CN106932540A - 空气质量监测装置及方法 - Google Patents

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    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
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Abstract

本发明所提供的空气质量监测装置及方法涉及气象测量领域，目的在于提供一种不必设置固定监测点，便能够对任一位置的空气质量进行实时测量的空气质量监测方法。本发明空气质量监测方法，包括如下步骤：S01：采集并分析空气成分，获取空气成分信息；S02：获取采集空气成分时所在位置信息和时间信息；S03：将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包；S04：将所述数据包发送给地面控制中心；S05：变换采集空气位置，重复上述步骤S01‑S04。

Description

空气质量监测装置及方法
技术领域
本发明涉及气象测量领域。
背景技术
空气质量的好坏由空气中污染物浓度的高低决定，为了检测空气质量，目前通常在特定范围内分布多个固定监测点，其中每个监测点仅用于测量其所在位置的空气质量，而为了得到整个区域较完整的空气质量情况，不得不在该区域内设置大量的固定监测点，而大量固定监测点的无疑会增加空气质量监测成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不必设置固定监测点，便能够对任一位置的空气质量进行实时测量的空气质量监测装置及方法。
本发明空气质量监测方法，包括如下步骤：
S01：采集并分析空气成分，获取空气成分信息；
S02：获取采集空气成分时所在位置信息和时间信息；
S03：将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包；
S04：将所述数据包发送给地面控制中心；
S05：变换采集空气位置，重复上述步骤S01-S04。
优选地，还包括步骤：S06：存储所述数据包。
优选地，还包括步骤：S07：下载存储的所述数据包。
本发明所提供的空气质量监测方法，由于采取了移动式空气成分采集策略，从而可以在不设置固定检测点的情况下，对区域内的任一点的空气质量进行检测，极大降低了空气质量检测成本。另外，本发明还能够对空气采集位置信息及时间信息进行了采集，并能够将位置信息及时间信息随采集到的空气成分信息一并及时打包发送给地面控制中心，实现了采集到的空气成分信息的可追溯性及即时性。
本发明空气质量监测装置，包括：
空气采集分析模块，用于采集并分析空气成分，获取空气成分信息；
定位计时模块，用于采集空气成分时所在位置信息和时间信息；
中心控制模块，用于将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包；
通信模块，用于将所述数据包发送给地面控制中心；
移动模块，用于变换采集空气的位置。
优选地，还包括：存储模块，用于存储所述数据包。
优选地，还包括：下载模块，用于下载存储的所述数据包。
优选地，还包括：指示模块，用于分别指示所述定位计时模块、所述通信模块以及所述存储模块的工作状态。
优选地，所述移动模块为无人机。
本发明所提供的空气质量监测装置包含的移动模块能够变换采集空气的位置，从而可以在不设置固定检测点的情况下，对区域内的任一点的空气质量进行检测，极大降低了空气质量检测成本。另外，本发明包含的定位计时模块可以对空气采集位置及时间进行采集，在中心控制模块的操作下，可以随采集到的空气成分信息一并打包及时发送给地面控制中心，实现采集到的空气成分信息的可追溯性和即时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明空气质量监测装置包含的各功能模块之间的连接关系图；
图2为本发明空气质量监测方法的流程图。
附图标记：
1-空气采集分析模块
2-中心控制模块
3-定位计时模块
4-通信模块
5-存储模块
6-下载模块
7-指示模块
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明空气质量监测装置，包括：空气采集分析模块1、定位计时模块3、中心控制模块2、通信模块4和移动模块。
空气采集分析模块1用于采集并分析空气成分，获取空气成分信息，其中所采集的空气成分主要包括PM10、PM2.5、SO2、NO、O3、CO 6种气体。空气采集分析模块1具体可以选用7NEO3(0-1ppm)，SO2(0-1ppm)，NO(0-1ppm)，CO(0-200ppm)，PM10，PM2.5(0.0-999.9ug/m3)集成型智能传感器，RS485总线通信，具有体积小、测量准确的优点。
定位计时模块3用于获取采集空气成分时所在位置信息和时间信息，以使所采集到的空气成分信息具备可追溯性。定位计时模块3具体可以选用UBLOX-M8N系列定位模块，其可以与STM32F207VET6串口相连(TTL)进行数据传输，定位精度可达2.5m。另外定位计时模块3支持USB功能，将USB引脚通过稳压管引出，以便调试使用。
中心控制模块2用于将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包，如有必要还可以对整合的数据包进行校验。中心控制模块2可以选用STM32F207VET6，基于ARM内核的32为MCU，4路USART和2路UART，1路SDIO接口，带有片上物理层的USB2.0全速设备。
通信模块4用于将所述数据包发送给地面控制中心。通信模块4可以选用USR-LTE-7S4串口通信，支持移动、联通、电信4G高速接入，同时支持移动、联通3G和2G接入，支持TCP和UDP网络通信协议，支持网络透传模式、HTTPD模式。
移动模块用于变换采集空气的位置，其能够将空气采集分析模块1、定位计时模块3、中心控制模块2以及通信模块4集成于自身，并能够携带该四个模块进行任意位置的飞行。移动模块具体可以为无人机。
本发明所提供的空气质量监测装置包含的移动模块能够变换采集空气的位置，从而可以在不设置固定检测点的情况下，对区域内的任一点的空气质量进行检测，极大降低了空气质量检测成本。另外，本发明包含的定位计时模块3可以对空气采集位置及时间进行采集，在中心控制模块2的操作下，可以随采集到的空气成分信息一并打包及时发送给地面控制中心，实现采集到的空气成分信息的可追溯性和即时性。
考虑到在网络通信不良时，通信模块4无法将数据及时完整地传送给地面控制中心，为了避免此种情况下数据丢失，本发明还包括用于存储所述数据包的存储模块5，无论通信模块4与地面控制中心的通信是否通畅，中心控制模块2均将数据包存储于存储模块5以作备份。
为了能够从存储模块5中获取数据包，本发明还包括下载模块6，具体的下载模块6可以是在中心控制模块2上预留的USB、HDMI等数据接口。当需要时，可以将USB接口(或HDMI接口)接入计算机，中心控制模块2向存储模块5发送读取指令，存储模块5以可移动磁盘形式被识别并以文件列表形式展现其所存储的内容。
为了识别本发明包含的各模块的工作状态，本发明还包括能够指示所述定位计时模块3、所述通信模块4以及所述存储模块5工作状态的指示模块7，具体指示模块7可以是指示灯、警笛等能够发出警示性信号的装置。现以包含定位指示灯、存储指示灯和数据传输指示灯的指示模块7为例，说明指示模块7用于识别设备工作状态的可行性：
定位指示灯常亮表示设备已经定位，定位指示灯灭表示设备目前定位无效；存储指示灯闪烁表示设备正在存储数据，存储指示灯灭表示设备目前未执行存储工作；数据传输指示灯闪烁表示设备正在进行4G网络通信数据传输，数据传输指示灯灭表示无数据传输。
如图2所示，使用上述空气质量监测装置，进行动态监测空气质量的方法包括如下步骤：
S01：采集并分析空气成分，获取空气成分信息；
S02：获取采集空气成分时所在位置信息和时间信息；
S03：将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包；
S04：将所述数据包发送给地面控制中心；
S05：变换采集空气位置，重复上述步骤S01-S04多次，直至采样结束。
另外为了实现对数据包的存储，还包括步骤：
S06：存储所述数据包。该步骤发生在S03步骤之后，但具体是在S04步骤之前还是之后并没有特殊限制。
为了从存储单元获取数据包，还包括步骤：
S07：从存储单元下载其存储的数据包。该步骤通常是发生在S05之后，即待空气质量监测装置整体返回地面后，才能够将存储模块5与计算机相连，继而才能获取存储于存储模块5的数据包。
本发明所提供的空气质量监测方法，由于采取了移动式空气成分采集策略，从而可以在不设置固定检测点的情况下，对区域内的任一点的空气质量进行检测，极大降低了空气质量检测成本。另外，本发明还能够对空气采集位置信息及时间信息进行了采集，并能够将位置信息及时间信息随采集到的空气成分信息一并及时打包发送给地面控制中心，实现了采集到的空气成分信息的可追溯性及即时性。
如果使用本发明所提供的空气质量监测装置进行大面积巡查，获得大面积点位污染数据，面状点位污染信息数据可快速生成局部区域空气质量图，根据区域空气质量图找到空气质量最差的区域，如果再次使用本发明所提供的空气质量监测装置进行精确巡查，可精确找到污染指数最高的区域以及污染源。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种空气质量监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：采集并分析空气成分，获取空气成分信息；
S02：获取采集空气成分时所在位置信息和时间信息；
S03：将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包；
S04：将所述数据包发送给地面控制中心；
S05：变换采集空气位置，重复上述步骤S01-S04。
2.根据权利要求1所述的一种空气质量监测方法，其特征在于，还包括步骤：
S06：存储所述数据包。
3.根据权利要求2所述的一种空气质量监测方法，其特征在于，还包括步骤：
S07：下载存储的所述数据包。
4.一种空气质量监测装置，其特征在于，包括：
空气采集分析模块，用于采集并分析空气成分，获取空气成分信息；
定位计时模块，用于采集空气成分时所在位置信息和时间信息；
中心控制模块，用于将所述空气成分信息、所述位置信息以及所述时间信息整合为数据包；
通信模块，用于将所述数据包发送给地面控制中心；
移动模块，用于变换采集空气的位置。
5.根据权利要求4所述的空气质量监测装置，其特征在于，还包括：
存储模块，用于存储所述数据包。
6.根据权利要求5所述的空气质量监测装置，其特征在于，还包括：
下载模块，用于下载存储的所述数据包。
7.根据权利要求5所述的空气质量监测装置，其特征在于，还包括：
指示模块，用于分别指示所述定位计时模块、所述通信模块以及所述存储模块的工作状态。
8.根据权利要求4所述的空气质量监测装置，其特征在于，所述移动模块为无人机。
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