CN109307734A - 提供空气质量信息的方法 - Google Patents

Abstract

一种提供空气质量信息的方法，是透过一云端处理装置定时搜集多个单点空气信息，其特征在于，各单点空气信息由具有致动传感模块的行动装置所感测，且透过通信传输传送至云端处理装置；云端处理装置整合运算该多个单点空气信息，并将运算结果结合地图数据与气象数据，产生一实时空气质量地图；云端处理装置接收一用户装置所产生的实时定点，并根据该实时空气质量地图与该实时定点，运算产生一信息；云端处理装置将该信息传送至该用户装置。其中，该信息可包含行进方位、指定路径、空气质量信息、空气质量异常通报信息或疏散路径。

Description

提供空气质量信息的方法

技术领域

本案关于一种专门用于特定应用的数据计算或数据处理方法，尤指一种搜集多个行动装置所感测的空气检测数据，运算产生空气质量信息并提供给客户端的提供空气质量信息的方法。

背景技术

近年来，我国与邻近区域的空气污染问题渐趋严重，尤其是细悬浮微粒(PM 2.5)的浓度数据常常过高，民众逐渐养成在生活中随时上网查看实时空气质量监测数据的习惯，以实时应对空气污染作出防护措施。目前的空气质量监测系统，以行政院环保署的空气质量监测网为例，是利用在全国各地设立空气质量监测站对空气进行采样分析，并将各定点监测站的数据整合为定量描述空气质量状况的空气质量指针(Air Quality Index，以下简称AQI指标)发布在网站上供民众查阅。

然而，定点监测的方式具有下列缺点。首先，定点监测站由于建置成本高昂，设置数量有限，仅能提供特定地点及周遭特定区域范围内的空气质量测量数据，无法完整涵盖所有用户所在地。并且，用户无法根据自身所在定点取得精确的空气质量数据。另外，当一特定区域的AQI指针到达对人体健康有害的等级时，空气质量监测网仅对该区域的用户提出减少出门的建议，并无进一步提供其他有用的信息以利用户应对空气质量不良的处境。

为了解决定点监测空气质量的缺失，台湾发明专利公开号TW201719540揭露一种具定位及空气检测的云端分享方法，将手持行动装置结合空气检测单元。如此一来，可利用该手持行动装置定位一特定地点，并同时检测该特定地点的空气质量数据。接着，该手持行动装置将定位与检测结果上传至云端数据处理平台，并标记于社群平台。云端数据处理平台更将该空气质量数据与空气数据数据库分析比对。若其分析结果表示所测空气质量未达标准，云端数据处理平台会发出讯息，通知相关单位进行维护，并将分析结果提供其他使用者参考。

然而，上述方法仅针对个别手持行动装置所产生的单一信息进行处置，并没有将多个手持行动装置所检测到不同地点的空气质量数据加以整合，亦没有将空气质量数据合并其他种类的数据信息加以运算，产生更具价值的衍生信息供用户参考。同时，该专利除了评价空气质量的等级，也没有具体指明分析结果其他的可能形式与内容。另外，专利的说明书通篇未提空气检测单元的具体实施态样与结构。

因此，针对上述缺失，有必要发明一种创新的提供空气质量信息的方法加以改善。

发明内容

目前的空气质量监测系统，由于透过设置定点监测站的方式对空气采样与检测，无法涵盖所有用户的所在位置。而已知技术利用手持行动装置结合空气检测单元，虽然可随时随地检测空气质量，却缺乏对不同时间地点的空气质量信息加以整合利用，亦无结合相关的数据信息以产生有益于用户的衍生信息；更甚者，使用者无法主动查询特定地点的空气信息。因此，已知技术实无法有效发挥该多个手持行动装置所感测的空气质量信息的价值。另外，已知技术亦无针对空气检测单元进行改良。因此，当空气检测单元应用在手持行动装置上，在移动中进行检测，其检测的准确率实待商榷。

为了解决上述的问题，本发明提出利用多个具有致动传感模块的行动装置，感测其各自所在位置的单点空气信息，并传送至一云端处理装置。云端处理装置于一预定时间定时搜集该多个行动装置的该多个单点空气信息，整合运算的，并将运算结果结合地图数据与气象数据产生一实时空气质量地图。此时，一用户装置可将其实时定点，透过通信传输传送至云端处理装置，并向云端处理装置要求一信息。云端处理装置根据实时空气质量地图与该实时定点运算产生该信息，并传送至该用户装置。

对照先前技术，本发明将多个行动装置的单点空气信息串连，并整合其他的相关数据制作为该实时空气质量地图，此种作法不仅充分利用了行动装置的数量与移动性优势，使精确度远高于现有的空气定点监测系统；另外，由于本发明将该多个单点空气信息的运算结果，更进一步结合地图数据与气象数据，可产生各种有益于用户的衍生信息，包含：行进方位、指定路径、空气质量信息、空气质量异常通报信息或疏散路径。相较于先前技术仅能提供单一定点的单纯空气质量水平判定结果，且无提供用户主动查询特定地点的空气质量的功能，本发明对信息透过大数据运算进行更高层次的运用，大幅提升有利功效。

本发明的行动装置所包含的致动传感模块，包含致动器与传感器，致动器可驱动外界的一气体进入致动传感模块的内部，使传感器得以感测该气体，并产生一气体检测值。行动装置更包含一定位模块，以产生行动装置所在地的一定位点信息。行动装置于一特定时间，借由致动传感模块与定位模块产生该气体检测值与该定位点信息，并将其结合为该单点空气信息。相较于先前技术，本发明安装于行动装置的致动传感模块由于可将外界气体吸入内部进行检测，能对行动装置的移动情境有更好的适应性，确保空气检测在移动中也能有一定的准确度。

附图说明

图1，其为本案提供空气质量信息的方法所应用的一系统的系统方块图。

图2，其为本案提供空气质量信息的方法的一较佳实施例的流程图。

图3，其为本案提供空气质量信息的方法的另一较佳实施例的流程图。

图4，其为本案提供空气质量信息的方法的又一较佳实施例的流程图。

附图标记说明

100：系统

1a、1b、1c：行动装置

11：微处理器

12：定位模块

13：致动传感模块

131：致动器

132：传感器

14：资料传接器

2：云端处理装置

21：实时空气质量地图

211：地图数据

212：气象资料

3：用户装置

SIa、SIb、SIc：单点空气信息

CL：实时定点

AI：信息

S102～S110：提供空气质量信息的步骤

S202～S212：提供空气质量信息及指定路径的步骤

S302～S314：提供空气质量信息及警示方法的步骤.

具体实施方式

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。

请参阅图1，其为本案提供空气质量信息的方法的系统方块图。在本案的一较佳实施例中，提供空气质量信息的方法可透过一系统100实施，系统100包含多个行动装置1a、1b以及1c，以及一云端处理装置2与一用户装置3。行动装置1a、1b以及1c结构相同，可为手机、平板计算机、穿戴式装置或任何建构以包含微处理器、RAM等零件的类似行动式电子设备，以下以行动装置1a为例进一步介绍行动装置1a、1b以及1c的结构。如图1所示，行动装置1a包含一微处理器11、一定位模块12、一致动传感模块13以及一数据传接器14。其中，微处理器11电性连接定位模块12、致动传感模块13以及数据传接器14。定位模块12可为GPS卫星定位模块，但不以此为限。

致动传感模块13包含一致动器131与一传感器132，致动器131为能将控制信号转换成具有推动被控系统的动力装置，其作用为驱动外界的一气体，将该气体吸入致动传感模块13之中。致动器131可以包含一电动致动器、一磁力致动器、一热动致动器、一压电致动器及一流体致动器。例如可为交直流马达、步进马达等电动致动器、或是磁性线圈马达等磁力致动器、或是热泵等热动致动器、或是压电泵等压电驱动器、又或者是气体泵、液体泵等流体致动器，均不以此为限。

传感器132邻近致动器131而设置，因此可检测被致动器131吸入的该气体中的至少一标的物，并产生相应的气体检测值。传感器132可包括像是如以下各者的传感器：温度传感器、挥发性有机化合物传感器(例如，量测甲醛、氨气的传感器)、微粒传感器(例如，PM2.5的微粒传感器)、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、臭氧传感器、其他气体传感器、湿度传感器、水分传感器、量测水或其他液体中或空气中的化合物及/或生物学物质的传感器(例如，水质传感器)、其他液体传感器，或用于量测环境的光传感器，亦可为该多个传感器的任意组合而成的群组，均不以此为限。因此，传感器132的检测标的物，可为包含氨气与乙醇的挥发性有机气体，亦可为一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、悬浮微粒、细悬浮微粒、氧气及臭氧中至少一种气体项目或其组合。传感器132亦可透过直接或间接的方式，检测病毒、细菌或微生物…等，且不以此为限。

用户装置3可为任何具有GPS卫星定位功能与通信传输模块的手机、平板计算机、穿戴式装置，或任何建构以包含微处理器、RAM等零件的行动式电子装置，并不以此为限。于一些实施例中，用户装置3亦可为该多个行动装置1a、1b以及1c中的一者。

云端处理装置2为一计算机或任何建构以包含CPU、RAM等零件的类似设备，具有数据分析管理的功能，于系统100中作用以一服务器，透过因特网连接行动装置1a、1b以及1c以及用户装置3，与该多个装置之间借由有线或无线的通信传输方式传送与接收信息。有线通信传输技术可采用RS485、RS232、Modbus、KNX等通讯接口以进行。无线通信传输技术可采用zigbee，z-wave，RF，蓝牙，wifi，EnOcean等技术以进行。行动装置1a的数据传接器14亦可为上述列举的通信传输技术的模块。

请同时参阅图1与图2，图2为本案提供空气质量信息的方法的一较佳实施例的流程图。在本案的较佳实施例中，于步骤S102中，利用云端处理装置2于一预定时间搜集多个单点空气信息SIa、SIb及SIc。云端处理装置2可以一单位时间为间隔，例如5分钟或1小时，定时进行搜集动作。该多个单点空气信息SIa、SIb及SIc分别由行动装置1a、1b以及1c于一特定时间产生。以行动装置1a为例，可令使用者预先设定其定位模块12定时自动产生一定位点信息，或主动要求定位模块12于指定时间点产生该定位点信息。该定位点信息可为GPS卫星定位系统对行动装置1a定位的一所在地坐标并具有一时间戳(timestamp)。定位点信息产生的同时，行动装置1a的致动传感模块13同步运作，吸入外界的气体并感测产生气体检测值。微处理器11分别自定位模块12与致动传感模块13接收定位点信息与气体检测值，并运算产生单点空气信息SIa，单点空气信息SIa保留该定位点信息的该时间戳，以纪录行动装置1a于一时间点的所在地坐标与在该所在地所获取的气体检测值。数据传接器14自微处理器11接收单点空气信息SIa，并透过通信传输传送至云端处理装置2。

于步骤S104中，云端处理装置2整合运算行动装置1a、1b以及1c所传送的该多个单点空气信息SIa、SIb及SIc。单点空气信息SIa、SIb及SIc可为行动装置1a、1b以及1c在云端处理装置2进行定时搜集动作的间隔中所有时间点所产生的数据；意即，若云端处理装置2每10分钟进行一次搜集动作，且单点空气信息SIa、SIb及SIc的时间戳所记录的时间，介于上次搜集与即将进行的搜集动作中间的10分钟之间，则云端处理装置2将单点空气信息SIa、SIb及SIc视为同一时间段落中的同一批空气数据共同整合处理。

云端处理装置2将运算结果结合一地图数据211(Geographic information)，以产生一实时空气质量地图21，实时空气质量地图21可呈现该时间段落中，所有获取的单点空气信息SIa、SIb及SIc。更进一步，云端处理装置2可与气象中心联机，取得实时的一气象资料212，并将该气象数据212结合于运算产生另一更新的实时空气质量地图21。该气象数据212可为风向、风速、湿度、温度及天气型态中至少任一种项目或其组合。此时，若一地点无对应的空气信息，则以最接近该地点的多个地点的空气信息的平均值，加上气象数据212作为参数，以一运算结果呈现该无数据地点的空气信息。当行动装置1a、1b以及1c的数量达到一定规模，透过云端处理装置2的大数据运算分析，实时空气质量地图21可拥有远高于现有定点监测站的精密度，与广袤绵密的涵盖范围。

于步骤S106，用户装置3产生一实时定点CL(current location)。用户装置3可下载安装一行动应用程序(mobile application,以下简称APP)，该APP要求用户开启用户装置3的GPS定位模块的数据取用权限，若用户同意该要求，用户装置3可在开机时或开启该APP时，将其GPS定位模块所检测的坐标数据作为该实时定点CL，自动上传至云端处理装置2。或者，该APP可在受操作时遵照用户的指令，产生实时定点CL并上传至云端处理装置2。此时，实时定点CL可为用户装置3所在地的GPS坐标，或使用者所输入的一特定地标(非用户装置3所在地)。

于步骤S108，云端处理装置2接收该实时定点CL之后，根据实时空气质量地图21与该实时定点CL运算产生一信息AI。该信息AI可为实时定点CL的空气质量信息，包含例如为悬浮微粒的污染物的浓度，但不以此为限。又于步骤S110中，云端处理装置2将该空气质量信息回传至用户装置3。用户装置3将该空气质量信息透过人机接口设计显示于显示器(未图标)上供用户查看。

于本案的另一实施例中，步骤S106的实时定点可为用户装置3所在地的GPS坐标，且步骤S108中根据该即使空气质量地图与该实时定点运算后产生的信息AI更包含一行进方位，用户装置3将该行进方位透过人机接口设计显示于显示器(未图标)上供用户查看，借此告知用户一空气质量较为良好的相对方位，以作为当天行程安排的建议参考。

请同时参阅图1与图3，图3为本案提供空气质量信息的方法的另一较佳实施例的流程图。在本实施例中，步骤S202与S204与前一实施例的步骤S102与S104相同，故不赘述；惟于步骤S206中，用户装置3启动预安装的APP，受用户操作输入一目的地。同时，用户装置3检测其所在地的GPS坐标，以产生实时定点CL。于步骤S208，云端处理装置2借由通信传输接收用户装置3所上传的该目的地与该实时定点CL。于步骤S210，云端处理装置2根据实时空气质量地图21，对应实时定点CL与该目的地运算产生一指定路径。该指定路径为从实时定点CL朝该目的地的一路径。于步骤S212，云端处理装置2借由通信传输将该指定路径传送至用户装置3，并透过人机接口设计显示于显示器(未图标)上供用户查看。借由上述步骤，云端处理装置2根据所搜集的海量单点空气信息SIa、SIb及SIc，与风向、天气型态等气象数据结合而成的更新的实时空气质量地图21，运算出该指定路径，借此指示用户避开空气质量可能较差的区域前往所欲到达的目的地。

请同时参阅图1与图4，图4为本案提供空气质量信息的方法的又一较佳实施例的流程图。在本实施例中，步骤S302与S304与图2所示的实施例的步骤S102与S104相同，故不赘述；于步骤306，云端装置2于实时空气质量地图21中，进一步定义出至少一空气质量异常区域。空气质量异常区域可为例如为圆形的任何形状，以污染源的地点为中心点，以空气质量差于一标准值的区域为边界。于步骤308，云端装置2接收一用户装置3所传送的一实时定点CL，该实时定点CL为用户装置3的所在地的GPS坐标，透过预设而自动产生且自动上传至云端装置2。

于步骤310，云端装置2判断该实时定点CL是否落入空气质量异常区域的范围内。若是，于步骤312，云端装置2则产生一空气质量异常通报信息。于步骤312，云端装置2将空气质量异常通报信息透过一推播讯息，主动传送至用户装置3。于步骤314，用户装置3根据该空气质量异常通报信息，发出一通报讯息警示，该通报讯息警示可包含例如为视觉、听觉或一震动触感的任何形式，用以提示用户目前所在地空气质量不佳，需要回避。借由上述步骤，更可达到一逃生警示的效果。举例而言，一氧化碳无色无味，一旦在空气中达到35ppm，就会对人体产生损害，甚至有致命危险。本发明的方法可警示用户马上回避目前所在地，借此避开有害气体。

于一些实施例中，步骤312的云端装置2更可根据实时空气质量地图21，对应用户所在的实时定点CL运算以产生至少一疏散路径。疏散路径为从该实时定点CL朝一疏散地点的路径，其中，该疏散地点位于该空气质量异常区域的范围外，且与该实时定点CL具有一最近交通距离。于步骤314，云端装置2将空气质量异常通报信息以及该疏散路径，透过一推播讯息，主动传送至用户装置3。用户装置3将疏散路径透过人机接口设计显示于显示器(未图标)上供用户查看。借由上述步骤，云端处理装置2根据所搜集的海量单点空气信息SIa、SIb及SIc，与风向、天气型态等气象数据结合而成的更新的实时空气质量地图21，运算出该疏散路径，借此指示用户尽速离开受有害气体污染的地区或火灾浓烟处，具有公安意外指示逃生的功能。

于另一些实施例中，步骤314的该通报讯息警示可提示用户戴口罩，亦可提示使用者穿戴一提供氧气的装置，例如：连接氧气瓶的氧气罩。

本案得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (15)

1.一种提供空气质量信息的方法，包含下列步骤：

(a)透过一云端处理装置于一预定时间搜集多个单点空气信息，该多个单点空气信息中的每一者由具有一致动传感模块的一行动装置感测，并透过通信传输传送至该云端处理装置；

(b)透过该云端处理装置整合运算该多个单点空气信息，并将运算结果结合地图数据与一气象数据产生一实时空气质量地图，该气象数据为风向、风速、湿度、温度及天气型态的至少其中之一或其组合；

(c)透过该云端处理装置借由通信传输接收一用户装置所产生一实时定点；

(d)透过该云端处理装置根据该实时空气质量地图与该实时定点产生一信息；以及

(e)透过该云端处理装置借由通信传输传送该信息至该用户装置。

2.如权利要求1所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该单点空气信息包含由该行动装置所产生的一定位点信息，以及该行动装置借由该致动传感模块所感测的至少一气体检测值。

3.如权利要求2所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该致动传感模块包含至少一致动器及至少一传感器，该至少一致动器驱动外界的一气体，使该至少一传感器感测该气体并产生该气体检测值。

4.如权利要求3所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该气体检测值是检测一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、悬浮微粒、细悬浮微粒、氧气及臭氧的至少其中之一或其组合。

5.如权利要求3所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该气体检测值是检测一挥发性有机气体。

6.如权利要求5所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该挥发性有机气体为氨气及乙醇的其中之一。

7.如权利要求3所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该气体检测值是检测病毒、细菌及微生物的至少其中之一。

8.如权利要求1所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该信息包含一行进方位。

9.如权利要求1所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，步骤(c)更包含在该用户装置上启动一行动应用程序，并将操作该行动应用程序所输入的一目的地，透过通信传输传送至该云端处理装置，该云端处理装置根据该实时空气质量地图、该实时定点与该目的地运算产生该信息，该信息包含至少一指定路径。

10.如权利要求1所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该信息为该实时空气质量地图对应该实时定点的一空气质量信息。

11.如权利要求1所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该信息是透过一推播讯息传送。

12.如权利要求11所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，步骤(b)更包含透过该云端处理装置定义至少一空气质量异常区域于该实时空气质量地图，当该云端处理装置判断该用户装置所传送的该实时定点，落入该空气质量异常区域的范围内，则该云端处理装置传送至该用户装置的该信息包含一空气质量异常通报信息，且该用户装置根据该空气质量异常通报信息，发出一通报讯息警示。

13.如权利要求12所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该信息包含一疏散路径，该疏散路径为从该实时定点朝一疏散地点的路径，且该疏散地点位于该空气质量异常区域的范围外。

14.如权利要求12所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该通报讯息警示是提示用户穿戴一口罩。

15.如权利要求12所述的提供空气质量信息的方法，其特征在于，该通报讯息警示是提示用户穿戴一提供氧气的装置。