CN108551493A - 基于移动云计算的智慧城市环境监测装置及方法 - Google Patents

基于移动云计算的智慧城市环境监测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于移动云计算的智慧城市环境监测装置及方法，该装置包括云端远程服务器、装置终端及Web客户端；所述装置终端及Web客户端通过网络分别与云端远程服务器连接；所述装置终端包括终端处理器及与其连接的摄像头、GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪；所述终端处理器与云端远程服务器连接。本发明提供的智慧城市环境监测装置，具有操作简易、可移动、定位准确、安全性高、可靠性高等优点，事件记录者只需要通过一部轻巧简便的终端装置就可方便地拍摄污染照片，准确地定位污染位置，并且依托云计算强大的计算能力提升计算效率，从而有效地处理污染源，保护环境。

Description

基于移动云计算的智慧城市环境监测装置及方法
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种基于移动云计算的智慧城市环境监测装置及方法。
背景技术
随着人类社会的不断发展的同时，环境以及人口等问题日益凸显。为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为当今城市发展不可逆转的历史潮流。
智慧城市一经出现就成为人们关注的焦点。2008年，在纽约召开的外国关系理事会上，IBM提出了“智慧地球” 这一理念，进而引发了智慧城市建设的热潮。2009年，迪比克市与IBM合作，建立美国第一个智慧城市。我国也十分重视智慧城市的建设。
而移动云计算的飞速发展，正在大力推进智慧城市的建设。移动云计算作为移动互联网和云计算结合的产物，近年来催生出了众多新的信息服务和应用模式，比如环境监测、智能家居、食品安全以及城市建设等智慧城市应用。在智慧城市中，环境保护的问题尤为重要。而环境监测中事件发生地定位往往不够准确，拍摄的照片也存在被篡改的风险，为了解决该问题，我们提出了基于云计算的智慧城市环境监测装置，采取一种简单高效计算精准定位的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于移动云计算精准定位、可辨别数据真伪的智慧城市环境监测装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其包括云端远程服务器、装置终端及Web客户端；所述装置终端及Web客户端通过网络分别与云端远程服务器连接；所述装置终端包括终端处理器及与其连接的摄像头、GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪；所述终端处理器与云端远程服务器连接；所述终端处理器包括装置终端照片篡改检测模块、事件定位模块及事件描述模块；所述装置终端照片篡改检测模块用于对事件记录者拍摄的照片进行预处理；所述事件定位模块，用于根据GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪采集的数据并计算事件记录者拍摄照片时的位置信息；事件描述模块用于对事件类型的描述；所述的Web客户端，用于接收准确定位报告以及照片篡改结果报告。
在本发明一实施例中，所述的云端远程服务器包括：云端事件数据库，所述云端事件数据库用于接收存储本地用户上传的数据，对数据处理后的准确定位报告以及照片篡改结果报告；数据分析模块，所述数据分析模块用于计算分析用户上传的数据，确定事件发生的准确位置；以及服务器端照片篡改检测模块，所述服务器端照片篡改检测模块用于检测用户上传的已经过预处理的照片。
在本发明一实施例中，所述装置终端还包括用于提示事件记录者的提示模块；所述提示模块与终端处理器连接；提示模块指示事件记录者需要将装置终端与记录目标保持在同一水平高度，并保持一定距离。
在本发明一实施例中，所述装置终端还包括环境监测模块；所述环境监测模块与装置终端连接。
在本发明一实施例中，所述环境监测模块包括温度计、湿度计、噪音检测传感器以及PM2.5检测传感器。
在本发明一实施例中，所述云端远程服务器还包括一与数据处理器连接的报警模块；所述报警模块与监管部门后台服务器连接，所述报警模块将定位报告和照片篡改报告提交至监管部门处理。
本发明还提供一种基于移动云计算的智慧城市环境监测方法，其包括以下步骤：步骤S1：通过装置终端的摄像头拍摄相应的照片，对照片进行预处理；步骤S2：通过装置终端的GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪获取当前GPS定位，事件和事件采集者之间的距离, 事件采集者移动的距离，装置终端摄像头朝拍摄对象方向与垂直方向之间的倾斜角度以及装置终端的高度；步骤S3：云端服务器接收数据，并通过数据分析方法对接收到的数据进行分析处理；步骤S4:云端服务器的服务器端照片篡改检测模块检测用户上传的已经过预处理的照片，并判断照片是否被篡改；步骤S5：处理后的数据分析结果报告以及原始数据存储在云端数据库；步骤S6：将数据分析报告反馈下发至用户装置终端应用以及web客户端。
在本发明一实施例中，步骤S1中图片的预处理为将数字签名或水印嵌入到照片中；服务器端照片篡改检测模块通过检测照片中是否包括数字签名或水印嵌入从而判断照片是否被篡改。
在本发明一实施例中，所述的S3所述数据分析方法为用 d 表示事件和事件记录者之间的距离, 定义 Δd 表示记录者移动的距离. α和 β表示装置终端摄像头朝拍摄对象方向与垂直方向之间的倾斜角度；h 表示装置终端的高度,根据下公式算出事件记录者与事件的距离:
。
在本发明一实施例中，将所述装置终端植入于监控设备。
本发明提供的智慧城市环境监测装置，具有操作简易、可移动、定位准确、安全性高、可靠性高等优点，事件记录者只需要通过一部轻巧简便的终端装置就可方便地拍摄污染照片，准确地定位污染位置，并且依托云计算强大的计算能力提升计算效率，从而有效地处理污染源，保护环境。且本发明能够保证照片的真实性，防止利用图像编辑和处理软件恶意地篡改照片。
附图说明
图1为基于移动云计算的智慧城市环境监测装置结构示意图；
图2为装置定位流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1至图2，本发明提供：一种基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其包括云端远程服务器、装置终端及Web客户端；所述装置终端及Web客户端通过网络分别与云端远程服务器连接；所述装置终端包括终端处理器及与其连接的摄像头、GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪；所述终端处理器与云端远程服务器连接；所述终端处理器包括装置终端照片篡改检测模块、事件定位模块及事件描述模块；所述装置终端照片篡改检测模块用于对事件记录者拍摄的照片进行预处理；所述事件定位模块，用于根据GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪采集的数据并计算事件记录者拍摄照片时的位置信息；事件描述模块用于对事件类型的描述，如污染源、公共设施损坏或公共设施被占用。所述的Web客户端，用于接收准确定位报告以及照片篡改结果报告。
在本发明一实施例中，所述的云端远程服务器包括：云端事件数据库，所述云端事件数据库用于接收存储本地用户上传的数据，对数据处理后的准确定位报告以及照片篡改结果报告；数据分析模块，所述数据分析模块用于计算分析用户上传的数据，确定事件发生的准确位置；以及服务器端照片篡改检测模块，所述服务器端照片篡改检测模块用于检测用户上传的已经过预处理的照片。所述的装置终端照片篡改检测模块指对用户拍摄的照片采用主动处理方法，利用预处理步骤将数字签名或水印嵌入到图像中，从而高效地检测出被篡改的图像。
在本发明一实施例中，所述装置终端还包括用于提示事件记录者的提示模块；所述提示模块与终端处理器连接；提示模块指示事件记录者需要将装置终端与记录目标保持在同一水平高度，并保持一定距离。
在本发明一实施例中，所述装置终端还包括环境监测模块；所述环境监测模块与装置终端连接。
在本发明一实施例中，所述环境监测模块包括温度计、湿度计、噪音检测传感器以及PM2.5检测传感器。
在本发明一实施例中，所述云端远程服务器还包括一与数据处理器连接的报警模块（图中未画出）；所述报警模块与监管部门后台服务器连接，所述报警模块将定位报告和照片篡改报告提交至监管部门处理。
本发明还提供一种基于移动云计算的智慧城市环境监测方法，其包括以下步骤：步骤S1：通过装置终端的摄像头拍摄相应的照片，对照片进行预处理；步骤S2：通过装置终端的GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪获取当前GPS定位，事件和事件采集者之间的距离, 事件采集者移动的距离，装置终端摄像头朝拍摄对象方向与垂直方向之间的倾斜角度以及装置终端的高度；步骤S3：云端服务器接收数据，并通过数据分析方法对接收到的数据进行分析处理；步骤S4:云端服务器的服务器端照片篡改检测模块检测用户上传的已经过预处理的照片，并判断照片是否被篡改；步骤S5：处理后的数据分析结果报告以及原始数据存储在云端数据库；步骤S6：将数据分析报告反馈下发至用户装置终端应用以及web客户端。
在本发明一实施例中，步骤S1中图片的预处理为将数字签名或水印嵌入到照片中；服务器端照片篡改检测模块通过检测照片中是否包括数字签名或水印嵌入从而判断照片是否被篡改。
在本发明一实施例中，所述的S3所述数据分析方法为用 d 表示事件和事件记录者之间的距离, 定义 Δd 表示记录者移动的距离. α和 β表示装置终端摄像头朝拍摄对象方向与垂直方向之间的倾斜角度；h 表示装置终端的高度,根据下公式算出事件记录者与事件的距离:
。装置定位流程示意图参见图2。
在本发明一实施例中，将所述装置终端植入于监控设备，进行图像捕捉，环境监测。
综上所述，本发明提供的智慧城市环境监测装置，具有操作简易、可移动、定位准确、安全性高、可靠性高等优点，事件记录者只需要通过一部轻巧简便的装置就可方便地拍摄污染照片，准确地定位污染位置，并且依托云计算强大的计算能力提升计算效率，从而有效地处理污染源，保护环境。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其特征在于：包括云端远程服务器、装置终端及Web客户端；所述装置终端及Web客户端通过网络分别与云端远程服务器连接；
所述装置终端包括终端处理器及与其连接的摄像头、GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪；所述终端处理器与云端远程服务器连接；
所述终端处理器包括装置终端照片篡改检测模块、事件定位模块及事件描述模块；所述装置终端照片篡改检测模块用于对事件记录者拍摄的照片进行预处理；所述事件定位模块，用于根据GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪采集的数据并计算事件记录者拍摄照片时的位置信息；事件描述模块用于对事件类型的描述；
所述的Web客户端，用于接收准确定位报告以及照片篡改结果报告。
2.根据权利要求1所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其特征在于：所述的云端远程服务器包括：
云端事件数据库，所述云端事件数据库用于接收存储本地用户上传的数据，对数据处理后的准确定位报告以及照片篡改结果报告；
数据分析模块，所述数据分析模块用于计算分析用户上传的数据，确定事件发生的准确位置；
以及服务器端照片篡改检测模块，所述服务器端照片篡改检测模块用于检测用户上传的已经过预处理的照片。
3.根据权利要求1所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其特征在于：所述装置终端还包括用于提示事件记录者的提示模块；所述提示模块与终端处理器连接；提示模块指示事件记录者需要将装置终端与记录目标保持在同一水平高度，并保持一定距离。
4.根据权利要求1所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其特征在于：所述装置终端还包括环境监测模块；所述环境监测模块与装置终端连接。
5.根据权利要求4所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其特征在于：所述环境监测模块包括温度计、湿度计、噪音检测传感器以及PM2.5检测传感器。
6.根据权利要求1所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测装置，其特征在于：所述云端远程服务器还包括一与数据处理器连接的报警模块；所述报警模块与监管部门后台服务器连接，所述报警模块将定位报告和照片篡改报告提交至监管部门处理。
7.一种基于移动云计算的智慧城市环境监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：通过装置终端的摄像头拍摄相应的照片，对照片进行预处理；
步骤S2：通过装置终端的GPS定位模块、磁力计、加速计、陀螺仪获取当前GPS定位，事件和事件采集者之间的距离, 事件采集者移动的距离，装置终端摄像头朝拍摄对象方向与垂直方向之间的倾斜角度以及装置终端的高度；
步骤S3：云端服务器接收数据，并通过数据分析方法对接收到的数据进行分析处理；
步骤S4:云端服务器的服务器端照片篡改检测模块检测用户上传的已经过预处理的照片，并判断照片是否被篡改；
步骤S5：处理后的数据分析结果报告以及原始数据存储在云端数据库；
步骤S6：将数据分析报告反馈下发至用户装置终端应用以及web客户端。
8.根据权利要求7所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测方法，其特征在于：步骤S1中图片的预处理为将数字签名或水印嵌入到照片中；服务器端照片篡改检测模块通过检测照片中是否包括数字签名或水印嵌入从而判断照片是否被篡改。
9.根据权利要求7所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测方法，其特征在于：所述的S3所述数据分析方法为用 d 表示事件和事件记录者之间的距离, 定义 Δd 表示记录者移动的距离. α和 β表示装置终端摄像头朝拍摄对象方向与垂直方向之间的倾斜角度；h 表示装置终端的高度,根据下公式算出事件记录者与事件的距离:
。
10.根据权利要求7所述的基于移动云计算的智慧城市环境监测方法，其特征在于：将所述装置终端植入于监控设备。
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