CN105116109A - 基于WiFi热点名称的多点空气质量数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于WiFi热点名称的多点空气质量数据采集方法。本发明的空气质量传感器上装有作为AP的WiFi模块。该AP的SSID中包含空气质量信息，并且随着实际监测的空气质量发生变化。当采样值发生变化时，根据采样值以及传感器名称、ID等信息生成并修改WiFi模块的SSID值，并重新启动AP，启动AP后打开SSID广播。智能终端上的APP调用操作系统接口，通过无线网卡搜索周边的WiFi热点列表。从列表中解析出空气质量传感器的热点信息，并从SSID值中解析出该传感器的当前空气质量。本发明只要使用具备Wi-Fi功能的智能手机，依靠其上运行的APP，就可以直接读取道空间内各个采集点的空气质量值，而且能够实时变化。

Description

基于WiFi热点名称的多点空气质量数据采集方法

技术领域

本发明主要涉及WIFI传感器领域，特别涉及基于WiFi热点名称的多点空气质量数据采集方法。

背景技术

随着人们对环境以及健康的日益关注，针对室内空气质量的监测也越来受重视。传统的空气质量数据采集的方法有人工采集法和传感器采集法，人工取样主要是采用人力收集空气样品，通过化学分析等方法检测出空气中的所含的物质和所含物质的浓度数据。该方法操作繁琐，方法复杂，耗时，耗力。传感器采集技术是主要是使用各种类型的传感器，比如电化学传感器、光传感器等等，结合电化学分析等算法检测出空气中CO₂、NO等物质的浓度，然后再通过LED或数码管进行显示。现在市场上根据此技术实现空气质量数据采集的产品，如测量仪、手持设备、监测系统等，这些设备大多是有线的。有线将这些设备制约在特定的区域，特定的环境下。然而，无线空气质量数据采集技术的出现很好的解决了有线的制约因素。目前，市场上使用的无线技术主要有EnOcean、Zigbee、WiFi、Z-Wave和Bluetooth。传统的无线空气质量采集技术主要由3部分组成：无线空气质量传感器、无线通信网络和智能终端。其技术相对复杂，比如说多跳自组织网络的路由协议，数据融合和数据管理技术，无线组网技术等。其实现的难度也相对来说较大。

发明内容

本发明的目的就是减少从空气质量传感器到智能终端之间的数据通信环节，使得智能终端能够在未连接任何网络的情况下直接采集到空间内多点气体的浓度值，从而降低技术上的复杂度和难度。

本发明解决技术问题所采取的技术方案：

在空气质量传感器上装一个WiFi模块，而该WiFi模块为AP模式。这样空气质量传感器加上WiFi模块就相当于一个热点，而该热点的名称则含有空气质量传感器采集到的相关数据，而且该热点名称会随着空气传感器采集到数据的变化而发生变化。空气质量传感器和WiFi模块之间采用可采用多种总线通信。例如WiFi模块作为主设备，空气质量传感器作为从设备，两者间通过I2C总线进行通信。下面就具体说明实现该数据采集技术的方法。

（1）Wi-Fi模块上的处理单元定期查询空气质量传感器的采样值。

（2）当采样值发生变化时，根据采样值以及传感器名称、ID等信息生成并修改WiFi模块的SSID（即热点名称）值，并重新启动AP，启动AP后打开SSID广播。

（3）智能终端上的APP调用操作系统接口，通过无线网卡搜索周边的WiFi热点列表。从列表中解析出空气质量传感器的热点信息，并从SSID值中解析出该传感器的当前气体浓度，展示给用户。

本发明有益效果：在采用该方法进行多点空气质量数据采集的空间内，只要使用具备Wi-Fi功能的智能手机，依靠其上运行的APP，就可以直接读取到空间内各个采集点的气体浓度值，而且能够做到实时监测的作用。相比以往的方案，省去了很多中间环节。基本上达到了“立即安装，立即使用”的效果。

附图说明

图1为空气质量传感器硬件结构示意图；

图2空气质量数据采集系统传感器部署图；

图3手机APP界面线框图。

具体实施方式

不同于传统的无线空气质量数据采集，基于Wi-Fi热点名称的多点空气质量数据采集不需要组网连接，也不需要专门的接入设备。只要使用常规的带Wi-Fi功能的手机（或者PC等电子产品）获取到周边Wi-Fi热点的列表，就能够采集多点气体浓度。

对于精度要求不高的场景，气体浓度数值变化可以是缓慢的。Wi-Fi热点更新的速度一般在5~10s左右，能够满足场景的实时性要求。

以室内无线多点空气质量监控为例，具体说明本发明的实施方式。

首先要说明的是如何在室内部署“基于WiFi热点名称的空气质量数据采集”系统。第一步，将空气传感器通过通信接口与WiFi模块相连接组成一个采集模块。然后，将采集模块部署到房间各个采集点上。最后，通过智能手机上对应的APP即可查室内各个角落的空气质量。接着要说明的是各个模块的具体说明。

如图1所示，空气质量传感器模块的设计

传感器部分

传感器主要负责将气体浓度的模拟信号转换为可被处理的数字信号，并提供通信接口，使得能够处理单元能够访问。

数据处理单元

数据处理单元负责定期地从传感器上读取气体浓度，并进行校准运算，然后将传感器的厂商代码、型号、ID信息和实际气体浓度直通过某种规则，组合生成SSID，加密并对通信模块进行配置。

例如，传感器厂商代码为“DL”，型号为“3133”，传感器ID为“K0118B”，当前实际浓度为15ppm。则明文形式的SSID（最大长度32字符）可以直接拼接的方式生成为：

“DL_3133_K0118B_31”

Wi-Fi通信模块

Wi-Fi通信模块负责启动WiFi热点，并将数据处理单元生成的SSID广播出去。

电源模块

电源模块负责给传感器、数据处理单元及通信模块供电。为便于在空间内随意安装，并且减小传感器体积，采用锂电池供电。

传感器部署

将空气质量传感器部署在室内的多个采集点上。部署时需要通过智能终端（可以用手机）测试传感器的热点信号是否可以被有效获取到。当空间很大，中间有很多阻隔(比如多层墙体)，或者传感器部署的位置很分散时，使用手机可能就获取不到热点，也就超出了本方法的能力范围。如图2中，K0118G这个传感器所在的位置超过了智能终端的接收范围。如果需要测量K0118G这个传感器，采集者需要将智能终端靠近该传感器一些。

智能终端APP设计

智能APP调用系统的WiFi热点扫描接口，获取周边的热点信息。通过指定的规则，筛选出空气质量传感器的热点，并从中解析出不同空气质量传感器当前的气体浓度。

以主流的运行Andriod系统的智能手机为例。主界面上设计一个列表，上面显示各个传感器的别名和当前的传感器测量值。下方有一个过滤条件输入框，可以填写需要监视的传感器“厂家代码”以及“型号代码”，当不需要过滤某项时，填写空即可（详见图3）。

Claims (3)

1.基于WiFi热点名称的多点空气质量数据采集方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1.将空气质量传感器部署在空间多个测试点上，确保智能终端能够获取到测试传感器的热点信号；所述空气质量传感器上装有一个作为AP的WiFi模块；该AP的热点名称含有空气质量传感器采集到的相关数据，并且随着空气质量传感器采集到数据变化而发生变化；

步骤2.Wi-Fi模块上的处理单元定期查询空气质量传感器的采样值；

步骤3.当采样值发生变化时，根据采样值以及传感器名称、ID信息生成并修改WiFi模块的SSID值，并重新启动AP，启动AP后打开SSID广播；

步骤4.智能终端上的APP调用操作系统接口，通过无线网卡搜索周边的WiFi热点列表；从列表中解析出空气质量传感器的热点信息，并从SSID值中解析出该传感器的当前气体浓度，展示给用户。

2.根据权利要求1所述的多点空气质量数据采集方法，其特征在于：所述的WiFi模块作为主设备，空气质量传感器作为从设备，两者间通过I2C总线进行通信。

3.根据权利要求1所述的多点空气质量数据采集方法，其特征在于：空气质量传感器和WiFi模块采用锂电池供电。