Многофункциональная модульная система экологическогомониторинга атмосферы
Учеными факультета компьютерных наук и технологий университета (проф. Г.В. Аверин) в течение нескольких лет ведутся работы по созданию многофункциональных модульных систем мониторинга.
Основные реализуемые принципы при создании подобных устройств - универсальность и многофункциональность системы мониторинга в прикладных областях. В базовом варианте система позволяет использовать принцип «гибкой настройки» модулей под конкретную область применения. В каждой модификации системы предполагается изменение только набора используемых датчиков или приборов контроля и разработка прикладных программных средств для анализа данных. Подобные системы отличаются низкой стоимостью, универсальностью использования современных информационных технологий и широкой областью применения на практике. Предполагается, что на вход системы может подаваться информация с любых датчиков или приборов контроля, имеющих аналоговые или цифровые выходы, а выходы системы могут обеспечивать вывод информации на средства отображения информации, удаленные сервера или непосредственно подключаемые к системе устройства (компьютер, КПК, телефон).В настоящее время на основе изложенных выше подходов в университете разработан газоанализатор для контроля загрязнения атмосферного воздуха. Газоанализатор имеет модульную архитектуру построения и состоит из двух подсистем: электронной и газовоздушной. Электронная подсистема включает в себя микропроцессорный модуль, модуль связи, модуль памяти, средства ввода и отображения информации, метеорологические и газовые сенсоры. В качестве микроконтроллера использованы новые AVR-микроконтроллеры серии XMEGA фирмы Atmel.
Модуль связи обеспечивает связь между газоанализатором и компьютером или Web-сервером с помощью следующих интерфейсов: RS- 232, RS-485, USB, Ethernet или Bluetooth.
Модуль памяти обеспечивает подключение к газоанализатору внешних накопителей информации, таких, как карта памяти или USB- флеш накопитель.
Средства ввода и отображения информации - это ЖК-дисплей и клавиатура на передней панели газоанализатора.
В качестве газовых сенсоров возможно использование любых электрохимических сенсоров, позволяющих контролировать загрязнение атмосферного воздуха при низких концентрациях загрязнителей, а также вести контроль загрязнения воздуха рабочей зоны. В настоящее время в газоанализаторе применяется блок газового контроля атмосферы из пяти-семи сенсоров: датчики диоксида азота, диоксида серы, окиси углерода, формальдегида, аммиака, сероводорода и озона. В блоке метеорологических сенсоров могут использоваться датчики температуры, влажности, атмосферного давления, освещенности, скорости и направления ветра.
На базе созданных автоматизированных газоанализаторов разработаны локальные и региональные системы экологического и технологического мониторинга. В состав базового образца системы входят информационный сервер сбора и обработки данных, автоматические посты контроля и управления и газоанализаторы. Связь между информационным сервером и автоматическими постами производится по GSM-каналу через Интернет.
Каждый автоматический пост контроля включает автоматические газоанализаторы, приборы контроля или технологические датчики, контроллер для первичной обработки данных и модуль для передачи информации на диспетчерскую станцию. Расстояние передачи данных не- ограничено, количество автоматических постов контроля в регионе - до 50, количество газоанализаторов и приборов контроля - до 50 при удалении от автоматизированного поста на 500-1000 м. Автоматический пост контроля обеспечивает автономный режим работы и микропроцессорное управление функциями.
Система экологического мониторинга внедрена в Управлении охраны окружающей природной среды Донецкой области. Внедрение системы позволяет вести непрерывные наблюдения за состоянием окружающей природной среды, обеспечивать органы государственной власти, предприятия и общественность систематической и оперативной информацией о состоянии природной среды.
Приведенные примеры показывают, что и сегодня ученые Донецкого национального технического университета в своей работе стремятся довести научную идею до опытного образа, технологии, успешно внедряют свои разработки на широком спектре предприятий и организаций топливно-энергетического комплекса, металлургии, теплоэнергетики, машиностроения, промышленной экологии, информационного и телекоммуникационного профиля.