一种基于物联传感的园区碳监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及园区碳监测领域，尤其是一种基于物联传感的园区碳监测系统及方法，本发明专利技术的系统，包括：物联网感知层、碳监控布局系统、碳盒子边缘网关、碳监管云台、终端控制系统、能源管理系统、零碳管理系统和碳能分析系统。本发明专利技术通过物联网的边缘技术不仅实现了大范围、连续地碳监测，即温室气体来源及其变化特征的监测，也保证了碳监测数据的精准性和时效性；同时本发明专利技术的适用性范围广：可以根据目标园区，从而选取具有针对性的监测设备进行物联网感知层的布设，实现了目标园区的碳能分析、能源管理和零碳管理，使得所述目标园区内碳排放量总和为零，为遏制全球温室效应的加剧做出实际性的贡献，具有实际性的应用价值。具有实际性的应用价值。具有实际性的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联传感的园区碳监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及园区碳监测领域，尤其是一种基于物联传感的园区碳监测系统及方法。

技术介绍

[0002]温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，它们可使地球表面变得更暖，产生温室效应。CO2和CH4是大气中最主要的温室气体，其中CO2对增强全球太阳辐射效应的贡献为66%，是全球升温的主要推手。根据世界气象组织（WMO）2020年11月发布的最新一期《世界温室气体公报》，2019年全球CO2浓度为410.5
±
0.2ppm，CH4为1877
±
2ppb，再创历史新高。基于当前全球温室效应不断增加导致全球气候变暖的现状。要实现“碳达峰、碳中和”的目标，摸清碳排放“家底”至关重要，而碳排放监测便是其中重要的环节。目前对较大面积区域，如园区等场所的二氧化碳含量监测一般采用特殊的仪器是用人工方法逐点进行，不能进行大范围、实时、连续的测量，测量的准确性较低、范围较小、时效性较差。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷，一方面，本专利技术提供了一种基于物联传感的园区碳监测系统，包括：物联网感知层，所述物联网感知层用于采集目标园区内的全要素数据，所述全要素数据包括温室气体数据、实时背景和大气气体排放量；所述物联网感知层还用于分析所述温室气体数据获得温室气体的状况，所述温室气体的状况包括温室气体的浓度和温室气体的通量；碳监控布局系统，所述碳监控布局系统用于根据所述目标园区设定监测原则，所述监测原则用于布设所述物联网感知层以及确定采集温室气体数据的温室气体种类、采样方式和空间位置；碳盒子边缘网关，所述碳盒子边缘网关用于控制所述物联网感知层、采集并暂存所述物联网感知层的全要素数据、解析并转化所述全要素数据的协议、对所述全要素数据进行边缘计算并将边缘计算后的全要素数据上传至碳监管云台；碳监管云台，所述碳监管云台用于整合来自所述碳盒子边缘网关的多源全要素数据，并对所述多源全要素数据进行深度处理；终端控制系统，所述终端控制系统用于利用深度处理后的多源全要素数据监控所述目标园区的温室气体来源及其变化特征，并生成控制信号；所述终端控制系统还利用所述控制信号控制能源管理系统、零碳管理系统和碳能分析系统；碳能分析系统，所述碳能分析系统用于利用所述控制信号解析所述目标园区内的碳源信息和碳汇信息；能源管理系统，所述能源管理系统用于利用所述控制信号调整所述目标园区内能源设备的使用模式；零碳管理系统，所述零碳管理系统用于依据所述碳源信息和所述碳汇信息，通过所述能源管理系统调整所述目标园区内能源设备的使用模式使得所述目标园区内碳排放量总和为零。本专利技术的基于物联传感的园区碳监测系统通过物联网的边缘技术不仅实现了大范围、连续地碳监测，即温室气体来源及其变化特征的监测，也保证了碳监测数据的精准性和时效性；同时本专利技术的适用性范围广：可以根据目标园区，即监测区域的面积大小、动植
物生长及活动特征、建筑群分布特征以及产业特征等要素来设定监测原则，从而选取具有针对性的监测设备进行物联网感知层的布设，通过碳监管云台对数据的处理融合，结合终端控制系统的控制作用，实现了目标园区的碳能分析、能源管理和零碳管理，使得所述目标园区内碳排放量总和为零，为遏制全球温室效应的加剧做出实际性的贡献，具有实际性的应用价值。
[0004]可选地，所述物联网感知层包括：监测设备，所述监测设备用于采集目标园区内的全要素数据；分析设备，所述分析设备用于分析所述温室气体数据获得温室气体的状况。本专利技术利用离轴积分腔输出光谱法制成的监测设备具有操作简便、稳定性好、灵敏度高及成熟度高等优点，这不仅自动化监测主要趋势，也是数据来源的准确性的实质保证；同时，本专利技术的分析仪主机采用红外激光光谱技术，通过测量温室气体分子的特定吸收光谱，从而测量出气体浓度，由于此项技术成熟，因此可以减少错误数据的产生概率，保证数据可靠性和准确性。
[0005]可选地，所述监测设备包括：CO2监测设备，所述CO2监测设备用于采集所述目标园区的CO2气体数据；CH4监测设备，所述CH4监测设备用于采集所述目标园区的CH4气体数据；CO监测设备，所述CO监测设备用于采集所述目标园区的CO气体数据；N2O监测设备，所述N2O监测设备用于采集所述目标园区的N2O气体数据；含氟温室气体监控设备，所述含氟温室气体监测设备用于采集所述目标园区的含氟温室气体数据；气象监测设备，所述气象监测设备用于检测所述目标园区的气象状况。本专利技术针对不同的温室气体采用对应的监测设备可保证采用数据的专一性和准确性，并且避免了监测项目成本的增加，具有实际工程意义。
[0006]另一方面，本专利技术还提供一种基于物联传感的园区碳监测方法，所述基于物联传感的园区碳监测方法适用于上述的基于物联传感的园区碳监测系统，包括如下步骤：碳监控布局系统设定目标园区，并根据所述目标园区设定监测原则；碳监控布局系统根据所述监测原则在所述目标园区内布设物联网感知层；碳盒子边缘网关控制所述物联网感知层进行数据采集；物联网感知层采集目标园区内的全要素数据；碳盒子边缘网关采集并暂存所述物联网感知层的全要素数据；碳盒子边缘网关解析并转化所述全要素数据的协议；碳盒子边缘网关对所述全要素数据进行边缘计算；碳盒子边缘网关将边缘计算后的全要素数据上传至碳监管云台；碳监管云台整合来自所述碳盒子边缘网关的多源全要素数据；碳监管云台并对所述多源全要素数据进行深度处理；终端控制系统利用深度处理后的多源全要素数据监控所述目标园区的温室气体来源及其变化特征。本方法与上述基于物联传感的园区碳监测系统匹配度高，且具有较强的适应性，利用该方法结合基于物联传感的园区碳监测系统可以实现针对指定区域进行大范围、连续地碳监测，也保证了碳监测数据的精准性和时效性。
[0007]可选地，所述基于物联传感的园区碳监测方法还包括如下步骤：所述终端控制系统利用深度处理后的多源全要素数据生成控制信号；所述终端控制系统利用所述控制信号控制能源管理系统、零碳管理系统和碳能分析系统；所述碳能分析系统利用所述控制信号解析所述目标园区内的碳源信息和碳汇信息；所述能源管理系统利用所述控制信号调整所述目标园区内能源设备的使用模式；所述零碳管理系统利用所述控制信号，依据所述碳源信息和所述碳汇信息，通过所述能源管理系统调整所述目标园区内能源设备的使用模式使得所述目标园区内碳排放量总和为零。本专利技术利用该方法结合基于物联传感的园区碳监测
系统实现了目标园区的碳能分析、能源管理和零碳管理，使得所述目标园区内碳排放量总和为零，为遏制全球温室效应的加剧做出实际性的贡献，具有实际性的应用价值。
[0008]可选地，所述碳监控布局系统根据所述目标园区设定监测原则，包括如下步骤：所述碳监控布局系统设定采样要求，所述采样要求确定所述物联网感知层的采样数据种类；所述碳监控布局系统设定监控要求，所述监控要求规定所述物联网感知层的采样方式；所述碳监控布局系统设定布点要求，所述布点要求规范所述物联网感知层的空间位置；进一步可选地，所述采样要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联传感的园区碳监测系统，其特征在于，包括：物联网感知层，所述物联网感知层用于采集目标园区内的全要素数据，所述全要素数据包括温室气体数据、实时背景和大气气体排放量；所述物联网感知层还用于分析所述温室气体数据获得温室气体的状况，所述温室气体的状况包括温室气体的浓度和温室气体的通量；碳监控布局系统，所述碳监控布局系统用于根据所述目标园区设定监测原则，所述监测原则用于布设所述物联网感知层以及确定采集温室气体数据的温室气体种类、采样方式和空间位置；碳盒子边缘网关，所述碳盒子边缘网关用于控制所述物联网感知层、采集并暂存所述物联网感知层的全要素数据、解析并转化所述全要素数据的协议、对所述全要素数据进行边缘计算并将边缘计算后的全要素数据上传至碳监管云台；碳监管云台，所述碳监管云台用于整合来自所述碳盒子边缘网关的多源全要素数据，并对所述多源全要素数据进行深度处理；终端控制系统，所述终端控制系统用于利用深度处理后的多源全要素数据监控所述目标园区的温室气体来源及其变化特征，并生成控制信号；所述终端控制系统还利用所述控制信号控制能源管理系统、零碳管理系统和碳能分析系统；碳能分析系统，所述碳能分析系统用于利用所述控制信号解析所述目标园区内的碳源信息和碳汇信息；能源管理系统，所述能源管理系统用于利用所述控制信号调整所述目标园区内能源设备的使用模式；零碳管理系统，所述零碳管理系统用于依据所述碳源信息和所述碳汇信息，通过所述能源管理系统调整所述目标园区内能源设备的使用模式使得所述目标园区内碳排放量总和为零。2.根据权利要求1所述的基于物联传感的园区碳监测系统，其特征在于，所述物联网感知层包括：监测设备，所述监测设备用于采集目标园区内的全要素数据；分析设备，所述分析设备用于分析所述温室气体数据获得温室气体的状况。3.根据权利要求2所述的基于物联传感的园区碳监测系统，其特征在于，所述监测设备包括：CO2监测设备，所述CO2监测设备用于采集所述目标园区的CO2气体数据；CH4监测设备，所述CH4监测设备用于采集所述目标园区的CH4气体数据；CO监测设备，所述CO监测设备用于采集所述目标园区的CO气体数据；N2O监测设备，所述N2O监测设备用于采集所述目标园区的N2O气体数据；含氟温室气体监控设备，所述含氟温室气体监测设备用于采集所述目标园区的含氟温室气体数据；气象监测设备，所述气象监测设备用于检测所述目标园区的气象状况。4.一种基于物联传感的园区碳监测方法，所述基于物联传感的园区碳监测方法适用于权利要求1
‑
3任一所述的基于物联传感的园区碳监测系统，其特征在于，包括如下步骤：碳监控布局系统设定目标园区，并根据所述目标园区设定监测原则；
碳监控布局系统根据所述监测原则在所述目标园区内布设物联网感知层；碳盒...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨邦会，胡乔利，
申请(专利权)人：中科海慧北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：