CN104990847A

CN104990847A - 基于移动终端动态带有位置的pm2.5实时数据监控系统及方法

Info

Publication number: CN104990847A
Application number: CN201510396479.XA
Authority: CN
Inventors: 陈志峰; 刘孝赵; 施连敏
Original assignee: Suzhou Institute of Trade and Commerce
Current assignee: Suzhou Institute of Trade and Commerce
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2015-10-21

Abstract

一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统、方法及设备。该设备包括移动终端、与移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪，其中：PM2.5采集仪至少设置有PM2.5采集器及将采集到的PM2.5数据传至对应的一移动终端的接口。移动终端：其终端至少自设有北斗/GPS模块和显示装置，还包括一PM2.5实时数据监控模块，所述PM2.5实时数据监控模块连接所述北斗/GPS模块和所述显示装置，用于将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，连同当前北斗/GPS模块动态检测到的实时地理位置、采集时间在内的数据在显示装置中显示。PM2.5采集仪的显示、电源等都是利用通信终端本身的显示装置和电力，还可以利用通信终端的处理能力，使得PM2.5采集仪体积小且具有极好的采集功效。

Description

基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统及方法

技术领域

本发明是属于环境监控设备，尤其涉及一种动态带有地理位置的PM2.5实时数据系统及其监控方法。

背景技术

PM2.5为每立方米空气中粒径小于2.5um的颗粒物的含量，PM2.5的产生是在日常发电、工业生产和汽车尾气排放等过程中燃烧所排入的残留物，大多含量有重金属等有害物，这些颗粒可以不经肝脏触解毒直接通过支气管和肺泡进入血液并溶解于血液中，从而对人体产生很大的伤害。世界卫生组织发布的报告显示，无论发达国家还是发展中国家，目前大多数城市和农村人口均受到颗粒物的影响。

在我们，对PM2.5的监测较为滞后，在国家发布置最新环境空气质量标准前，国内驻有少数地区对其进行监测。这些在我们率先开展PM2.5监测的城市包括从2000年开始对PM2.5试点监测工作的南京市等。同时随着新环境空气质量标准的出台，在我国将有包括北京、天津、长江三角洲等重点区域及直辖市和省会城市于是2012年率先开展PM2.5的监测。

湖南爱瑞杰科技发展股份有限公司在申请号为201320136750.2的专利中，公开了一种检测PM10和PM2.5浓度的多功能移动终端，包括处理器模块、存储模块、触屏模块、基带模块、北斗/GPS模块、RFID读写模块、视频图像采集模块及PM10与PM2.5浓度感知模块；其中，所述存储模块、触屏模块、基带模块、北斗/GPS模块、RFID读写模块、视频图像采集模块及PM10与PM2.5浓度感知模块分别与处理器模块双向连接。通过北斗/GPS模块，PM10和PM2.5浓度感知模块、RFID读写模块及基带模块既可以实现环境中位置信息，空气质量信息以及携带内设的RFID标签的人与的信息实时采集，还可以实现对这些采集信息的远程自动上传，极大地扩展了应用范围，方便知道其一区域内的环境情况，方便了人们的生产与生活，同时也减少自身以及他人遭受到潜在伤害。

上述的设备固然非常好，但是，一般人们出门时并不会随带一些量测设备，而手机则是当今社会人人随身必备的产品，可以利用手机内所拥有的软件或硬件来产生一些附加功能，既可以让使用者可以省去携带量测设备，又可以使手机具有更多的附加价值，提高使用者的便利。

为此，美埃(中国)环境净化有限公司在201410445227.7发明中公开了一种基于移动终端的PM2.5在线监控系统，包括单片机和检测数据采集转换，所述单片机连接有温度和湿度传感器、PM2.5传感器、电源系统、显示屏和键盘；本发明利用移动终端内零件的附件功能，省去了携带额外的测量空气中PM2.5颗粒物含量以及所处环境的温湿度的工具的不便，又增加了移动终端的附件价值，可以提高使用者的便利性，结构简单，使用方便。

在上述的专利中，PM2.5在线监控系统只利用了手机的移动传输功能，不能完全发挥移动终端其它附件，并且，利用手机等移动终端进行PM2.5监测时还存在一个很大的问题是，个人等购买的PM2.5采集器和传感器精度不够，只采用几个采集数据，存在检测准确率不高的问题，也不适用于政府等部门进行发布或采用，而现有的PM2.5采集设备虽然采用高精度的采集器，但是一般固定在一个特定的位置，存在取样点固定，不具有大范围的采集，容易造成采集出来的数据存在偏差的问题。

因此，现有的PM2.5在线监控系统存在采集点固定、不具有了解全面地区的PM2.5数据的缺陷，或者只利用手机的传输功能，采集的数据仅够本身使用，存在监测精度不高的问题。

发明内容

本发明主要提供一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统，以解决现有PM2.5实时数据监控点比较有限或者利用移动终端采集采样点有限且精度不高的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种对应的基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控方法。

本发明的第三目的在于提供一种的基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控设备。

一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统，其特征在于，包括服务端、各个移动终端、与各个移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪，其中：

所述PM2.5采集仪，至少设置有PM2.5采集器及将采集到的PM2.5数据传至对应的一移动终端的接口；

移动终端：其终端至少自设有北斗/GPS模块和显示装置，还包括一PM2.5实时数据监控模块，所述PM2.5实时数据监控模块连接所述北斗/GPS模块和所述显示装置，用于将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，连同当前北斗/GPS模块动态检测到的实时地理位置、采集时间在内的数据传输至所述服务端；

所述服务端，至少连接各个移动终端，其设置有PM2.5实时数据监控总模块，所述PM2.5实时数据监控总模块至少包括预监控地区地图子单元、解析子单元、计算子单元，PM2.5数据显示子单元，其中，

预监控地区地图子单元：至少存储有预监控地区的地图信息，所述地图信息与所述北斗/GPS模块所获知的地图信息存在映射关系；

解析子单元：用于从所述的移动终端所传送的数据中获知包括PM2.5实时数据、采集对应的地理位置信息、采集时间点在内的数据；

计算子单元：用于从解析子单元中获得该些数据，按照地理位置信息和/或采集时间点，按照平均算法在内的预设算法获知某一地理位置范围内某一采集时间段的PM2.5采集数据；

PM2.5数据显示子单元：用于将计算子单元计算的PM2.5采集数据在所述预监控地区地图上进行显示。

一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）PM2.5采集仪将采集到的PM2.5数据传至对应的一移动终端；

（2）移动终端将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，连同当前北斗/GPS模块动态检测到的实时地理位置、采集时间在内的数据传输至所述服务端；

（3）所述服务端存储有预监控地区的地图信息，所述地图信息与所述北斗/GPS模块所获知的地图信息存在映射关系；

（4）所述服务端从所述的移动终端所传送的数据中获知包括PM2.5实时数据、采集对应的地理位置信息、采集时间点在内的数据；

（5）所述服务端获得该些数据，按照地理位置信息和/或采集时间点，按照平均算法在内的预设算法获知某一地理位置范围内某一采集时间段的PM2.5采集数据；

（6）所述服务端将计算的PM2.5采集数据在所述预监控地区地图上进行显示。

一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控设备，包括移动终端、与移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪，其中：

移动终端：其终端至少自设有北斗/GPS模块和显示装置，还包括一PM2.5实时数据监控模块，所述PM2.5实时数据监控模块连接所述北斗/GPS模块和所述显示装置，用于将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，连同当前北斗/GPS模块动态检测到的实时地理位置、采集时间在内的数据在显示装置中显示。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）通过上述的系统，可以实时动态获知预检测区域的绝大多数位置信息上的PM2.5实时数值，避免了大量精准PM2.5检测设备的布局，不仅减少了大量设备的投入，专门人力的投入，大大降低了成本。另一方面，使得很多大众拥有了检测当时当地所在的PM2.5实时数值成为可能，而且将数据上传后，只要上传数据量达到一预设值，该PM2.5具有极高的准确度。

（2）PM2.5采集仪的显示、电源等都是利用通信终端本身的显示装置和电力，还可以利用通信终端的处理能力，使得PM2.5采集仪体积小且具有极好的采集功效。从另一个角度来说，PM2.5采集仪的小巧且具有的装置比较少，使得PM2.5采集仪可以做到成本低，让更多的大众愿意来购买，并且通过大众的移动终端来完成采集和显示当前PM2.5动态数据，也更愿意和其它人分享该数据，才有可能将PM2.5数据做到大数据采集。

附图说明

图1为PM2.5采集仪的一种示例图。

图2为一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统的实施示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

请参阅图1，其为PM2.5采集仪的一种示例图。PM2.5采集仪包括处理器11、PM2.5采集器12、接口13和电源14。接口13通过wifi协议接口。PM2.5采集仪采集到的PM2.5数据可以通过与其对应的移动终端的显示装置上进行显示。并且，通过wifi协议进行数据传输，数据传输比较快。并且该PM2.5采集仪可以做成一个很小的盒状。

另外，在本发明中PM2.5采集仪也可以包括一个PM2.5采集器。PM2.5采集仪通过通信终端的数据接口可插拨地与所述对应的移动终端连接，并通过移动终端提供电力。显示这一块也是通过移动终端的显示装置进行显示，并且在移动终端上装一个APP，这样还可以利用移动终端上的处理器来完成PM2.5采集仪的采集，控制采集的时机，比如定期的，比如移动终端改变地理位置等条件触发PM2.5采集仪的采集。如果采用这种方式，PM2.5采集仪可以做得非常小，它的显示、电源等都是利用通信终端本身的显示装置和电力，还利用通信终端的处理能力，使得PM2.5采集仪体积小且具有极好的采集功效。从另一个角度来说，PM2.5采集仪的小巧且具有的装置比较少，使得PM2.5采集仪可以做到成本低，让更多的大众愿意来购买，并且通过大众的移动终端来完成采集和显示当前PM2.5动态数据，也更愿意和其它人分享该数据，才有可能将PM2.5数据做到大数据采集。

并且，又由于移动终端本身带有GPS定位功能，使得PM2.5数据上带上地理位置属性，又不需要在PM2.5采集仪配置相应的地理位置检测装置，节约了成本，同时达到很好的PM2.5数据带有地理位置的动态采集。

请参阅图2，一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统的实施示意图。它包括服务端3、各个移动终端2、与各个移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪1，其中：

所述PM2.5采集仪1，至少设置有PM2.5采集器及将采集到的PM2.5数据传至对应的一移动终端的接口。

移动终端2：其终端至少自设有北斗/GPS模块和显示装置，还包括一PM2.5实时数据监控模块，所述PM2.5实时数据监控模块连接所述北斗/GPS模块和所述显示装置，用于将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，连同当前北斗/GPS模块动态检测到的实时地理位置、采集时间在内的数据传输至所述服务端。

移动终端2的PM2.5实时数据监控模块可以通过一个APP软件来实现，当然也可以通过其它模块来实现。在该PM2.5实时数据监控模块中，若PM2.5采集仪1自带有处理器的话，该PM2.5实时数据监控模块主要与该处理器相配合，来完成PM2.5实时数据的采集动作、显示动作及与服务端3完成交互操作。一般来说，有处理器的话，该PM2.5实时数据监控模块重点在于完成显示操作及与服务端3完成交互操作。若PM2.5采集仪1上未设有处理器，则该PM2.5实时数据监控模块主要完成采集动作、显示动作及与服务端3完成交互操作。与服务端3完成交互操作主要包括将有效的PM2.5实时数据上传至服务端3，并且将服务端3的动态数据下传至本端显示。

服务端3，至少连接各个移动终端2，其设置有PM2.5实时数据监控总模块，所述PM2.5实时数据监控总模块至少包括预监控地区地图子单元31、解析子单元32、计算子单元33，PM2.5数据显示子单元34，其中，

预监控地区地图子单元31：至少存储有预监控地区的地图信息，所述地图信息与所述北斗/GPS模块所获知的地图信息存在映射关系。预监控地区地图子单元31可以采用百度地图、高德地图等地理数据，该些地理数据与手机等移动终端上北斗/GPS模块所得到的地理位置信息存在对应关系，即采用的地理数据格式大体相同，可以完成映射关系。若需要预监控地区为一个区、一个城市或全国，则可以采用不同精度的地图进行处理。

解析子单元32：用于从所述的移动终端所传送的数据中获知包括PM2.5实时数据、采集对应的地理位置信息、采集时间点在内的数据。

计算子单元33：用于从解析子单元中获得该些数据，按照地理位置信息和/或采集时间点，按照平均算法在内的预设算法获知某一地理位置范围内某一采集时间段的PM2.5采集数据。若定点位置的精准PM2.5检测，可以直接在地图上进行显示，预检测区域的其它位置上可以将一定时间上传的PM2.5检测数据去噪后求平均值，将该平均值做为该地理位置上的该时间段的PM2.5值。若定点位置可精准PM2.5检测，可以直接在地图上进行显示，该位置点其它时间段的PM2.5检测数据，可以将上传的PM2.5检测数据去噪后求平均值，将该平均值做为该地理位置上的其它该时间段的PM2.5值。

PM2.5数据显示子单元34：用于将计算子单元计算的PM2.5采集数据在所述预监控地区地图上进行显示。

所述服务端为云服务平台，所述云服务平台通过无线网卡完成PM2.5数据的显示或发布，或者通过微信在内的第三方平台进行显示或发布。

通过上述的系统，可以实时动态获知预检测区域的绝大多数位置信息上的PM2.5实时数值，避免了大量精准PM2.5检测设备的布局，不仅减少了大量设备的投入，专门人力的投入，大大降低了成本。另一方面，使得很多大众拥有了检测当时当地所在的PM2.5实时数值成为可能，而且将数据上传后，只要上传数据量达到一预设值，该PM2.5具有极高的准确度。另外，通过该些数据的处理，可以直接给政府等部门使用，而且，该些数据通过云服务平台等进行发布，可以实时获知当前所在位置当前的PM2.5值。

另外，不管移动终端是上传PM2.5的移动终端，还是不具有上传功能的移动终端，都可以实时获知当前所在位置当前的PM2.5值。或者是，当移动终端从A地移动到B地，PM2.5值的改动超过一预设的范围，不管是变好还是变坏，都做到及时将移动终端所在的当前所在位置当前的PM2.5值推送给移动终端，可以使得需要该服务的相应人员能及时获知其环境信息。

一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控方法，包括以下步骤：

（6）所述服务端将计算的PM2.5采集数据在所述预监控地区地图上进行显示。比如，将现有的固定位置精确采集到的PM2.5数值直接在所述预监控地区地图上对应的地理位置上显示。

比如，PM2.5采集仪通过传感器采集后，通过wifi传递到手机，手机获取当时的gps坐标，将pm2.5数据和坐标数据结合起来，一方面数据保存在手机中，另外，也通过手机将数据传送到云端，这样，形成pm2.5的一定范围内的地图，可以进一步开展大数据分析。wifi的好处：随着智慧城市建设的深入，wifi接入点将更广泛，更便捷，甚至，这个传感器也可以作为wifi的接入点，提供给别人使用，这样，一举二得，当然，这里面还需要一种安全认证机制来保障。

本方法还可以，在采集的预先设定的时间范围内，在预先设定的地理位置范围内，将所收集到的PM2.5数值求平均值后作为该地理位置范围上预先设定时间上的PM2.5数值，并在该所述预监控地区上对应的地理位置上显示。

移动终端将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，通过本身带有的显示装置进行显示。

本发明还保护单独一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控设备，包括移动终端、与移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪，其中：

当然PM2.5采集仪通过通信终端的数据接口可插拨地与所述对应的移动终端连接，并通过移动终端提供电力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控系统，其特征在于，包括服务端、各个移动终端、与各个移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪，其中：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，PM2.5采集仪还包括电源、处理器，所述接口为无线通信模块，其中，处理器分别连接电源、无线通信模块和PM2.5采集器，所述处理器通过对应的所述移动终端的显示装置完成采集的PM2.5数据的显示。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，PM2.5采集仪通过通信终端的数据接口可插拨地与所述对应的移动终端连接，并通过移动终端提供电力。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务端为云服务平台，所述云服务平台通过无线网卡完成PM2.5数据的显示或发布，或者通过微信在内的第三方平台进行显示或发布。

5.一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将现有的固定位置精确采集到的PM2.5数值直接在所述预监控地区地图上对应的地理位置上显示。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，还包括：

在采集的预先设定的时间范围内，在预先设定的地理位置范围内，将所收集到的PM2.5数值求平均值后作为该地理位置范围上预先设定时间上的PM2.5数值，并在该所述预监控地区上对应的地理位置上显示。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，还包括：移动终端将所述PM2.5采集仪采集到的PM2.5实时数据，通过本身带有的显示装置进行显示。

9.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，还包括：移动终端可获知当前所在位置当前的PM2.5值。

10.一种基于移动终端动态带有位置的PM2.5实时数据监控设备，包括移动终端、与移动终端无线/有线相连的PM2.5采集仪，其中：

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，PM2.5采集仪通过通信终端的数据接口可插拨地与所述对应的移动终端连接，并通过移动终端提供电力。