阅读说明：本技术 一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法 (Wireless data acquisition system method applied to soil remediation ) 是由 舒振国 梁仁刚 张建伟 牛玉国 顾士军 郝燕超 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法,它涉及土壤修复领域,它包括无线集控基站、无线仪表,无线集控基站与无线仪表均设有两个以上,无线集控基站连接无线仪表,无线集控基站包括无线组模块和无线集控智能控制模块、无线数传模块、基站电源模块、显示面板以及保护电路模块,无线仪表包括无线功能模块与信号调理模块、显示控制模块以及仪表电源模块,无线功能模块包含天线组与功放单元以及收发单元,信号调理模块包括控制单元与采样单元以及信号预处理电路,本发明有益效果为：本系统方法,能够在土壤修复规模建设中,以控成本、提效率、增效益的新系统方法突破土壤修复领域工程应用局限,提升更趋环保节能高效的应用水平。(A wireless data acquisition system method applied to soil remediation relates to the field of soil remediation, and comprises a wireless centralized control base station and wireless instruments, wherein the wireless centralized control base station and the wireless instruments are respectively provided with more than two wireless meters, the wireless centralized control base station is connected with the wireless instruments, the wireless centralized control base station comprises a wireless group module, a wireless centralized control intelligent control module, a wireless data transmission module, a base station power supply module, a display panel and a protection circuit module, the wireless instruments comprise a wireless function module, a signal conditioning module, a display control module and an instrument power supply module, the wireless function module comprises an antenna group, a power amplification unit and a transceiving unit, the signal conditioning module comprises a control unit, a sampling unit and a signal preprocessing circuit, and the invention has the advantages that: the system method can break through the engineering application limitation in the field of soil remediation by using a new system method for controlling cost, improving efficiency and increasing benefit in the soil remediation scale construction, and improves the application level which is more environment-friendly, energy-saving and efficient.)

一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体涉及一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法。

背景技术

伴随着我国社会经济发展水平全方位快速提升，前期以破坏环境为发展代价的广大区域被污染土壤亟待整治修复，原位土壤修复技术区别于异位修复，该技术应用在国内起步较晚，但该技术可不经挖掘、直接在污染场地就地修复污染土壤，具有投资低，对周边环境影响小等特点，日益受到行业重视；伴随着原位修复技术成功工程应用，逐步从中小应用到大规模、甚至超大规模方向拓展，工程量猛增及工程环境风险日趋复杂多变，为精准管控原位修复进度、降低投资、减少浪费，工程装备采用数据采集系统收集现场仪表传感器信号、辅助掌控现场第一手信息；而原有数据采集方式建设周期长、安装复杂、一次性投资大、空间跨度大距离远造成过多物资浪费等问题日益凸显；污染土壤治理改采用分单元区块轮换场地批次修复，进行系统重装，固定资产投资降低的同时，安装效率仍然低下，二次拆装物料及人工浪费会随着更换频次增多，造成的损失更多，仍严重侵蚀工程经济效益。采用无线数据采集方式无疑可破局增效，但是，仍具有以下不足：

现有技术中，无线数据采集传统应用方式仍存在无线仪表单价高、传感器种类及接入数量受限，匹配专用无线集控器功能单一、性价比不高；工程安装仪表相关调试及巡检工作量及工作难度，会随着检测站点位数以百计甚至上千台规模扩增，更显得无力管控。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中，无线数据采集传统应用方式仍存在无线仪表单价高、传感器种类及接入数量受限，匹配专用无线集控器功能单一、性价比不高；工程安装仪表相关调试及巡检工作量及工作难度，会随着检测站点位数以百计甚至上千台规模扩增，更显得无力管控的问题，提供一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法，它包括无线集控基站A、无线仪表B，所述无线集控基站A与无线仪表B均设有两个以上，所述无线集控基站A连接无线仪表B，所述无线集控基站A包括无线组模块A-1和无线集控智能控制模块A-2、无线数传模块A-3、基站电源模块A-4、显示面板A-5以及保护电路模块A-6，所述无线仪表B包括无线功能模块B-1与信号调理模块B-2、显示控制模块B-3以及仪表电源模块B-4。

进一步的，所述无线功能模块B-1包含天线组B-1a与功放单元B-1b以及收发单元B-1c，所述信号调理模块B-2包括控制单元B-2a与采样单元B-2b以及信号预处理电路B-2c，所述显示控制模块B-3由显示屏B-3a和显示控制单元B-3b，所述仪表电源模块B-4包括电能控制单元B-4a与太阳能板B-4b以及电池组B-4c。

进一步的，所述无线仪表B为定制单表多路变量采集的仪表单元，采用无线通讯方式，仪表电源采用内置电池和太阳能供电两种方式可供选用或混用。

进一步的，所述无线仪表B适配传感器种类更多，包括热电阻RTD各类分度号传感器以及热电偶TC各类分度号传感器，用于目标测量点温度测量，传感器类别选择余地更大、检测温度选择区间更宽,更适应各类土壤修复恶劣环境及腐蚀条件。

进一步的，无线仪表B和传感器分体布置点位更灵活，适应不同安装空间；确定目标点位测量点所在垂直深度或水平长度或辅助测量方向的不同长度，立体布局温度测量点空间，批量布置传感器匹配测量点实际尺寸，传感器和无线仪表进行延展性软连接就近布置，减少空间局限影响，更易于反应被测量土壤立体区块内的温度场分布及维护。

进一步的，无线仪表B和无线集控基站A定制功能配套，便于专用无线集控基站集中管控；无线仪表除具备常用地址设定、信号类型设定、量程设定等基础功能外，配套无线集控基站管理需求，增设表采集点位传感器故障推送、报警定位、参数批量设定上传下传、运行测量校准值定时发送等功能；无线集控基站智能单元则匹配设置采集站点无线接入身份识别、数据采集无线传输、存储、断点续传及批量设定参数、报警定位及确认等功能。

进一步的，按土壤处理划分原位修复单元片区进行配置，每个片区配套单台无线集控基站A的无线集控智能控制模块A-2及若干无线仪表B、若干传感器，每台基站均预留扩展通讯接口，在构建智能单元平台横向扩展或纵向拓扑，为规模多片区模块化应用，实现单元片区批量管控基础单元功能。

进一步的，无线集控基站A和无线仪表B不局限于1对1，可以实现1V1、1Vn、根据无线集控站A无线功率发射范围及带载(负载为无线仪表发射信号)能力，无线集控站A可一对一、一对多。

实施例一：片区规划基于土壤治理区域范围细分，并结合数据采集批量管控基础单元无线辐射有效范围有关，最终确定合理数据采集片区管理区块范围；

实施例二：则在实施例一分片区基础上，结合原位修复或原位建堆建槽等形式，批量布置测量点，并为测量点群按无线仪表接入信号能力，就近分别配置，例如1表3传感器形式，则12个传感器须对应4块无线仪表，其他依此类推。

实施例三：无线仪表及传感器功能选定则依据数据采集系统所需建立目标温度场或压力场点位应用需求，确定传感器测量、仪表信号变送、无线传送等基础功能外，匹配批量集控技术要求增设相关仪表定位、身份识别、批量设置和独立设定、故障报警定位及处理确认等功能。

实施例四：无线集控基站智能单元为专用匹配无线仪表系统的智能控制单元，每个数据采集管理片区均配1套，构成从1台基站、多套无线仪表、若干传感器一个独立数据采集管理基础单元；

实施例五：基于实施例二到四所述，无线集控基站智能单元功能选定依据其片区空间跨度、障碍物、可视距离或中继点布位等因素确定基站功率、通讯频率段、扩展方式等要素。

实施例六：土壤治理区域按修复技术范围要求所划分的片区，至少含1套数据采集管理基础单元；规模化土壤修复治理多片区条件下，可根据细分至数据采集管理片区确定数量和治理区域设备布置方案，按此配备独立数据采集管理基础单元数量，并按不同场地布置位置及相关实施要求，完成数据采集管理基础单元的网络布局搭建。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：本系统方法，能够在土壤修复规模建设中，以控成本、提效率、增效益的新系统方法突破土壤修复领域工程应用局限，提升更趋环保节能高效的应用水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的无线数据采集系统方法拓扑示意图。

图2是本发明的无线集控基站功能图。

图3是本发明的无线采集单元功能图

附图标记说明：无线集控基站A、无线仪表B、无线组模块A-1、无线集控智能控制模块A-2、无线数传模块A-3、基站电源模块A-4、显示面板A-5、保护电路模块A-6、无线功能模块B-1、信号调理模块B-2、显示控制模块B-3、仪表电源模块B-4、天线组B-1a、功放单元B-1b、收发单元B-1c、控制单元B-2a、采样单元B-2b、信号预处理电路B-2c、显示屏B-3a、显示控制单元B-3b、电能控制单元B-4a、太阳能板B-4b、电池组B-4c。

具体实施方式

参看图1-图3所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种应用于土壤修复的无线数据采集系统方法，它包括无线集控基站、无线仪表，所述无线集控基站与无线仪表均设有两个以上，所述无线集控基站连接无线仪表，所述无线集控基站包括无线组模块和无线集控智能控制模块、无线数传模块、基站电源模块、显示面板以及保护电路模块，所述无线仪表包括无线功能模块与信号调理模块、显示控制模块以及仪表电源模块。

更为具体的，所述无线功能模块包含天线组与功放单元以及收发单元，所述信号调理模块包括控制单元与采样单元以及信号预处理电路，所述显示控制模块由显示屏和显示控制单元，所述仪表电源模块包括电能控制单元与太阳能板以及电池组。

更为具体的，所述无线仪表为定制单表多路变量采集的仪表单元，采用无线通讯方式，仪表电源采用内置电池和太阳能供电两种方式可供选用或混用。

更为具体的，所述无线仪表适配传感器种类更多，包括热电阻RTD各类分度号传感器以及热电偶T各类分度号传感器，用于目标测量点温度测量，传感器类别选择余地更大、检测温度选择区间更宽,更适应各类土壤修复恶劣环境及腐蚀条件。

更为具体的，无线仪表和传感器分体布置点位更灵活，适应不同安装空间；确定目标点位测量点所在垂直深度或水平长度或辅助测量方向的不同长度，立体布局温度测量点空间，批量布置传感器匹配测量点实际尺寸，传感器和无线仪表进行延展性软连接就近布置，减少空间局限影响，更易于反应被测量土壤立体区块内的温度场分布及维护。

更为具体的，无线仪表和无线集控基站定制功能配套，便于专用无线集控基站集中管控；无线仪表除具备常用地址设定、信号类型设定、量程设定等基础功能外，配套无线集控基站管理需求，增设表采集点位传感器故障推送、报警定位、参数批量设定上传下传、运行测量校准值定时发送等功能；无线集控基站智能单元则匹配设置采集站点无线接入身份识别、数据采集无线传输、存储、断点续传及批量设定参数、报警定位及确认等功能。

更为具体的，按土壤处理划分原位修复单元片区进行配置，每个片区配套单台无线集控基站的无线集控智能控制模块及若干无线仪表、若干传感器，每台基站均预留扩展通讯接口，在构建智能单元平台横向扩展或纵向拓扑，为规模多片区模块化应用，实现单元片区批量管控基础单元功能。

更为具体的，无线集控基站和无线仪表不局限于1对1，可以实现1V1、1Vn、根据无线集控站无线功率发射范围及带载(负载为无线仪表发射信号)能力，无线集控站可一对一、一对多。

实施一：片区规划基于土壤治理区域范围细分，并结合数据采集批量管控基础单元无线辐射有效范围有关，最终确定合理数据采集片区管理区块范围；

实施例二：则在实施例一分片区基础上，结合原位修复或原位建堆建槽等形式，批量布置测量点，并为测量点群按无线仪表接入信号能力，就近分别配置，例如1表3传感器形式，则12个传感器须对应3块无线仪表，其他依此类推。

实施例三：无线仪表及传感器功能选定则依据数据采集系统所需建立目标温度场或压力场点位应用需求，确定传感器测量、仪表信号变送、无线传送等基础功能外，匹配批量集控技术要求增设相关仪表定位、身份识别、批量设置和独立设定、故障报警定位及处理确认等功能。

实施例四：无线集控基站智能单元为专用匹配无线仪表系统的智能控制单元，每个数据采集管理片区均配1套，构成从1台基站、多套无线仪表、若干传感器一个独立数据采集管理基础单元；

实施例五：基于实施例二到四所述，无线集控基站智能单元功能选定依据其片区空间跨度、障碍物、可视距离或中继点布位等因素确定基站功率、通讯频率段、扩展方式等要素。

实施例六：土壤治理区域按修复技术范围要求所划分的片区，至少含1套数据采集管理基础单元；规模化土壤修复治理多片区条件下，可根据细分至数据采集管理片区确定数量和治理区域设备布置方案，按此配备独立数据采集管理基础单元数量，并按不同场地布置位置及相关实施要求，完成数据采集管理基础单元的网络布局搭建

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。