某東部沿海地級市曾面臨這樣的環(huán)保難題：傳統(tǒng)大氣監(jiān)測站僅覆蓋市中心，郊區(qū)工業(yè)區(qū)、交通干線的PM2.5、VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）數(shù)據(jù)“斷層”，數(shù)據(jù)匯總滯后2小時以上，既難以及時響應(yīng)污染預(yù)警，也無法精準(zhǔn)定位污染源頭。為破解這一困境，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境局?jǐn)y手才茂通信，基于RTU無線通信技術(shù)搭建智慧大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全市域空氣質(zhì)量“全時段、全區(qū)域、高精度”監(jiān)控。

一、項目背景

傳統(tǒng)大氣監(jiān)測的3大核心痛點(diǎn)

1. 覆蓋局限：

傳統(tǒng)固定監(jiān)測站建設(shè)成本高（單站超百萬元），僅能覆蓋核心區(qū)域，郊區(qū)、園區(qū)、交通樞紐等關(guān)鍵點(diǎn)位存在大量“監(jiān)測盲區(qū)”；

2. 數(shù)據(jù)滯后：

依賴人工采集或有線傳輸，數(shù)據(jù)從采集到上傳需1-2小時，遇到突發(fā)污染（如秸稈焚燒、企業(yè)偷排）時，無法實(shí)時觸發(fā)預(yù)警；

3. 運(yùn)維繁瑣：

監(jiān)測設(shè)備分散在戶外，傳統(tǒng)有線設(shè)備需定期現(xiàn)場檢修，遇到暴雨、高溫等惡劣天氣，運(yùn)維效率低且成本高。

二、解決方案

以RTU為核心，構(gòu)建“全域感知+無線傳輸”體系

才茂通信針對項目需求，設(shè)計“分布式監(jiān)測終端+RTU無線傳輸+云平臺分析”的一體化方案，核心硬件為CM-RTU800工業(yè)級無線RTU，搭配多參數(shù)氣體傳感器、氣象傳感器，實(shí)現(xiàn)大氣污染物與環(huán)境數(shù)據(jù)的同步采集與傳輸。

環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)

核心產(chǎn)品

CM-RTU800工業(yè)級無線RTU

作為方案的“數(shù)據(jù)傳輸核心”，該RTU專為戶外復(fù)雜環(huán)境打造，三大優(yōu)勢直擊痛點(diǎn)：

超強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性：支持-40℃~70℃寬溫工作，IP65防護(hù)等級，可直接安裝在樓頂、路邊監(jiān)測箱內(nèi)，抵御暴雨、高溫、粉塵等惡劣條件；

穩(wěn)定無線傳輸：兼容4G/5G/NB-IoT多網(wǎng)絡(luò)模式，支持VPN加密通道，數(shù)據(jù)傳輸成功率達(dá)99.9%，即使在郊區(qū)弱網(wǎng)環(huán)境下也能穩(wěn)定上傳；

靈活擴(kuò)展能力：提供4路模擬量輸入、2路數(shù)字量輸入/輸出接口，可直接對接PM2.5、SO?、NO?、VOCs傳感器及溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向儀，無需額外加裝轉(zhuǎn)換器，適配主流工業(yè)協(xié)議。

系統(tǒng)架構(gòu)

三層聯(lián)動，數(shù)據(jù)“秒級流轉(zhuǎn)”

環(huán)保監(jiān)控平臺

感知層

在全市布設(shè)120個分布式監(jiān)測點(diǎn)（含30個交通干線點(diǎn)、25個工業(yè)園區(qū)點(diǎn)、65個社區(qū)/郊區(qū)點(diǎn)），每個監(jiān)測點(diǎn)搭載多參數(shù)傳感器，實(shí)時采集PM2.5（精度±5μg/m3）、VOCs（精度±10ppb）、溫度、濕度等數(shù)據(jù)；

傳輸層

通過CM-RTU800 RTU將采集數(shù)據(jù)以無線方式上傳至市級生態(tài)環(huán)境云平臺，傳輸延遲≤30秒，確保數(shù)據(jù)“實(shí)時新鮮”；

應(yīng)用層

云平臺實(shí)現(xiàn)三大功能——數(shù)據(jù)可視化（地圖標(biāo)注監(jiān)測點(diǎn)位置、實(shí)時顯示污染物濃度曲線）、智能預(yù)警（超標(biāo)時自動推送短信至監(jiān)管人員）、溯源分析（結(jié)合風(fēng)向、氣壓數(shù)據(jù)，定位污染擴(kuò)散路徑）。

三、實(shí)施路徑

3步高效落地，不影響城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)

#1點(diǎn)位勘查（5天）

聯(lián)合生態(tài)環(huán)境局，結(jié)合污染高發(fā)區(qū)域（如工業(yè)區(qū)下風(fēng)向、主干道交叉口）確定監(jiān)測點(diǎn)，優(yōu)先選擇現(xiàn)有路燈桿、公交站亭等基礎(chǔ)設(shè)施安裝，減少地面開挖；

#2設(shè)備部署（20天）

分4個片區(qū)同步施工，每組工程師單日可完成6-8個監(jiān)測點(diǎn)安裝，采用“即裝即通”模式，設(shè)備通電后自動接入RTU傳輸網(wǎng)絡(luò)；

#3聯(lián)調(diào)交付（5天）

逐點(diǎn)測試數(shù)據(jù)采集精度與傳輸穩(wěn)定性，調(diào)試預(yù)警閾值（如PM2.5濃度超75μg/m3時觸發(fā)藍(lán)色預(yù)警），并對監(jiān)管人員開展平臺操作培訓(xùn)。

四、創(chuàng)新亮點(diǎn)

3大技術(shù)突破，重塑大氣監(jiān)測模式

1邊緣計算降本增效

CM-RTU800 RTU支持本地邊緣計算，可在設(shè)備端對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行“預(yù)處理”（如過濾傳感器異常波動數(shù)據(jù)），僅上傳有效數(shù)據(jù)，減少云平臺帶寬占用；

2多網(wǎng)備份防斷聯(lián)

RTU內(nèi)置4G/5G/NB-IoT三網(wǎng)模塊，當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)信號弱時自動切換至其他網(wǎng)絡(luò)，避免因網(wǎng)絡(luò)中斷導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，保障監(jiān)測“不打烊”；

3輕量化部署省成本

相比傳統(tǒng)固定監(jiān)測站，分布式監(jiān)測點(diǎn)單點(diǎn)位建設(shè)成本降低80%，且無需鋪設(shè)線纜，后期運(yùn)維僅需遠(yuǎn)程排查RTU狀態(tài)，年運(yùn)維成本大大降低。

五、項目成效

監(jiān)測能力與監(jiān)管效率雙提升

方案落地后，當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境監(jiān)測實(shí)現(xiàn)“質(zhì)的飛躍”，核心成效顯著：

#1監(jiān)測覆蓋率從30%提至95%

消除郊區(qū)、園區(qū)監(jiān)測盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)“市中心+郊區(qū)+工業(yè)區(qū)”全域覆蓋，PM2.5、VOCs等數(shù)據(jù)采集頻次從每小時1次提升至每分鐘1次；

#2污染預(yù)警響應(yīng)提速90%

數(shù)據(jù)滯后時間從2小時縮至1分鐘內(nèi)，2024年上半年突發(fā)污染事件（如秸稈焚燒）預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)98%，污染處置時間從4小時縮短至30分鐘；

#3監(jiān)管精準(zhǔn)度大幅提升

通過RTU傳輸?shù)乃菰磾?shù)據(jù)，成功定位3家偷排VOCs的企業(yè)，協(xié)助執(zhí)法部門開展精準(zhǔn)整治，區(qū)域VOCs平均濃度同比下降18%。

目前，該方案已成為當(dāng)?shù)亍爸腔郗h(huán)保”建設(shè)的核心模塊，后續(xù)還將接入省級生態(tài)環(huán)境平臺，助力跨區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控。