步地，所述傳感器模塊包括空氣濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、大氣氣壓傳感器、風速風向傳感器和雨量傳感器。
[0009]進一步地，所述區塊鏈網絡模塊基于區塊鏈技術，引入一條聯盟鏈，將各機構的 CO2數據管理平臺作為聯盟節點加入該鏈。
[0010]進一步地，所述傳輸模塊包括ZigBee 路由器、其他監測節點、ZigBee 協調器和GPRS，所述數據傳輸模塊結合ZigBee 短距離無線傳輸技術與GPRS遠距離通信技術，所述 ZigBee 短距離無線傳輸技術對監測區域內各個節點進行組網，使數據傳輸更具有層次，所述 GPRS 遠距離通信技術向平臺發送數據，實現從監測區域到控制平臺的遠距離傳輸。
[0011]進一步地，所述傳輸模塊引入ZigBee 協調器，處理各網絡各節點采集到的數據。
[0012]與現有技術相比，本專利技術具有的優點和積極效果在于：（1）本專利技術針對CSS工程后期環境中CO2濃度變化，設計了基于物聯網技術的二氧化碳濃度數據采集系統，有別于傳統的數據采集系統，在傳輸層利用ZigBee 短距離無線傳輸技術對監測區域內各個節點進行組網，使數據傳輸更具有層次；利用 GPRS 遠距離通信技術向數據管理平臺發送數據，實現了從監測區域到控制平臺的遠距離傳輸。
[0013]（2）本專利技術連續、準確的采集埋存地點環境周圍的CO2濃度數據，為及時應對可能發生的CO2逃逸泄漏情況提供保障。（3）本專利技術可監測環境溫濕度、風速、氣壓等環境因素，用于保證CO2濃度采集值的準確性。
[0014]（4）本專利技術能夠解決CO2多點測量的數據傳輸問題。
附圖說明
[0015]為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本專利技術的一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統的架構示意圖。
[0017]圖2為本專利技術的一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統的氣樣采集模塊示意圖。
[0018]圖3為本專利技術的一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統的區塊鏈網絡模塊示意圖。
[0019]圖4為本專利技術的一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統的監測控制模塊示意圖。
具體實施方式
[0020]下面對本專利技術技術方案進行詳細說明，但是本專利技術的保護范圍不局限于所述實施
例。
[0021]如圖1所示，本專利技術提出了一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統，包括太陽能供電模塊、感知模塊、傳輸模塊、應用模塊和區塊鏈網絡模塊，所述太陽能供電模塊包括防雷模塊、太陽能控制器和蓄電池，所述感知模塊包括空氣濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、大氣氣壓傳感器、風速風向傳感器、雨量傳感器和CO2紅外監測儀，所述傳輸模塊包括路由器和協調器，所述應用模塊包括數據管理平臺，所述的數據管理平臺包括故障報警、數據管理合約、數據實時顯示、數據曲線顯示、數據查詢、下載、修改、刪除，所述區塊鏈網絡模塊為一條聯盟鏈，包含數據管理區塊鏈網絡，用于實現各機構管理平臺之間CO2濃度信息的共享以及數據處理操作的存證，該聯盟鏈節點為不同機構的數據管理平臺。
[0022]太陽能供電模塊包括防雷模塊、太陽能控制器和蓄電池三部分。在裝置充電過程中，太陽能電池板在陽光充足的時候吸收光能轉化成電能，向蓄電池充電、給負載供電，該過程中太陽能控制器通過對電能的控制調整，保證電能的質量及電壓的穩定；在裝置放電的過程中，蓄電池把之前儲存的電能直接給負載供電，或間接的通過控制器調整電壓等級再給負載供電。
[0023]感知模塊包括傳感器、CO本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于物聯網技術的二氧化碳數據采集系統，包括太陽能供電模塊、感知模塊、傳輸模塊、應用模塊和區塊鏈網絡模塊，所述太陽能供電模塊包括防雷模塊、太陽能控制器和蓄電池，用于將太陽能轉化為電能，為所述感知模塊中的傳感器供電；所述感知模塊包括傳感器和CO
2 紅外監測儀，用于采集空氣濕度、土壤濕度、風速、風向、雨量以及CO
2 濃度信息，并將采集到的信息轉換成電信號形式的信息輸出，通過ZigBee路由器將感知模塊中各傳感器采集到的數據信息發送給傳輸模塊；所述傳輸模塊包括路由器和協調器，用于將感知模塊采集到的信息傳輸給應用模塊，通過GPRS模塊將各個監測點的信息發送到應用模塊的數據管理平臺；所述應用模塊包括數據管理平臺，所述的數據管理平臺包括故障報警、數據管理合約、數據實時顯示、數據曲線顯示、數據查詢、下載、修改、刪除，將數據管理平臺的信息部署到區塊鏈中，用于數據的查看與處理；所述區塊鏈網絡模塊包含數據管理區塊鏈網絡，用于實現各機構管理平臺之間CO
2 濃度信息的共享以及數據處理操作的存證。2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網技術的二氧化碳采集系統，其特征在于，所述的CO
2 紅外監測儀包括氣樣采集模塊、紅外分析模塊、監測控制模塊，所述氣樣采集模塊采集環境中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭永安，郭靜，
申請(專利權)人：邊緣智能研究院南京有限公司，
類型：發明
國別省市：