一、 環(huán)境工程背景

近幾十年來，我國各地方在唯GDP論的思維下，以環(huán)境換取經(jīng)濟增長，對環(huán)境造成了破環(huán)，對資源造成了嚴重浪費。粗放的經(jīng)濟發(fā)展付出了巨大的環(huán)境代價，而這種代價已經(jīng)不足以繼續(xù)支撐“環(huán)境犧牲論”，甚至還滯礙了經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。目前，我國環(huán)境問題已經(jīng)到了無以復加的地步，積極響應政府號召，大力推進、優(yōu)化環(huán)境治理工程任務迫在眉睫。

截至目前，大批大、中、小型環(huán)境工程治理企業(yè)仍采用傳統(tǒng)商業(yè)模式，不同程度上存在信息不透明，溝通成本較高等問題；設備維護仍采用一對一式服務體系，設備與設備之間、設備與用戶之間、設備與企業(yè)之間、企業(yè)與企業(yè)之間信息孤島現(xiàn)場嚴重；存在行業(yè)有限資源浪費且不能有效整合現(xiàn)象，對此，傳統(tǒng)思維已不能滿足當前信息化高速發(fā)展水平。

環(huán)境工程現(xiàn)存問題：

設備運行環(huán)境復雜、惡劣，維護困難；

不同項目設備分布絕對分散，監(jiān)控管理困難；

環(huán)境偏遠，長期無人監(jiān)管，意外損壞，損失較大；

設備信息相互孤立，信息資源浪費，欠缺整合；

二、環(huán)境物聯(lián)—智慧云平臺設計理念

環(huán)工智能全生命周期的時間維度 ；

環(huán)工智能幾大組成部分為空間維度 ；

環(huán)工智能構(gòu)建智慧云平臺實現(xiàn)立體化管理；

建立標準規(guī)范體系（數(shù)據(jù)接口、基礎數(shù)據(jù)、制度規(guī)范） ；

建立支撐環(huán)境體系 （數(shù)據(jù)服務總線、數(shù)據(jù)交換接口、工作流、用戶權限、GIS系統(tǒng)、配套硬件支撐） ；

建立業(yè)務功能體系（綜合監(jiān)管、運維業(yè)務、運營服務、大數(shù)據(jù)分析及可視化操作） ；

建立對外服務體系（數(shù)據(jù)服務、租賃服務、應用服務） ；

三、環(huán)境物聯(lián)—智慧云平臺設計方案

3.1 整體網(wǎng)絡架構(gòu)

環(huán)境物聯(lián)即智慧信息化監(jiān)控平臺的一種體現(xiàn)，系統(tǒng)將廢水處理、廢氣處理、河道治理、大氣監(jiān)測等專業(yè)設備重要數(shù)據(jù)信息通過UW2100感知控制智能前端采集，并基于GSM/ 以太網(wǎng)方式上傳至云平臺，基于 UWinMaker 集中顯示。一方面，實現(xiàn)分散信息集中整合存儲，報警信息手機短信方式實時推送，另一方面將環(huán)境監(jiān)測重要數(shù)據(jù)，如VOCS，SS，氨氮等上傳至環(huán)保局，保證數(shù)據(jù)的實時性及準確性。極大地提高了設備維護效率，降低人力成本。

3.2 軟件平臺詳細設計

3.2.1 監(jiān)控應用層

監(jiān)控層主要包括三個子系統(tǒng)：設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)、設備報警運維系統(tǒng)和設備優(yōu)化管理系統(tǒng)。

設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)功能：

1.設備實時數(shù)據(jù)監(jiān)測：就現(xiàn)場污水處理設備、廢氣處理設備、及大氣監(jiān)測裝置核心參數(shù)集中顯示，滿足維護人員遠程基于移動客戶端（手機、平板、筆記本）查看實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)；

2.設備運行狀態(tài)監(jiān)控：就現(xiàn)場配套風機、水泵、閥門等設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，基于遠程客戶端隨時掌握現(xiàn)場設備運行狀態(tài)；

3.現(xiàn)場實時環(huán)境監(jiān)測：中央監(jiān)控中心接入視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控設備現(xiàn)場狀況

設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)價值：

減少人員巡檢密度，進行針對性檢查和管理。通過大量數(shù)據(jù)的分析提前預知設備狀態(tài)，及時維修更換。避免跟大事故的發(fā)生。

設備報警運維系統(tǒng)功能：

1、結(jié)合現(xiàn)場實時監(jiān)測設備信息及參數(shù)信息，在報警運維系統(tǒng)中事先建立報警機制，設置參數(shù)報警高高報、高報、低報、低低報警參數(shù)，系統(tǒng)自動進行邏輯比較運算，監(jiān)測到實時數(shù)據(jù)達到報警值時，給出不同級別報警信息。

2、報警信息可支持短信、微信等人性化方式推送至相關維護人員、維護部門或者專業(yè)維護團隊；

3、設備狀態(tài)恢復自提醒功能：設備修復正常后，平臺監(jiān)測實時數(shù)據(jù)值為常態(tài)，短信、微信自動推送相關責任人。

設備報警運維系統(tǒng)價值：

1、通過設備報警運維系統(tǒng)的建立，使得設備故障信息實時推送至人，實現(xiàn)人與物的互聯(lián)互通，較傳統(tǒng)人工巡檢抄表方式相比，設備維護實時性、有效性大大提升

2、通過設備報警運維系統(tǒng)自動報警推送方式接收設備報警信息，取代傳統(tǒng)的人工巡檢方式，避免維護人員頻繁奔走現(xiàn)場，大大節(jié)約人力成本，及設備維護成本。

設備優(yōu)化管理系統(tǒng)功能：

1、收集存儲現(xiàn)場設備報警信息，構(gòu)建設備運行數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)庫，基于設備管理優(yōu)化系統(tǒng)定期就歷史報警數(shù)據(jù)進行自動比對分析，統(tǒng)計設備高頻發(fā)生故障現(xiàn)場、及設備高頻故障參數(shù)。

2、收集匯總存儲現(xiàn)場維修后故障恢復狀況，記錄設備維護團隊故障解決次數(shù)，得出年度維護頻率；

設備優(yōu)化管理系統(tǒng)價值：

1、通過設備管理優(yōu)化系統(tǒng)的建立，分析設備故障發(fā)生數(shù)據(jù)，得出故障頻發(fā)地區(qū)，大概率出故障設備，綜合分析，就分析結(jié)果提出優(yōu)化設備升級管理策略。

2、通過設備管理優(yōu)化系統(tǒng)，可綜合分析現(xiàn)場、及設備狀況，得出同類設備事宜、敏感工作環(huán)境，得出設備優(yōu)化使用、維護方案。

3.2.2 云平臺大數(shù)據(jù)層

系統(tǒng)功能：

1、系統(tǒng)基于UWinTech Pro專業(yè)版云服務軟件構(gòu)建云端大數(shù)據(jù)庫，就各類設備實時信息、歷史信息、報警信息進行集中存儲，

2、系統(tǒng)支持自有UWinRDB、SOL、MySQL、Oracle數(shù)據(jù)庫類型，可將數(shù)據(jù)存儲于指定類型數(shù)據(jù)庫，以供第三方調(diào)用；

系統(tǒng)價值：

1、通過云平臺大數(shù)據(jù)庫的建立，收集廣域范圍內(nèi)分散、孤立設備信息，并集中匯總存儲，真正實現(xiàn)有限資源整合，設備互聯(lián)互通，為平臺物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)建立數(shù)據(jù)基礎

2、系統(tǒng)友好型：大數(shù)據(jù)支持多種標準數(shù)據(jù)庫接口，使得有限信息資源靈活共享，滿足平臺信息化建設水平。

3.2.3 智能感知層

系統(tǒng)功能：

1、系統(tǒng)感知層設計基于UW2101加UW2133無線GSM通訊模塊，底層通過標準4~20mA,0~5V,1~10V,熱電阻。熱電偶信號將設備數(shù)據(jù)集中采集，并通過以太網(wǎng)、GPRS、NB-LoT等網(wǎng)絡方式將數(shù)據(jù)上傳至云端大數(shù)據(jù)庫；

2、系統(tǒng)感知層設計基于UW2101通過標準Modbus-TCP/IP，Modbus-RTU方式采集第三方設備、PLC信息，并基于上述網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至云端大數(shù)據(jù)庫存儲；

3、系統(tǒng)硬件UW2101自帶控制功能，可取代傳統(tǒng)PLC，完成設備自動化控制系統(tǒng)配套。

系統(tǒng)價值：

1、系統(tǒng)基于感知控制層設計，基于UW2101加UW2133實現(xiàn)通訊、控制一體化，簡化傳統(tǒng)PLC+DTU式復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，優(yōu)化網(wǎng)絡架構(gòu)，減少通訊故障點。

2、感知層軟硬件均依托浙江大學技術背景研發(fā)，系統(tǒng)軟硬件無風兼容，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性。

四、應用案例

系統(tǒng)功能：

1、系統(tǒng)設備層采用專業(yè)VOC廢氣處理設備：UV光氧化催化廢氣凈化、UV光解凈化器、低溫等離子體廢氣處理凈化設備、低溫等離子除臭設備等，結(jié)廢氣處理工藝，完成低端基本凈化步驟。

2、系統(tǒng)設備層還可介入河道、大氣治理設備，分別完成河道污水治理，及大氣治理工作。

系統(tǒng)價值：

系統(tǒng)可接入不同廠家環(huán)境治理設備，更廠家設備均具有行業(yè)專業(yè)性，豐富智慧云平臺整體功能，方便擴展不同領域，發(fā)揮整體運維作用及優(yōu)勢。

分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪和蓄熱燃燒RTO組合的VOCs系統(tǒng)：

氧化溫度~800℃

采用蓄熱陶瓷作為換熱器，換熱效率＞95%

處理效率90% ~ 99%

占地面積相對適中

最高耐溫~1000℃

可處理含硫、鹵素等有機物質(zhì),

適于連續(xù)運行

低溫等離子光催化工藝：

第一步： 對廢氣進行集中收集匯總

第二步： 洗滌廢氣降溫，去除可溶性物質(zhì)

第三步：去除部分水霧，以免影響等離子光催化設備的運行

第四步結(jié)合第五步： 由等離子去分解打短有機廢氣的分子鏈，再由UV光解設備去催化氧

第六步結(jié)合第七步：化有機分子，最終生成CO2和H2O。