CN108303141A - 一种城市环境质量监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城市环境质量监测系统，利用湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器和一氧化碳传感器对城市环境质量进行监测，与此同时，在城市环境质量监测系统中设置振动传感器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置开始采集城市环境质量监测系统周围的图像信息，并对图像采集装置采集的所城市环境质量监测系统周围的图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断城市环境质量监测系统是否在人为干扰情况下运行，若是，则报警装置发出警报信息。

Description

一种城市环境质量监测系统

技术领域

本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种城市环境质量监测系统。

背景技术

随着工业化和城市化的迅速发展，随之而来也带来了环境污染的问题，人们需要及时获知自己工作、居住的环境质量是否达标，以便合理安排出行，同时，政府也在时刻关注城市环境质量，以便于对城市的整体规划进行有效、合理安排。因此，对城市环境质量的监测显得尤为重要。

目前，城市环境质量监测系统一般放置在污染企业周围，以监督其生产、排放是否符合国家标准，但是，有些污染企业为了降低成本，躲避惩罚，人为的对其周围的城市环境质量监测系统进行干扰，例如对城市环境质量监测系统的传感器进行破坏等，因此，为了能客观、真实的对污染企业周围的环境进行监测，需要能够有效防止人为的对城市环境质量监测系统进行干扰的现象。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种城市环境质量监测系统，利用湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器和一氧化碳传感器对城市环境质量进行监测，与此同时，在城市环境质量监测系统中设置振动传感器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置开始采集城市环境质量监测系统周围的图像信息，并对图像采集装置采集的所城市环境质量监测系统周围的图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断城市环境质量监测系统是否在人为干扰情况下运行，若是，则报警装置发出警报信息。

根据本发明的一种城市环境质量监测系统，城市环境质量监测系统包括湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、一氧化碳传感器、振动传感器、中央处理器、信号触发器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置以及报警装置。

湿度传感器的输出端、温度传感器的输出端、PM2.5传感器的输出端、一氧化碳传感器的输出端以及振动传感器的输出端分别与中央处理器的输入端连接，显示装置的输入端和报警装置的输入端分别和中央处理器的输出端连接，图像处理装置的输入端与图像采集装置的输出端连接，图像处理装置的输出端与中央处理器的输入端连接，信号触发器的输入端与中央处理器的输出端连接，信号触发器的输出端与图像采集装置的输入端连接。

图像处理装置包括图像增强处理模块、图像平滑处理模块以及图像去噪处理模块，图像增强处理模块、图像平滑处理模块以及图像去噪处理模块依次连接。

图像采集装置为CCD图像采集传感器或视频图像采集卡。

在使用图像增强处理模块对图像采集装置采集的图像进行增强处理时，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

，c为常数。

在使用图像平滑处理模块对图像p(x,y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

在使用图像去噪处理模块对图像h(x,y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

。

振动传感器用于监测城市环境质量监测系统的振动值，并将测得的振动值传输至中央处理器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置在接收到触发信号后开始采集城市环境质量监测系统周围的图像信息，图像处理装置对图像采集装置采集的城市环境质量监测系统周围的图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。

中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断城市环境质量监测系统是否在人为干扰情况下运行，若是，则报警装置发出警报信息。

湿度传感器采集环境湿度信号，温度传感器采集环境温度信号，PM2.5传感器采集环境PM2.5信号，一氧化碳传感器采集环境一氧化碳信号，将环境湿度信号、环境温度信号、环境PM2.5信号以及环境一氧化碳信号传输至中央处理器，并对环境湿度信号、环境温度信号、环境PM2.5信号以及环境一氧化碳信号依次进行A/D转换、信号放大处理和滤波处理，并将处理后的信号数值或波形显示在显示装置上。

城市环境质量监测系统还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置的报警信号。

移动通信模块具体为手机。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供的城市环境质量监测系统中使用湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器和一氧化碳传感器对城市环境质量进行监测，可有效地反应城市环境质量，并使用中央处理器对环境湿度信号、环境温度信号、环境PM2.5信号以及环境一氧化碳信号依次进行A/D转换、信号放大处理和滤波处理，并将处理后的信号数值或波形显示在显示装置上，可直观、准确获知城市环境质量情况；

（2）本发明提供的城市环境质量监测系统中设置振动传感器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置开始采集城市环境质量监测系统周围的图像信息，并对图像采集装置采集的所城市环境质量监测系统周围的图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断城市环境质量监测系统是否在人为干扰情况下运行，若是，则报警装置发出警报信息，能够有效防止人为的对城市环境质量监测系统进行干扰的现象。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的城市环境质量监测系统示意图；

图2为本发明的图像处理装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的城市环境质量监测系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种城市环境质量监测系统，城市环境质量监测系统包括湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、一氧化碳传感器、振动传感器、中央处理器、信号触发器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置以及报警装置。

湿度传感器的输出端、温度传感器的输出端、PM2.5传感器的输出端、一氧化碳传感器的输出端以及振动传感器的输出端分别与中央处理器的输入端连接，显示装置的输入端和报警装置的输入端分别和中央处理器的输出端连接，图像处理装置的输入端与图像采集装置的输出端连接，图像处理装置的输出端与中央处理器的输入端连接，信号触发器的输入端与中央处理器的输出端连接，信号触发器的输出端与图像采集装置的输入端连接。

如图2所示，图像处理装置包括图像增强处理模块、图像平滑处理模块以及图像去噪处理模块，图像增强处理模块、图像平滑处理模块以及图像去噪处理模块依次连接。

具体地，图像采集装置为CCD图像采集传感器或视频图像采集卡。

具体地，在使用图像增强处理模块对图像采集装置采集的图像进行增强处理时，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

，c为常数。

具体地，在使用图像平滑处理模块对图像p(x,y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

具体地，在使用图像去噪处理模块对图像h(x,y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

。

具体地，图像处理装置使用改进的图像处理算法对图像采集装置采集的图像进行优化处理，改进的图像处理算法具体包括如下步骤：

步骤1：使用图像增强处理模块对图像采集装置采集的图像进行增强处理时，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

，c为常数；

步骤2：使用图像平滑处理模块对图像p(x,y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的；

步骤3：使用图像去噪处理模块对图像h(x,y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

；

振动传感器用于监测城市环境质量监测系统的振动值，并将测得的振动值传输至中央处理器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，图像采集装置在接收到触发信号后开始采集城市环境质量监测系统周围的图像信息，图像处理装置对图像采集装置采集的城市环境质量监测系统周围的图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器。

中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断城市环境质量监测系统是否在人为干扰情况下运行，若是，则报警装置发出警报信息。

湿度传感器采集环境湿度信号，温度传感器采集环境温度信号，PM2.5传感器采集环境PM2.5信号，一氧化碳传感器采集环境一氧化碳信号，将环境湿度信号、环境温度信号、环境PM2.5信号以及环境一氧化碳信号传输至中央处理器，并对环境湿度信号、环境温度信号、环境PM2.5信号以及环境一氧化碳信号依次进行A/D转换、信号放大处理和滤波处理，并将处理后的信号数值或波形显示在显示装置上。

城市环境质量监测系统还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置的报警信号。

移动通信模块具体为手机。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种城市环境质量监测系统，其特征在于，所述城市环境质量监测系统包括湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、一氧化碳传感器、振动传感器、中央处理器、信号触发器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置以及报警装置；

所述湿度传感器的输出端、所述温度传感器的输出端、所述PM2.5传感器的输出端、所述一氧化碳传感器的输出端以及所述振动传感器的输出端分别与所述中央处理器的输入端连接，所述显示装置的输入端和所述报警装置的输入端分别和所述中央处理器的输出端连接，所述图像处理装置的输入端与所述图像采集装置的输出端连接，所述图像处理装置的输出端与所述中央处理器的输入端连接，所述信号触发器的输入端与所述中央处理器的输出端连接，所述信号触发器的输出端与所述图像采集装置的输入端连接；

所述图像处理装置包括图像增强处理模块、图像平滑处理模块以及图像去噪处理模块，所述图像增强处理模块、所述图像平滑处理模块以及所述图像去噪处理模块依次连接。

2.根据权利要求1所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，所述图像采集装置为CCD图像采集传感器或视频图像采集卡。

3.根据权利要求1所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，在使用所述图像增强处理模块对所述图像采集装置采集的图像进行增强处理时，将所述图像采集装置传输至所述图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

，c为常数。

4.根据权利要求3所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，在使用所述图像平滑处理模块对图像p(x,y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

5.根据权利要求4所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，在使用所述图像去噪处理模块对图像h(x,y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

。

6.根据权利要求1所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，所述振动传感器用于监测所述城市环境质量监测系统的振动值，并将测得的振动值传输至所述中央处理器，当测得振动值大于预设振动阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至所述图像采集装置，所述图像采集装置在接收到所述触发信号后开始采集所述城市环境质量监测系统周围的图像信息，所述图像处理装置对所述图像采集装置采集的所述城市环境质量监测系统周围的图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；

所述中央处理器通过接收到的所述图像处理装置输出的图像信息判断所述城市环境质量监测系统是否在人为干扰情况下运行，若是，则所述报警装置发出警报信息。

7.根据权利要求1所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，所述湿度传感器采集环境湿度信号，所述温度传感器采集环境温度信号，所述PM2.5传感器采集环境PM2.5信号，所述一氧化碳传感器采集环境一氧化碳信号，将所述环境湿度信号、所述环境温度信号、所述环境PM2.5信号以及所述环境一氧化碳信号传输至所述中央处理器，并对所述环境湿度信号、所述环境温度信号、所述环境PM2.5信号以及所述环境一氧化碳信号依次进行A/D转换、信号放大处理和滤波处理，并将处理后的信号数值或波形显示在所述显示装置上。

8.根据权利要求1所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，所述城市环境质量监测系统还包括移动通信模块，所述移动通信模块与所述报警装置无线连接，所述移动通信模块用于实时接收所述报警装置的报警信号。

9.根据权利要求8所述的城市环境质量监测系统，其特征在于，所述移动通信模块为手机。