一种生活垃圾填埋场环境监测系统的制作方法

垃圾分类：厨余垃圾可堆肥处理，减少垃圾填埋对环境的影响。 #生活知识# #家居生活# #生活常识普及# #环保生活指南# #家居环境检测#

1.本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及一种生活垃圾填埋场环境监测系统。

背景技术：

2.城市垃圾填埋是城市垃圾最基本的处置方法。虽然可用焚化、堆肥或分选回收等方法处理城市垃圾，但其难以处理的部分剩余物仍需作最后的填埋处理。利用坑洼地带填埋城市垃圾，既可处置废物，又可覆土造地，保护环境。城市垃圾填埋的方法主要有：(1)卫生填埋。倾倒一层城市垃圾(厚60厘米)，将其压实，上覆厚15厘米的土、沙或粉煤灰，如此反复，最后覆以90
‑
120厘米的表层土。(2)压缩垃圾填埋。将垃圾压缩后回填，可防火，防孳生蚊虫，分解缓慢。(3)破碎垃圾填埋。可防火，有利于需氧菌繁殖。城市垃圾的填埋场地最低处应高出地下水位3米以上，填埋场应采取防渗和排气措施。填埋场封闭后可作绿化场所使用，不可在上面建永久性建筑物。
3.环境监测是指通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。环境监测的主要手段包括物理手段、化学手段、生物手段。在垃圾填埋场需要设置环境监测站，实现填埋场区内的环境的实时监测，当监测到空气环境较差时需要人工干预并对场区环境进行处理，避免有害空气随风影响人们的生活。现有的监测装置无法覆盖整个填埋场区，存在监测值受风力影响大、测量精度低的问题，从而无法确认污染源，不能快速做出反应。
4.因此，发明一种生活垃圾填埋场环境监测系统来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种生活垃圾填埋场环境监测系统，以解决现有的监测装置无法覆盖整个填埋场区，存在监测值受风力影响大、测量精度低的问题，解决无法确认污染源精确位置，不能快速做出反应的不足。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生活垃圾填埋场环境监测系统，包括实时监测网组件、巡检无人机和管理终端，所述实时监测网组件和巡检无人机均通过云端网络与管理终端无线通信连接，所述实时监测网组件由支撑机构、区域网格和环境监测器组成，所述支撑机构的数量设置为多个，多个支撑机构之间共同连接有区域网格，所述区域网格由若干经纬分布的钢丝绳组成，且区域网格包括多个网格单元，经纬排布的钢丝绳交叉处设有包覆块，所述环境监测器设置于包覆块正下方，且包覆块底端固定连接有收纳盒，所述收纳盒内部转动连接有收纳辊，所述收纳盒外侧固定连接有微型马达，且微型马达输出轴与收纳辊传动连接，所述收纳辊底端开设有通槽口，所述通槽口中部两侧均设有定滑轮，所述收纳辊外侧绕设有牵引绳，且牵引绳一端从两个定滑轮之间穿过并与环境监测器顶部轴心处固定连接；
7.所述环境监测器外部设有方形盒和引导筒，所述方形盒固定在引导筒的正上方，且方形盒与引导筒贯通设置，所述引导筒内固定连接有无刷引风扇，所述引导筒外侧固定
连接有led闪烁灯，所述方形盒内设有监测电路，所述监测电路上设有蓄电池，所述蓄电池的连接端电性连接有单片机，所述单片机的输入端电性连接有a/d转换器，所述单片机的输出端电性连接有d/a转换器，所述监测电路上还包括有超声波传感器、空气质量传感器、定位器和无线信号发射器，且超声波传感器、空气质量传感器和定位器均与a/d转换器电性连接，所述无刷引风扇、led闪烁灯和微型马达均与d/a转换器电性连接；
8.所述支撑机构上固定连接有风向风力传感器，且风向风力传感器的连接端也电性连接有无线信号发射器，所述管理终端内部设有中央处理器，所述单片机和风向风力传感器均通过无线信号发射器与中央处理器通讯连接；
9.所述巡检无人机包括摄像头、环境传感器和采样机械手，所述摄像头、环境传感器和采样机械手均与中央处理器无线通讯连接，所述摄像头用于采集影像信息，所述环境传感器用于采集巡检无人机所在区域的环境信息，所述采样机械手用于采集气体或固体土壤标本。
10.优选的，所述支撑机构包括固定基座、支撑箱体、主支架和延伸架，所述固定基座通过地钉固定在地面上，所述主支架由杆架和箱架组成，所述杆架与箱架平行且均固定于支撑箱体顶端，所述杆架和箱架顶端共同固定连接有梁架板，所述风向风力传感器固定在梁架板顶部一侧，所述杆架和箱架相对的一侧均设有卡槽，且卡槽贯穿梁架板，两个所述卡槽之间滑动连接有延伸架，所述延伸架外侧顶部转动连接有连接环，所述区域网格的钢丝绳端与连接环外侧固定连接。
11.优选的，所述杆架、箱架和延伸架截面轮廓均设置为方形，所述延伸架一侧设有斜齿条，所述支撑箱体内侧固定连接有驱动电机，且驱动电机的连接端电性连接有控制器，所述箱架内部转动连接有轴杆，且轴杆外侧顶端固定连接有蜗杆，所述箱架顶端位于卡槽位置开设有通道，所述通道内转动连接有蜗轮，所述蜗轮两侧分别与蜗杆和斜齿条啮合连接，所述驱动电机输出轴贯穿支撑箱体和箱架并与轴杆传动连接。
12.优选的，所述延伸架顶端固定连接有避雷针，所述钢丝绳上均套设有绝缘胶皮，所述区域网格的网格单元四角的包覆块之间固定连接有呈交叉分布的拉紧绳，两个所述拉紧绳的交叉处固定连接有支撑板，所述支撑板顶部安装有驱鸟器。
13.优选的，所述包覆块底部四侧均固定连接有引导条，且四个引导条内侧面分别与方形盒四侧相匹配，所述方形盒外侧开设有凹槽，且凹槽内固定连接有光伏片，所述光伏片通过发电电路与蓄电池电性连接，所述引导条底端固定连接有与方形盒抵接的橡胶刮片。
14.优选的，所述引导筒底端安装有拦截罩，所述拦截罩表面开设有若干均匀分布的第一滤孔，所述拦截罩顶端内侧固定连接有过滤板，所述过滤板表面开设有若干均匀分布的第二滤孔，且第一滤孔内径大于第二滤孔内径。
15.优选的，所述拦截罩底端位于引导筒外侧位置开设有散热孔，所述超声波传感器固定连接于拦截罩底端轴心处，且空气质量传感器设置于方形盒与引导筒的通口处。
16.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
17.1、通过支撑机构连接区域网格，并在整个填埋区顶部均匀布设环境监测器，以各个定位器确定所在监测区域和监测范围，空气质量传感器感测坐标范围内的空气质量监测值，并将坐标和监测值发送至单片机并进一步通过无线信号发射器发送给中央处理器分析处理，配合风向风力传感器实时监测填埋场区的风向和风力值，确定局部污染源位置，环境
监测器能够监测不同高度的空气质量，提高监测精度，巡检无人机前往污染源附近进行采样从而确认处理方案；
18.2、通过区域网格外部延伸的钢丝绳固定在连接环上，使区域网格整个架平，配合连接环的转动作用避免钢丝绳安装时发生扭力，在包覆块底部安装环境监测器监测环境值，且通过在包覆块之间使用拉紧绳拉紧，提高区域网格的稳定性和一体化程度，减少钢丝绳下垂和变形导致的环境监测器的问题，再配合支撑板安装驱鸟器，降低鸟停歇在监测网组件上对装置造成损坏的可能性，通过支撑机构的调节，实现半自动化调节区域网格的高度，保证监测精度，便于安装维护；
19.3、通过无刷引风扇在引导筒内转动形成负压将空气引入引导筒并在空气质量传感器处对空气质量进行检测，在集气时拦截罩配合过滤板内部元器件的影响，检测后的空气从散热孔内排出，保证监测精度的同时，带走环境监测器内部热量，环境监测器处于收纳状态时将其收紧在四个引导条之间，对环境监测器限位，提高其稳定性，减少横向风的影响，光伏片配合发电电路给蓄电池充电，且配合橡胶刮片对光伏片表面进行擦拭，延长装置的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的系统结构拓扑图；
22.图2为本发明的系统控制流程图；
23.图3为本发明实时监测网组件的结构示意图；
24.图4为本发明区域网格的俯视图；
25.图5为本发明环境监测器的立体图；
26.图6为本发明环境监测器的安装结构示意图；
27.图7为本发明支撑机构的剖视图；
28.图8为本发明支撑机构的俯视图；
29.图9为本发明图3的a部结构放大图；
30.图10为本发明图7的b部结构放大图。
31.附图标记说明：
32.1实时监测网组件、2巡检无人机、3管理终端、4支撑机构、5区域网格、6环境监测器、7包覆块、8收纳盒、9收纳辊、10微型马达、11定滑轮、12牵引绳、13方形盒、14引导筒、15无刷引风扇、16led闪烁灯、 17蓄电池、18单片机、19超声波传感器、20空气质量传感器、21定位器、22 风向风力传感器、23无线信号发射器、24中央处理器、25摄像头、26环境传感器、27采样机械手、28固定基座、29支撑箱体、30主支架、301杆架、302箱架、31延伸架、32梁架板、33卡槽、34连接环、35斜齿条、36 驱动电机、37通槽口、38轴杆、39蜗杆、40蜗轮、41避雷针、42拉紧绳、 43支撑板、44驱鸟器、45引导条、46光伏片、47橡胶刮片、48拦截罩、49 过滤板、50散热孔。
具体实施方式
33.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
34.本发明提供了如图1
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10所示的一种生活垃圾填埋场环境监测系统，包括实时监测网组件1、巡检无人机2和管理终端3，所述实时监测网组件1和巡检无人机2均通过云端网络与管理终端3无线通信连接，所述实时监测网组件1由支撑机构4、区域网格5和环境监测器6组成，所述支撑机构4 的数量设置为多个，多个支撑机构4之间共同连接有区域网格5，所述区域网格5由若干经纬分布的钢丝绳组成，且区域网格5包括多个网格单元，经纬排布的钢丝绳交叉处设有包覆块7，所述环境监测器6设置于包覆块 7正下方，且包覆块7底端固定连接有收纳盒8，所述收纳盒8内部转动连接有收纳辊9，所述收纳盒8外侧固定连接有微型马达10，且微型马达10 输出轴与收纳辊9传动连接，所述收纳辊9底端开设有通槽口37，所述通槽口37中部两侧均设有定滑轮11，所述收纳辊9外侧绕设有牵引绳12，且牵引绳12一端从两个定滑轮11之间穿过并与环境监测器6顶部轴心处固定连接，通过微型马达10输出端传动收纳辊9，从而释放或者收紧牵引绳12，拉动环境监测器6位置变化，测量不同高度的空气质量；
35.所述环境监测器6外部设有方形盒13和引导筒14，所述方形盒13固定在引导筒14的正上方，且方形盒13与引导筒14贯通设置，所述引导筒 14内固定连接有无刷引风扇15，所述引导筒14外侧固定连接有led闪烁灯16，所述方形盒13内设有监测电路，所述监测电路上设有蓄电池17，所述蓄电池17的连接端电性连接有单片机18，所述单片机18的输入端电性连接有a/d转换器，所述单片机18的输出端电性连接有d/a转换器，所述监测电路上还包括有超声波传感器19、空气质量传感器20、定位器21 和无线信号发射器23，且超声波传感器19、空气质量传感器20和定位器21 均与a/d转换器电性连接，所述无刷引风扇15、led闪烁灯16和微型马达10均与d/a转换器电性连接；
36.所述支撑机构4上固定连接有风向风力传感器22，且风向风力传感器 22的连接端也电性连接有无线信号发射器23，所述管理终端3内部设有中央处理器24，所述单片机18和风向风力传感器22均通过无线信号发射器 23与中央处理器24通讯连接，风向风力传感器22感测监察区风向和风力，配合单片机18控制环境监测器6的高度，且根据风向分析空气异常源头；
37.所述巡检无人机2包括摄像头25、环境传感器26和采样机械手27，所述摄像头25、环境传感器26和采样机械手27均与中央处理器24无线通讯连接，所述摄像头25用于采集影像信息，所述环境传感器26用于采集巡检无人机2所在区域的环境信息，所述采样机械手27用于采集气体或固体土壤标本，在实时监测网组件1中的个别监测器检测到有异常信号时，巡检无人机2由管理终端3指派前往查看问题并根据反馈做出应对方案。
38.进一步的，在上述技术方案中，所述支撑机构4包括固定基座28、支撑箱体29、主支架30和延伸架31，所述固定基座28通过地钉固定在地面上，所述主支架30由杆架301和箱架302组成，所述杆架301与箱架302平行且均固定于支撑箱体29顶端，所述杆架301和箱架302顶端共同固定连接有梁架板32，所述风向风力传感器22固定在梁架板32顶部一侧，所述杆架301和箱架302相对的一侧均设有卡槽33，且卡槽33贯穿梁架板32，两个所述卡槽33之间滑动连接有延伸架31，所述延伸架31外侧顶部转动连接有连接环34，所述区域网格5的钢丝
绳端与连接环34外侧固定连接，在连接环34的内侧有作为挡板的与圆柱体，圆柱体与延伸架31一体设置，避免延伸架31下移过深，连接环34的转动作用避免钢丝绳安装时发生扭力，便于安装的同时，提高了区域网格5的稳定性。
39.进一步的，在上述技术方案中，所述杆架301、箱架302和延伸架31截面轮廓均设置为方形，所述延伸架31一侧设有斜齿条35，所述支撑箱体29 内侧固定连接有驱动电机36，且驱动电机36的连接端电性连接有控制器，所述箱架302内部转动连接有轴杆38，且轴杆38外侧顶端固定连接有蜗杆39，所述箱架302顶端位于卡槽33位置开设有通道，所述通道内转动连接有蜗轮40，所述蜗轮40两侧分别与蜗杆39和斜齿条35啮合连接，所述驱动电机36输出轴贯穿支撑箱体29和箱架302并与轴杆38传动连接，通过控制器启动驱动电机36，使其输出轴传动连接轴杆38，从而使蜗杆39啮合蜗轮40并进一步传动斜齿条35，使延伸架31能够在两个卡槽 33之间上下移动，实现半自动化调节区域网格5的高度。
40.进一步的，在上述技术方案中，所述延伸架31顶端固定连接有避雷针41，所述钢丝绳上均套设有绝缘胶皮，避雷针41和绝缘胶皮保证环境监测器6 的安全，所述区域网格5的网格单元四角的包覆块7之间固定连接有呈交叉分布的拉紧绳42，两个所述拉紧绳42的交叉处固定连接有支撑板43，所述支撑板43顶部安装有驱鸟器44，拉紧绳42作用于网格单元内部，提高区域网格5的稳定性和一体化程度，减少钢丝绳下垂和变形导致的环境监测器6的问题，再配合支撑板43安装驱鸟器44，降低鸟停歇在监测网组件1上对装置造成损坏的可能性。
41.进一步的，在上述技术方案中，所述包覆块7底部四侧均固定连接有引导条45，且四个引导条45内侧面分别与方形盒13四侧相匹配，所述方形盒13外侧开设有凹槽，且凹槽内固定连接有光伏片46，所述光伏片46通过发电电路与蓄电池17电性连接，所述引导条45底端固定连接有与方形盒13抵接的橡胶刮片47，环境监测器6处于收纳状态时将其收紧在四个引导条45之间，有效限位，提高稳定性，减少风的影响，光伏片46配合发电电路给蓄电池17充电，且配合橡胶刮片47对光伏片46表面进行擦拭，延长装置的使用寿命。
42.进一步的，在上述技术方案中，所述引导筒14底端安装有拦截罩48，所述拦截罩48表面开设有若干均匀分布的第一滤孔，所述拦截罩48顶端内侧固定连接有过滤板49，所述过滤板49表面开设有若干均匀分布的第二滤孔，且第一滤孔内径大于第二滤孔内径，无刷引风扇15在引导筒14 内工作形成负压将空气引入并进行检测，拦截罩48配合过滤板49能够有效拦截杂质，避免对环境监测器6内部元器件的影响。
43.进一步的，在上述技术方案中，所述拦截罩48底端位于引导筒14外侧位置开设有散热孔50，散热孔50能够有效散热的同时将无刷引风扇15引导的空气排出，保证实时监测的精度，所述超声波传感器19固定连接于拦截罩48底端轴心处，保证环境监测器6受力均匀的情况下，超声波传感器 19能够精度测得环境监测器6到正下方地面的距离，且空气质量传感器20 设置于方形盒13与引导筒14的通口处，便于直接对采样空气进行质量检测。
44.超声波传感器19的型号设置为ws
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a164012t/r，空气质量传感器20 的型号设置为sb
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aq1
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06，定位器21设置为gps模块，风向风力传感器22 设置为phws/wd风速风向传感器，其由phws风速传感器和phwd风向传感器组成，单片机18的型号设置为at89s52
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24au，环境监测器26 的型号设置为jxbs
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3001。
45.本发明工作原理：
46.参照说明书附图1
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10，在垃圾填埋场外围埋设支撑机构4，并在多个支撑机构4顶部设置区域网格5，在区域网格5底部均匀设置环境监测器6，覆盖在垃圾填埋场的各个区域内，实现监测网络均匀布局，根据环境监测器6内部的定位器21确定所在监测区域，并以定位器21为坐标圆心往外确定监测范围，空气质量传感器20感测坐标范围内的空气质量监测值，并将坐标和监测值发送至单片机18并进一步通过无线信号发射器23发送给中央处理器分析处理，当监测值超出设定安全值时中央处理器指派巡检无人机2前往坐标点附近采样检测，风向风力传感器22实时监测填埋场区的风向和风力值，配合上风位来风定位局部污染源，超声波传感器19感测环境监测器6底部距地面的距离以及其底部是否有障碍物，可选择性调整环境监测器6的监测高度位置，且根据有无风的情况，在无风时通过启动微型马达10使其输出端传动收纳辊9，从而释放牵引绳12，拉动环境监测器6 下降，测量不同高度的空气质量，接近垃圾区域，提高监测精度，且局部区域监测值超标时其附带的led闪光灯16闪烁，便于快速定位处理，巡检无人机2前往坐标点附近通过摄像头25获得污染源附近影像画面，并通过环境传感器感测该区域内环境信息验证环境监测器6监测数值的准确定，进一步确定污染源准确坐标，并通过采样机械手27收集污染源附近空气或者采样土壤样本带回监测，以确定投放反应物种类；
47.参照说明书附图1
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10，在安装时，首先将延伸架31放至最底端，在连接环34上将区域网格5外部延伸的钢丝绳固定，将区域网格5整个架平，连接环34的转动作用避免钢丝绳安装时发生扭力，便于安装的同时，提高了区域网格5的稳定性，区域网格5上通过在包覆块7底部安装环境监测器6监测环境值，且通过在包覆块7之间使用拉紧绳42拉紧，提高区域网格5的稳定性和一体化程度，减少钢丝绳下垂和变形导致的环境监测器6 的问题，再配合支撑板43安装驱鸟器44，降低鸟停歇在监测网组件1上对装置造成损坏的可能性，通过控制器启动驱动电机36，使其输出轴传动连接轴杆38，从而使蜗杆39啮合蜗轮40并进一步传动斜齿条35，使延伸架31能够在两个卡槽33之间上下移动，实现半自动化调节区域网格5的高度；
48.参照说明书附图5
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6，环境监测器6在工作时，利用无刷引风扇15在引导筒14内转动形成负压将空气引入引导筒14并在空气质量传感器20 处对空气质量进行检测，在集气时拦截罩48配合过滤板49有效拦截杂质，避免对环境监测器6内部元器件的影响，检测后的空气从散热孔50内排出，保证监测精度的同时，带走环境监测器6内部热量，环境监测器6处于收纳状态时将其收紧在四个引导条45之间，对环境监测器6限位，提高其稳定性，减少横向风的影响，光伏片46配合发电电路给蓄电池17充电，且配合橡胶刮片47对光伏片46表面进行擦拭，延长装置的使用寿命。
49.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

网址：一种生活垃圾填埋场环境监测系统的制作方法 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1355033

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