CN106526077A - 一种基于信息融合技术的空气质量检测系统及方法 - Google Patents

一种基于信息融合技术的空气质量检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于信息融合技术的空气质量检测系统，包括微控制器、传感器组、存储器和蓝牙通信模块，微控制器的输入端接有A/D转换模块和键盘电路，微控制器的输出端接有报警电路，传感器组包括温湿度传感器、一氧化碳传感器、硫化物传感器和粉尘传感器，温湿度传感器的输出端与微控制器的输入端相接，一氧化碳传感器的输出端、硫化物传感器的输出端和粉尘传感器的输出端均与A/D转换模块的输入端相接。本发明还公开了一种基于信息融合技术的空气质量检测方法。本发明设计合理，采用多个传感器采集空气质量参数，利用微控制器对多个空气质量参数融合处理，实现整体环境的空气质量检测，适用范围广，实用性强，便于推广使用。

Description

一种基于信息融合技术的空气质量检测系统及方法
技术领域
本发明属于空气质量检测技术领域，具体涉及一种基于信息融合技术的空气质量检测系统及方法。
背景技术
目前，随着雾霾天气频发，政府和民众对周边空气环境质量日益关注。关于空气质量检测的研究越来越广泛，但目前的空气质量检测存在以下问题：第一，空气质量参数通过无线网的形式搭建连接，对于一些网络不稳定或没有网络覆盖的地方不便于使用；第二，多个传感器采集的各个值之间相互独立，没有联系，只是检测了单一的量值，不能实现整体监测功能；第三，系统复杂，空气质量参数处理过程繁琐，造成时间上的延误。因此需要一种结构简单、设计合理、实用性强的空气质量检测系统，基于信息融合技术对空气质量检测系统检测到的空气质量参数进行处理，实现整体环境的空气质量检测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于信息融合技术的空气质量检测系统及方法，其结构简单、设计合理，采用多个传感器采集空气质量参数，利用微控制器对多个空气质量参数融合处理，实现整体环境的空气质量检测，适用范围广，实用性强，使用操作方便，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于信息融合技术的空气质量检测系统及方法，其特征在于：包括微控制器和用于检测空气质量参数的传感器组，以及与微控制器相接的存储器和蓝牙通信模块，所述微控制器的输入端接有A/D转换模块和用于设定空气质量参数报警阈值的键盘电路，所述微控制器的输出端接有报警电路，所述传感器组包括温湿度传感器、一氧化碳传感器、硫化物传感器和粉尘传感器，所述温湿度传感器的输出端与微控制器的输入端相接，所述一氧化碳传感器的输出端、硫化物传感器的输出端和粉尘传感器的输出端均与A/D转换模块的输入端相接。
上述的一种基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述A/D转换模块包括芯片ADC0809，所述芯片ADC0809的START引脚、EOC引脚、OUTPUT引脚、CLOCK引脚、ALE引脚、2-1引脚、2-2引脚、2-3引脚、2-3引脚、2-5引脚、2-6引脚、2-7引脚、2-8引脚、ADDA引脚、ADDB引脚和ADDC引脚均与微控制器相接。
上述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述一氧化碳传感器包括芯片MQ7，所述芯片MQ7的AO引脚与芯片ADC0809的INO引脚相接，所述芯片MQ7的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片MQ7的GND引脚接地。
上述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述硫化物传感器包括芯片MQ135，所述芯片MQ135的AO引脚与芯片ADC0809的IN1引脚相接，所述芯片MQ135的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片MQ135的GND引脚接地。
上述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述粉尘传感器包括芯片GP2Y1010AU0F，所述芯片GP2Y1010AU0F的VO引脚与芯片ADC0809的IN2引脚相接，所述芯片GP2Y1010AU0F的VCC引脚和V-LED引脚均与+5V电源端相接，所述芯片GP2Y1010AU0F的S-GND引脚与LED-GND引脚均接地。
上述的一种基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述温湿度传感器包括芯片DHT11，所述芯片DHT11的OUT引脚与微控制器相接，所述芯片DHT11的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片DHT11的GND引脚接地。
上述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述微控制器包括单片机AT89C52。
本发明还提供了一种方法步骤简单、实现方便、能够实现整体环境空气质量检测的基于信息融合技术的空气质量检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、确定环境中空气质量参数的决策值，其具体过程为：
步骤101、确定环境中温度参数的决策值：首先，所述微控制器对温湿度传感器检测到的环境中的温度信号进行周期性采样，得到环境中温度的n个观测值X11、X12、…、X1n，并查询预先存储在存储器中的温度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X11、X12、…、X1n依次对应的n个舒适度值a1、a2、…、an；然后，所述微控制器根据公式计算得到环境中温度参数的决策值其中，预先存储在存储器中的温度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的温度观测值，并由每个人在环境中可能出现的温度观测值中选择一个最舒适的温度观测值，计算出各个温度观测值的选择概率，即为温度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤102、确定环境中湿度参数的决策值：首先，所述微控制器对温湿度传感器检测到的环境中的湿度信号进行周期性采样，得到环境中湿度的n个观测值X21、X22、…、X2n，并查询预先存储在存储器中的湿度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X21、X22、…、X2n依次对应的n个舒适度值b1，b2，…，bn；然后，所述微控制器根据公式计算得到环境中湿度参数的决策值其中，预先存储在存储器中的湿度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的湿度观测值，并由每个人在环境中可能出现的湿度观测值中选择一个最舒适的湿度观测值，计算出各个湿度观测值的选择概率，即为湿度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤103、确定环境中一氧化碳浓度参数的决策值：首先，所述微控制器通过A/D转换模块对一氧化碳传感器检测到的环境中的一氧化碳浓度信号进行周期性采样，得到环境中一氧化碳浓度的n个观测值X31、X32、…、X3n，并查询预先存储在存储器中的一氧化碳浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X31、X32、…、X3n依次对应的n个舒适度值c1、c2、…、cn；然后，所述微控制器根据公式计算得到环境中一氧化碳浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器中的一氧化碳浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的一氧化碳浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的一氧化碳浓度观测值中选择一个最舒适的一氧化碳浓度观测值，计算出各个一氧化碳浓度观测值的选择概率，即为一氧化碳浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤104、确定环境中硫化物浓度参数的决策值：首先，所述微控制器通过A/D转换模块对硫化物传感器检测到的环境中的硫化物浓度信号进行周期性采样，得到环境中硫化物浓度的n个观测值X41、X42、…、X4n，并查询预先存储在存储器中的硫化物浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X41、X42、…、X4n依次对应的n个舒适度值d1、d2、…、dn；然后，所述微控制器根据公式计算得到环境中硫化物浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器中的硫化物浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的硫化物浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的硫化物浓度观测值中选择一个最舒适的硫化物浓度观测值，计算出各个硫化物浓度观测值的选择概率，即为硫化物浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤105、确定环境中粉尘浓度参数的决策值：首先，所述微控制器通过A/D转换模块对粉尘传感器检测到的环境中的粉尘浓度信号进行周期性采样，得到环境中粉尘浓度的n个观测值X51、X52、…、X5n，并查询预先存储在存储器中的粉尘浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X51、X52、…、X5n依次对应的n个舒适度值e1、e2、…、en；然后，所述微控制器根据公式计算得到环境中粉尘浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器中的粉尘浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的粉尘浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的粉尘浓度观测值中选择一个最舒适的粉尘浓度观测值，计算出各个粉尘浓度观测值的选择概率，即为粉尘浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤二、确定环境中空气质量参数的加权值：所述微控制器将环境中温度参数的加权值、湿度参数的加权值、一氧化碳浓度参数的加权值、硫化物浓度参数的加权值和粉尘浓度参数的加权值分别设定为ω1、ω2、ω3、ω4和ω5，ω1、ω2、ω3、ω4和ω5满足关系式
步骤三、所述微控制器根据公式计算空气质量报警值Tmax；
步骤四、空气质量信息融合计算，其具体过程为：
步骤401、任一时刻，所述微控制器采集到的温湿度传感器检测到的环境中的温度信号，并记为X1；所述微控制器采集到的温湿度传感器检测到的环境中的湿度信号，并记为X2；所述微控制器通过A/D转换模块采集到的一氧化碳传感器检测到的环境中的一氧化碳浓度信号，并记为X3；所述微控制器通过A/D转换模块采集到的硫化物传感器检测到的环境中的硫化物浓度信号，并记为X4；所述微控制器通过A/D转换模块采集到的粉尘传感器检测到的环境中的粉尘浓度信号，并记为X5；
步骤402、所述微控制器根据公式计算得到空气质量估计值T；
步骤403、所述微控制器将空气质量估计值T与空气质量报警值Tmax相比对，当T>Tmax时，所述微控制器发送控制信号给报警电路，报警电路报警，提醒工作人员采取措施；否则，返回步骤401，继续采集所述传感器中各个传感器检测到的信号。
上述的方法，其特征在于：步骤二中所述ω1、ω2、ω3、ω4和ω5的取值分别为ω1＝10％、ω2＝10％、ω3＝20％、ω4＝30％，ω5＝30％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明空气质量检测系统的结构简单，设计新颖合理，实现及使用操作方便。
2、本发明采用温湿度传感器、一氧化碳传感器、硫化物传感器和粉尘传感器共同检测空气质量，微控制器基于信息融合技术对空气质量参数进行处理分析，实现了整体环境的空气质量检测。
3、本发明采用蓝牙传输方式实现微控制器数据到显示电路的传输，适用于多种场合，适用范围广，实用性强。
4、本发明采用多个传感器同时采集空气质量参数，能够实时显示，根据使用地点的不同，可随时修改报警阈值。
5、本发明的空气质量检测方法的方法步骤简单，实现方便，能够实现整体环境空气质量检测。
6、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明设计合理，采用多个传感器采集空气质量参数，利用微控制器对多个空气质量参数融合处理，实现整体环境的空气质量检测，适用范围广，实用性强，使用操作方便，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明基于信息融合技术的空气质量检测系统的电路原理框图。
图2为本发明微控制器与A/D转换模块的电路连接关系示意图。
图3为本发明一氧化碳传感器电路原理图。
图4为本发明硫化物传感器的电路原理图。
图5为本发明粉尘传感器的电路原理图。
图6为本发明温湿度传感器的电路原理图。
图7为本发明基于信息融合技术的空气质量检测方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—微控制器； 2—键盘电路； 3—温湿度传感器；
4—一氧化碳传感器； 5—硫化物传感器； 6—粉尘传感器；
7—A/D转换模块； 8—蓝牙通信模块； 9—报警电路；
10—存储器。
具体实施方式
如图1所示，本发明的基于信息融合技术的空气质量检测系统，包括微控制器1和用于检测空气质量参数的传感器组，以及与微控制器1相接的存储器10和蓝牙通信模块8，所述微控制器1的输入端接有A/D转换模块7和用于设定空气质量参数报警阈值的键盘电路2，所述微控制器1的输出端接有报警电路9，所述传感器组包括温湿度传感器3、一氧化碳传感器4、硫化物传感器5和粉尘传感器6，所述温湿度传感器3的输出端与微控制器1的输入端相接，所述一氧化碳传感器4的输出端、硫化物传感器5的输出端和粉尘传感器6的输出端均与A/D转换模块7的输入端相接。
如图2所示，本实施例中，所述微控制器1包括单片机AT89C52。
如图2所示，本实施例中，所述A/D转换模块7包括芯片ADC0809，所述芯片ADC0809的START引脚、EOC引脚、OUTPUT引脚、CLOCK引脚、ALE引脚、2-1引脚、2-2引脚、2-3引脚、2-3引脚、2-5引脚、2-6引脚、2-7引脚、2-8引脚、ADDA引脚、ADDB引脚和ADDC引脚均与微控制器1相接。具体实施时，所述芯片ADC0809的START引脚、EOC引脚和OUTPUT引脚分别与单片机AT89C52的P2.0引脚、P2.1引脚和P2.2引脚相接，所述芯片ADC0809的CLOCK引脚和ALE引脚均与单片机AT89C52的P2.3引脚相接，所述芯片ADC0809的2-1引脚、2-2引脚、2-3引脚、2-4引脚、2-5引脚、2-6引脚、2-7引脚和2-8引脚分别与单片机AT89C52的P3.7引脚、P3.6引脚、P3.5引脚、P3.4引脚、P3.3引脚、P3.2引脚、P3.1引脚和P3.0引脚相接，所述芯片ADC0809的ADDA引脚、ADDB引脚和ADDC引脚分别与单片机AT89C52的P1.5引脚、P1.6引脚和P1.7引脚相接。
如图3所示，本实施例中，所述一氧化碳传感器4包括芯片MQ7，所述芯片MQ7的AO引脚与芯片ADC0809的INO引脚相接，所述芯片MQ7的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片MQ7的GND引脚接地。
如图4所示，本实施例中，所述硫化物传感器5包括芯片MQ135，所述芯片MQ135的AO引脚与芯片ADC0809的IN1引脚相接，所述芯片MQ135的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片MQ135的GND引脚接地。
如图5所示，本实施例中，所述粉尘传感器6包括芯片GP2Y1010AU0F，所述芯片GP2Y1010AU0F的VO引脚与芯片ADC0809的IN2引脚相接，所述芯片GP2Y1010AU0F的VCC引脚和V-LED引脚均与+5V电源端相接，所述芯片GP2Y1010AU0F的S-GND引脚与LED-GND引脚均接地。
如图6所示，本实施例中，所述温湿度传感器3包括芯片DHT11，所述芯片DHT11的OUT引脚与微控制器1相接，所述芯片DHT11的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片DHT11的GND引脚接地。具体实施时，所述芯片DHT11的OUT引脚与单片机AT89C52的P2.5引脚相接。
如图7所示，本发明的基于信息融合技术的空气质量检测方法，包括以下步骤：
步骤一、确定环境中空气质量参数的决策值，其具体过程为：
步骤101、确定环境中温度参数的决策值：首先，所述微控制器1对温湿度传感器3检测到的环境中的温度信号进行周期性采样，得到环境中温度的n个观测值X11、X12、…、X1n，并查询预先存储在存储器10中的温度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X11、X12、…、X1n依次对应的n个舒适度值a1、a2、…、an；然后，所述微控制器1根据公式计算得到环境中温度参数的决策值其中，预先存储在存储器10中的温度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的温度观测值，并由每个人在环境中可能出现的温度观测值中选择一个最舒适的温度观测值，计算出各个温度观测值的选择概率，即为温度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
例如，n的取值为10，环境中温度的10个观测值(单位：℃)分别为24,25,26,25,23,27,30,29,30,28，对应的n个舒适度值依次为0.12,0.03,0.05,0.15,0.06,0.08,0.17,0.15,0.05,0.14，计算得到环境中温度参数的决策值为27.09；
步骤102、确定环境中湿度参数的决策值：首先，所述微控制器1对温湿度传感器3检测到的环境中的湿度信号进行周期性采样，得到环境中湿度的n个观测值X21、X22、…、X2n，并查询预先存储在存储器10中的湿度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X21、X22、…、X2n依次对应的n个舒适度值b1，b2，…，bn；然后，所述微控制器1根据公式计算得到环境中湿度参数的决策值其中，预先存储在存储器10中的湿度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的湿度观测值，并由每个人在环境中可能出现的湿度观测值中选择一个最舒适的湿度观测值，计算出各个湿度观测值的选择概率，即为湿度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
例如，n的取值为10，环境中湿度的10个观测值(单位：RH％)分别为40％、43％、42％、45％、50％、47％、51％、48％、46％、44％，对应的n个舒适度值依次为0.04、0.12、0.13、0.09、0.11、0.16、0.08、0.07、0.11、0.09，计算得到环境中湿度参数的决策值为45.75％；
步骤103、确定环境中一氧化碳浓度参数的决策值：首先，所述微控制器1通过A/D转换模块7对一氧化碳传感器4检测到的环境中的一氧化碳浓度信号进行周期性采样，得到环境中一氧化碳浓度的n个观测值X31、X32、…、X3n，并查询预先存储在存储器10中的一氧化碳浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X31、X32、…、X3n依次对应的n个舒适度值c1、c2、…、cn；然后，所述微控制器1根据公式计算得到环境中一氧化碳浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器10中的一氧化碳浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的一氧化碳浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的一氧化碳浓度观测值中选择一个最舒适的一氧化碳浓度观测值，计算出各个一氧化碳浓度观测值的选择概率，即为一氧化碳浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
例如，n的取值为10，环境中一氧化碳浓度的10个观测值(单位：10-4％g/m3)分别为32、35、30、31、39、40、39、41、29、35，对应的n个舒适度值依次为0.03、0.13、0.12、0.11、0.05、0.17、0.07、0.08、0.09、0.15，计算得到环境中一氧化碳浓度参数的决策值为35.14×10-4％g/m3；
步骤104、确定环境中硫化物浓度参数的决策值：首先，所述微控制器1通过A/D转换模块7对硫化物传感器5检测到的环境中的硫化物浓度信号进行周期性采样，得到环境中硫化物浓度的n个观测值X41、X42、…、X4n，并查询预先存储在存储器10中的硫化物浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X41、X42、…、X4n依次对应的n个舒适度值d1、d2、…、dn；然后，所述微控制器1根据公式计算得到环境中硫化物浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器10中的硫化物浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的硫化物浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的硫化物浓度观测值中选择一个最舒适的硫化物浓度观测值，计算出各个硫化物浓度观测值的选择概率，即为硫化物浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
例如，n的取值为10，环境中硫化物浓度的10个观测值(单位：％g/m3)分别为0.3、0.32、0.35、0.33、0.3、0.34、0.37、0.4、0.38、0.36，对应的n个舒适度值依次为0.02、0.09、0.13、0.17、0.15、0.18、0.11、0.07、0.03、0.05，计算得到环境中硫化物浓度参数的决策值为0.3407％g/m3；
步骤105、确定环境中粉尘浓度参数的决策值：首先，所述微控制器1通过A/D转换模块7对粉尘传感器6检测到的环境中的粉尘浓度信号进行周期性采样，得到环境中粉尘浓度的n个观测值X51、X52、…、X5n，并查询预先存储在存储器10中的粉尘浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X51、X52、…、X5n依次对应的n个舒适度值e1、e2、…、en；然后，所述微控制器1根据公式计算得到环境中粉尘浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器10中的粉尘浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的粉尘浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的粉尘浓度观测值中选择一个最舒适的粉尘浓度观测值，计算出各个粉尘浓度观测值的选择概率，即为粉尘浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
例如，n的取值为10，环境中粉尘浓度的10个观测值(单位：％g/m3)分别为5.0、5.2、5.4、5.5、5.3、5.1、5.4、5.8、6.0、5.9，对应的n1个舒适度值依次为0.11、0.08、0.04、0.13、0.09、0.09、0.12、0.06、0.07、0.11，计算得到环境中粉尘浓度参数的决策值为5.478％g/m3；
步骤二、确定环境中空气质量参数的加权值：所述微控制器1将环境中温度参数的加权值、湿度参数的加权值、一氧化碳浓度参数的加权值、硫化物浓度参数的加权值和粉尘浓度参数的加权值分别设定为ω1、ω2、ω3、ω4和ω5，ω1、ω2、ω3、ω4和ω5满足关系式
本实施例中，步骤二中所述ω1、ω2、ω3、ω4和ω5的取值分别为ω1＝10％、ω2＝10％、ω3＝20％、ω4＝30％，ω5＝30％。
步骤三、所述微控制器1根据公式计算空气质量报警值Tmax；
本实施例中，所述微控制器1根据公式计算得到空气质量报警值Tmax＝16％；
步骤四、空气质量信息融合计算，其具体过程为：
步骤401、任一时刻，所述微控制器1采集到的温湿度传感器3检测到的环境中的温度信号，并记为X1；所述微控制器1采集到的温湿度传感器3检测到的环境中的湿度信号，并记为X2；所述微控制器1通过A/D转换模块7采集到的一氧化碳传感器4检测到的环境中的一氧化碳浓度信号，并记为X3；所述微控制器1通过A/D转换模块7采集到的硫化物传感器5检测到的环境中的硫化物浓度信号，并记为X4；所述微控制器1通过A/D转换模块7采集到的粉尘传感器6检测到的环境中的粉尘浓度信号，并记为X5；
步骤402、所述微控制器1根据公式计算得到空气质量估计值T；
步骤403、所述微控制器1将空气质量估计值T与空气质量报警值Tmax相比对，当T>Tmax时，所述微控制器1发送控制信号给报警电路9，报警电路9报警，提醒工作人员采取措施；否则，返回步骤401，继续采集所述传感器中各个传感器检测到的信号。具体实施时，所述微控制器1还能够通过蓝牙通信模块8将各个参数和融合分析结果都发送给带有蓝牙通信模块的显示电路，显示电路接收到数据后显示各个参数和融合分析结果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：包括微控制器(1)和用于检测空气质量参数的传感器组，以及与微控制器(1)相接的存储器(10)和蓝牙通信模块(8)，所述微控制器(1)的输入端接有A/D转换模块(7)和用于设定空气质量参数报警阈值的键盘电路(2)，所述微控制器(1)的输出端接有报警电路(9)，所述传感器组包括温湿度传感器(3)、一氧化碳传感器(4)、硫化物传感器(5)和粉尘传感器(6)，所述温湿度传感器(3)的输出端与微控制器(1)的输入端相接，所述一氧化碳传感器(4)的输出端、硫化物传感器(5)的输出端和粉尘传感器(6)的输出端均与A/D转换模块(7)的输入端相接。
2.按照权利要求1所述的一种基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述A/D转换模块(7)包括芯片ADC0809，所述芯片ADC0809的START引脚、EOC引脚、OUTPUT引脚、CLOCK引脚、ALE引脚、2-1引脚、2-2引脚、2-3引脚、2-3引脚、2-5引脚、2-6引脚、2-7引脚、2-8引脚、ADDA引脚、ADDB引脚和ADDC引脚均与微控制器(1)相接。
3.按照权利要求2所述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述一氧化碳传感器(4)包括芯片MQ7，所述芯片MQ7的AO引脚与芯片ADC0809的INO引脚相接，所述芯片MQ7的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片MQ7的GND引脚接地。
4.按照权利要求2所述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述硫化物传感器(5)包括芯片MQ135，所述芯片MQ135的AO引脚与芯片ADC0809的IN1引脚相接，所述芯片MQ135的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片MQ135的GND引脚接地。
5.按照权利要求2所述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述粉尘传感器(6)包括芯片GP2Y1010AU0F，所述芯片GP2Y1010AU0F的VO引脚与芯片ADC0809的IN2引脚相接，所述芯片GP2Y1010AU0F的VCC引脚和V-LED引脚均与+5V电源端相接，所述芯片GP2Y1010AU0F的S-GND引脚与LED-GND引脚均接地。
6.按照权利要求1所述的一种基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述温湿度传感器(3)包括芯片DHT11，所述芯片DHT11的OUT引脚与微控制器(1)相接，所述芯片DHT11的VCC引脚与+5V电源端相接，所述芯片DHT11的GND引脚接地。
7.按照权利要求1所述的基于信息融合技术的空气质量检测系统，其特征在于：所述微控制器(1)包括单片机AT89C52。
8.一种利用如权利要求1所述的系统进行基于信息融合技术的空气质量检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、确定环境中空气质量参数的决策值，其具体过程为：
步骤101、确定环境中温度参数的决策值：首先，所述微控制器(1)对温湿度传感器(3)检测到的环境中的温度信号进行周期性采样，得到环境中温度的n个观测值X11、X12、…、X1n，并查询预先存储在存储器(10)中的温度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X11、X12、…、X1n依次对应的n个舒适度值a1、a2、…、an；然后，所述微控制器(1)根据公式计算得到环境中温度参数的决策值其中，预先存储在存储器(10)中的温度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的温度观测值，并由每个人在环境中可能出现的温度观测值中选择一个最舒适的温度观测值，计算出各个温度观测值的选择概率，即为温度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤102、确定环境中湿度参数的决策值：首先，所述微控制器(1)对温湿度传感器(3)检测到的环境中的湿度信号进行周期性采样，得到环境中湿度的n个观测值X21、X22、…、X2n，并查询预先存储在存储器(10)中的湿度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X21、X22、…、X2n依次对应的n个舒适度值b1，b2，…，bn；然后，所述微控制器(1)根据公式计算得到环境中湿度参数的决策值其中，预先存储在存储器(10)中的湿度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的湿度观测值，并由每个人在环境中可能出现的湿度观测值中选择一个最舒适的湿度观测值，计算出各个湿度观测值的选择概率，即为湿度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤103、确定环境中一氧化碳浓度参数的决策值：首先，所述微控制器(1)通过A/D转换模块(7)对一氧化碳传感器(4)检测到的环境中的一氧化碳浓度信号进行周期性采样，得到环境中一氧化碳浓度的n个观测值X31、X32、…、X3n，并查询预先存储在存储器(10)中的一氧化碳浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X31、X32、…、X3n依次对应的n个舒适度值c1、c2、…、cn；然后，所述微控制器(1)根据公式计算得到环境中一氧化碳浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器(10)中的一氧化碳浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的一氧化碳浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的一氧化碳浓度观测值中选择一个最舒适的一氧化碳浓度观测值，计算出各个一氧化碳浓度观测值的选择概率，即为一氧化碳浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤104、确定环境中硫化物浓度参数的决策值：首先，所述微控制器(1)通过A/D转换模块(7)对硫化物传感器(5)检测到的环境中的硫化物浓度信号进行周期性采样，得到环境中硫化物浓度的n个观测值X41、X42、…、X4n，并查询预先存储在存储器(10)中的硫化物浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X41、X42、…、X4n依次对应的n个舒适度值d1、d2、…、dn；然后，所述微控制器(1)根据公式计算得到环境中硫化物浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器(10)中的硫化物浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的硫化物浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的硫化物浓度观测值中选择一个最舒适的硫化物浓度观测值，计算出各个硫化物浓度观测值的选择概率，即为硫化物浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤105、确定环境中粉尘浓度参数的决策值：首先，所述微控制器(1)通过A/D转换模块(7)对粉尘传感器(6)检测到的环境中的粉尘浓度信号进行周期性采样，得到环境中粉尘浓度的n个观测值X51、X52、…、X5n，并查询预先存储在存储器(10)中的粉尘浓度观测值与舒适度值的对应关系表，找出与n个观测值X51、X52、…、X5n依次对应的n个舒适度值e1、e2、…、en；然后，所述微控制器(1)根据公式计算得到环境中粉尘浓度参数的决策值其中，预先存储在存储器(10)中的粉尘浓度观测值与舒适度值的对应关系表采用概率统计的方法获得，获得的具体过程为：由N个人组成统计调查组，列出环境中可能出现的粉尘浓度观测值，并由每个人在环境中可能出现的粉尘浓度观测值中选择一个最舒适的粉尘浓度观测值，计算出各个粉尘浓度观测值的选择概率，即为粉尘浓度观测值对应的舒适度值，n的取值为5～100的整数，N的取值为50～500的整数；
步骤二、确定环境中空气质量参数的加权值：所述微控制器(1)将环境中温度参数的加权值、湿度参数的加权值、一氧化碳浓度参数的加权值、硫化物浓度参数的加权值和粉尘浓度参数的加权值分别设定为ω1、ω2、ω3、ω4和ω5，ω1、ω2、ω3、ω4和ω5满足关系式
步骤三、所述微控制器(1)根据公式计算空气质量报警值Tmax；
步骤四、空气质量信息融合计算，其具体过程为：
步骤401、任一时刻，所述微控制器(1)采集到的温湿度传感器(3)检测到的环境中的温度信号，并记为X1；所述微控制器(1)采集到的温湿度传感器(3)检测到的环境中的湿度信号，并记为X2；所述微控制器(1)通过A/D转换模块(7)采集到的一氧化碳传感器(4)检测到的环境中的一氧化碳浓度信号，并记为X3；所述微控制器(1)通过A/D转换模块(7)采集到的硫化物传感器(5)检测到的环境中的硫化物浓度信号，并记为X4；所述微控制器(1)通过A/D转换模块(7)采集到的粉尘传感器(6)检测到的环境中的粉尘浓度信号，并记为X5；
步骤402、所述微控制器(1)根据公式计算得到空气质量估计值T；
步骤403、所述微控制器(1)将空气质量估计值T与空气质量报警值Tmax相比对，当T>Tmax时，所述微控制器(1)发送控制信号给报警电路(9)，报警电路(9)报警，提醒工作人员采取措施；否则，返回步骤401，继续采集所述传感器中各个传感器检测到的信号。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤二中所述ω1、ω2、ω3、ω4和ω5的取值分别为ω1＝10％、ω2＝10％、ω3＝20％、ω4＝30％，ω5＝30％。
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