CN109801483A - 一种节省流量的空气质量检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节省流量的空气质量检测方法及装置，为解决现有空气质量数据上报方法的缺陷，对采集到的数据首先与上次采集的数据逐一对比，只要有其中一个数据发生明显的变化，计算当前测量数据与上次测量数据的差值，然后与设定的阈值比较，则认为空气质量发生较大波动，从而将最新测量的数据记录并上报到服务器，然后等待下一轮的测量，利用软件逻辑判断空气质量检测传感器采集的数据是否有必要上报，从而节省不必要的流量。更具体地，涉及单片机对传感器数据分析后，根据设定的模式决定是否需要将明显发生变化的数据上报到后台服务器。

Description

一种节省流量的空气质量检测方法及装置

技术领域

本公开涉及物联网监测领域，具体涉及一种节省流量的空气质量检测方法及装置。

背景技术

对于物联网产品爆发式增长的今天，几乎所有的设备都要考虑联网。现有的部分空气质量检测仪具备连接互联网的功能，这类设备一般都需要将数据传输到后台服务器从而实现“物联网”。而设备的数据传输方式一般分为两种，一种为设备周期性将数据上传到后台服务器，另一种为后台服务器周期性调用设备的数据。从实际使用情况看空气质量在比较长的一段时间内都是一个恒定值，一般不会出现太大的数值波动，因此上述的两种数据传输方式在绝大部分时间均是传输几乎相等的数据，实际作用不大且耗费了过多的流量。

发明内容

本公开提供一种节省流量的空气质量检测方法及装置，为解决现有空气质量数据上报方法的缺陷，对采集到的数据首先与上次采集的数据逐一对比，只要有其中一个数据发生明显的变化(计算当前测量数据与上次测量数据的差值，然后与设定的阈值比较)，则认为空气质量发生较大波动，从而将最新测量的数据记录并上报到服务器，然后等待下一轮的测量，利用软件逻辑判断空气质量检测传感器采集的数据是否有必要上报，从而节省不必要的流量。更具体地，涉及单片机对传感器数据分析后，根据设定的模式决定是否需要将明显发生变化的数据上报到后台服务器。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种节省流量的空气质量检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，初始化变化阈值、时间阈值、网络传输时间、睡眠时间；

步骤2，实时采集传感器数据；

步骤3，如果系统每次采集到新的传感器数据后就将新的物理量值与上一次采集的物理量值之间的差值大于变化阈值则激活网络传输功能；

步骤4，判断当前时间距离网络传输时间是否小于时间阈值，如果小于时间阈值则跳到步骤6，如果大于时间阈值则跳到步骤5，网络传输时间即上一次网络传输的时间；

步骤5，读取新的传感器数据中不服从标准正态分布的物理量值按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间，转到步骤7；

步骤6，把最近一个时间阈值的时间段采集到的传感器数据按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间；

步骤7，数据传输完毕后继续进入一个睡眠时间的睡眠状态；

步骤8，睡眠时间结束后转到步骤3。

进一步地，在步骤1中，所述变化阈值为浮点型参数，初始化的默认值为0.2，所述时间阈值初始化的默认值为30分钟，所述睡眠时间初始化的默认值为25分钟，初始化变化阈值、时间阈值和睡眠时间均可进行人工修改，所述网络传输时间初始化为空值。

进一步地，在步骤2中，所述传感器数据为PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器、温湿度传感器、流量传感器中的任意一种传感器采集的传感器ID、物理量，物理量即传感器采集的值，所述传感器ID为传感器的唯一识别编号，其中，甲醛传感器的型号为DS-HCHO、PM2.5传感器的型号为PMS3003、TVOC(有机气体)传感器型号为iAQ-Core、温湿度传感器型号为RHT03。

进一步地，在步骤3中，所述激活网络传输功能为通过有线或者无线方式建立与服务器的连接，用于传输传感器数据。

进一步地，在步骤5中，所述封装数据包的协议为TCP、UDP、IP、FTP、蓝牙任意一种，所述不服从标准正态分布的物理量值为从当前时间点开始到上一次网络传输的时间，依次判断系统采集到所有的传感器数据和的平均值是否服从当μ＝0,σ＝1时的正态分布，当物理量值到当前时间点的时间段中所有物理量值如果不服从当μ＝0,σ＝1时的正态分布时，即为不服从标准正态分布的物理量值，所述物理量值为传感器采集到的传感器数据。

进一步地，在步骤7中，所述睡眠状态为CPU和网络传输功能处于停止状态。

进一步地，在步骤8中，睡眠时间未结束则装置处于睡眠状态。

本发明还提供了一种节省流量的空气质量检测装置，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：

初始化单元，用于初始化变化阈值、时间阈值、网络传输时间、睡眠时间；

实时采集单元，用于实时采集传感器数据；

变化阈值判断单元，用于判断如果系统每次采集到新的传感器数据后就将新的物理量值与上一次采集的物理量值之间的差值大于变化阈值则激活网络传输功能；

时间阈值判断单元，用于判断当前时间距离网络传输时间是否小于时间阈值，如果小于时间阈值则跳到正常传输单元，如果大于时间阈值则跳到标准正态传输单元，网络传输时间即上一次网络传输的时间；

标准正态传输单元，用于读取新的传感器数据中不服从标准正态分布的物理量值按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间，转到睡眠单元；

正常传输单元，用于把最近一个时间阈值的时间段采集到的传感器数据按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间；

睡眠单元，用于数据传输完毕后继续进入一个睡眠时间的睡眠状态；

唤醒单元，用于睡眠时间结束后转到变化阈值判断单元。

本公开的有益效果为：本发明提供一种节省流量的空气质量检测方法及装置，相比现有的数据上报方法，有三个优点。其一，在空气流动的环境趋于稳态时，能够极大地压缩设备与服务器通信频率，节省流量；其二，由于通信频率降低，设备可以在空闲时将网卡调到低功耗模式，节省一部分用电；其三，由于服务器在正常情况下不需要处理无关要紧的空气质量数据，显著降低了服务器的数据处理压力，对服务器的硬件或带宽要求相对而言更小。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1所示为一种节省流量的空气质量检测方法的流程图；

图2所示为一种节省流量的空气质量检测装置图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本公开提出一种节省流量的空气质量检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1，初始化变化阈值、时间阈值、网络传输时间、睡眠时间；

步骤2，实时采集传感器数据；

步骤3，如果系统每次采集到新的传感器数据后就将新的物理量值与上一次采集的物理量值之间的差值大于变化阈值则激活网络传输功能；

步骤4，判断当前时间距离网络传输时间是否小于时间阈值，如果小于时间阈值则跳到步骤6，如果大于时间阈值则跳到步骤5，网络传输时间即上一次网络传输的时间；

步骤5，读取新的传感器数据中不服从标准正态分布的物理量值按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间，转到步骤7；

步骤6，把最近一个时间阈值的时间段采集到的传感器数据按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间；

步骤7，数据传输完毕后继续进入一个睡眠时间的睡眠状态；

步骤8，睡眠时间结束后转到步骤3。

进一步地，在步骤1中，所述变化阈值为浮点型参数，初始化的默认值为0.2，所述时间阈值初始化的默认值为30分钟，所述睡眠时间初始化的默认值为25分钟，初始化变化阈值、时间阈值和睡眠时间均可进行人工修改，所述网络传输时间初始化为空值。

进一步地，在步骤2中，所述传感器数据为PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器、温湿度传感器、流量传感器中的任意一种传感器采集的传感器ID、物理量，物理量即传感器采集的值，所述传感器ID为传感器的唯一识别编号，其中，甲醛传感器的型号为DS-HCHO、PM2.5传感器的型号为PMS3003、TVOC(有机气体)传感器型号为iAQ-Core、温湿度传感器型号为RHT03。

进一步地，在步骤3中，所述激活网络传输功能为通过有线或者无线方式建立与服务器的连接，用于传输传感器数据。

进一步地，在步骤5中，所述封装数据包的协议为TCP、UDP、IP、FTP、蓝牙任意一种，所述不服从标准正态分布的物理量值为从当前时间点开始到上一次网络传输的时间，依次判断系统采集到所有的传感器数据和的平均值是否服从当μ＝0,σ＝1时的正态分布，当物理量值到当前时间点的时间段中所有物理量值如果不服从当μ＝0,σ＝1时的正态分布时，即为不服从标准正态分布的物理量值，所述物理量值为传感器采集到的传感器数据。

进一步地，在步骤7中，所述睡眠状态为CPU和网络传输功能处于停止状态。

进一步地，在步骤8中，睡眠时间未结束则装置处于睡眠状态。

本公开的一种实施例，下面结合图1来阐述根据本公开的一种实施例，设备上电后初始化所有数据，包括用户设定的阈值T。由于空气质量数据有多个类型的数据，因此流程图并没有全部列出来，只是单纯以某个数据为例说明。假设用户事先设定了温度变化的阈值为0.2℃，系统每次采集到新的温度数值后就将新的温度值与上一次采集的温度值做比较，如果两者之间的差值大于0.2，系统就判定温度发生了变化，从而激活网络传输功能，把需要上报的数据按照协议封装成数据包然后发送到服务器。数据传输完毕后继续进入睡眠状态，睡眠时间结束后再开始新的一轮数据采集与比较。其余的传感器数据与温度采集流程类似，这里不重复描述。

本公开的实施例提供的一种节省流量的空气质量检测装置，如图2所示为本公开的一种节省流量的空气质量检测装置图，该实施例的一种节省流量的空气质量检测装置包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种节省流量的空气质量检测装置实施例中的步骤。

所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：

初始化单元，用于初始化变化阈值、时间阈值、网络传输时间、睡眠时间；

实时采集单元，用于实时采集传感器数据；

变化阈值判断单元，用于判断如果系统每次采集到新的传感器数据后就将新的物理量值与上一次采集的物理量值之间的差值大于变化阈值则激活网络传输功能；

时间阈值判断单元，用于判断当前时间距离网络传输时间是否小于时间阈值，如果小于时间阈值则跳到正常传输单元，如果大于时间阈值则跳到标准正态传输单元，网络传输时间即上一次网络传输的时间；

标准正态传输单元，用于读取新的传感器数据中不服从标准正态分布的物理量值按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间，转到睡眠单元；

正常传输单元，用于把最近一个时间阈值的时间段采集到的传感器数据按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间；

睡眠单元，用于数据传输完毕后继续进入一个睡眠时间的睡眠状态；

唤醒单元，用于睡眠时间结束后转到变化阈值判断单元。

所述一种节省流量的空气质量检测装置可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种节省流量的空气质量检测装置，可运行的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种节省流量的空气质量检测装置的示例，并不构成对一种节省流量的空气质量检测装置的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种节省流量的空气质量检测装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种节省流量的空气质量检测装置运行装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种节省流量的空气质量检测装置可运行装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种节省流量的空气质量检测装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (7)

1.一种节省流量的空气质量检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，初始化变化阈值、时间阈值、网络传输时间、睡眠时间；

步骤2，实时采集传感器数据；

步骤3，如果系统每次采集到新的传感器数据后就将新的物理量值与上一次采集的物理量值之间的差值大于变化阈值则激活网络传输功能；

步骤4，判断当前时间距离网络传输时间是否小于时间阈值，如果小于时间阈值则跳到步骤6，如果大于时间阈值则跳到步骤5，网络传输时间即上一次网络传输的时间；

步骤5，读取新的传感器数据中不服从标准正态分布的物理量值按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间，转到步骤7；

步骤6，把最近一个时间阈值的时间段采集到的传感器数据按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间；

步骤7，数据传输完毕后继续进入一个睡眠时间的睡眠状态；

步骤8，睡眠时间结束后转到步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种节省流量的空气质量检测方法，其特征在于，在步骤1中，所述变化阈值为浮点型参数，初始化的默认值为0.2，所述时间阈值初始化的默认值为30分钟，所述睡眠时间初始化的默认值为25分钟，初始化变化阈值、时间阈值和睡眠时间均可进行人工修改，所述网络传输时间初始化为空值。

3.根据权利要求1所述的一种节省流量的空气质量检测方法，其特征在于，在步骤2中，所述传感器数据为PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器、温湿度传感器、流量传感器中的任意一种传感器采集的传感器ID、物理量，物理量即传感器采集的值，所述传感器ID为传感器的唯一识别编号。

4.根据权利要求1所述的一种节省流量的空气质量检测方法，其特征在于，在步骤3中，所述激活网络传输功能为通过有线或者无线方式建立与服务器的连接，用于传输传感器数据。

5.根据权利要求1所述的一种节省流量的空气质量检测方法，其特征在于，在步骤5中，所述协议为TCP、UDP、IP、FTP、蓝牙任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种节省流量的空气质量检测方法，其特征在于，在步骤7中，所述睡眠状态为CPU和网络传输功能处于停止状态。

7.一种节省流量的空气质量检测装置，其特征在于，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：

初始化单元，用于初始化变化阈值、时间阈值、网络传输时间、睡眠时间；

实时采集单元，用于实时采集传感器数据；

变化阈值判断单元，用于判断如果系统每次采集到新的传感器数据后就将新的物理量值与上一次采集的物理量值之间的差值大于变化阈值则激活网络传输功能；

时间阈值判断单元，用于判断当前时间距离网络传输时间是否小于时间阈值，如果小于时间阈值则跳到正常传输单元，如果大于时间阈值则跳到标准正态传输单元，网络传输时间即上一次网络传输的时间；

标准正态传输单元，用于读取新的传感器数据中不服从标准正态分布的物理量值按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间，转到睡眠单元；

正常传输单元，用于把最近一个时间阈值的时间段采集到的传感器数据按照协议封装成数据包然后传输到服务器，传输结束后记录网络传输时间；

睡眠单元，用于数据传输完毕后继续进入一个睡眠时间的睡眠状态；

唤醒单元，用于睡眠时间结束后转到变化阈值判断单元。