CN110455336A - 一种室内外环境监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种室内外环境监测系统及其监测方法，这种室内外环境监测系统包括：监测设备，所述监测设备包括传感器模块、处理器、通信模块、定位模块和电源模块，所述传感器模块、通信模块、定位模块和电源模块与所述处理器电连接；云平台，所述云平台通过互联网与所述监测设备通信连接，所述云平台用于接收所述监测设备发送的室内外环境参数并且对室内外环境参数进行处理。这种室内外环境监测系统和监测方法，通过云平台将监测设备发送过来的数据信息整合成可视化图形信息，再将其发布至网页和客户端，让用户能够通过网页或者终端远程查询实时的环境信息，提高了信息准确性和用户体验。

Description

一种室内外环境监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种室内外环境监测系统及其监测方法。

背景技术

现如今我国在社会经济及科学技术上得到了快速的发展，人们的生活水平不断提高，但是由此带来的环境问题也愈发严重，因而环境监测系统的需求也越来越多。现有技术中的环境监测系统存在收集的环境信息不具有实时性的问题，而且用户无法随时方便的远程查看实时的环境信息，使得使用者无法得到好的用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中使用者无法实时远程查看环境信息的问题，本发明提供了一种室内外环境监测系统及其监测方法来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种室内外环境监测系统，包括：

监测设备，所述监测设备包括传感器模块、处理器、通信模块、定位模块和电源模块，所述传感器模块、通信模块、定位模块和电源模块与所述处理器电连接；

所述传感器模块用于监测室内外环境，采集室内外环境参数；

所述定位模块用于获取所述监测设备的位置信息；

所述处理器用于发送控制指令和接收所述室内外环境参数和位置信息；

所述通信模块用于建立所述处理器与互联网之间的通信连接；

所述电源模块用于向所述传感器模块、处理器、通信模块和定位模块供电；

云平台，所述云平台通过互联网与所述监测设备通信连接，所述云平台用于接收所述室内外环境参数并且对所述室内外环境参数进行处理。

作为优选，所述云平台包括信息传输模块、信息处理模块、存储模块、信息整合模块和信息发布模块；

所述信息传输模块用于接收所述室内外环境参数，所述信息传输模块还用于访问数据节点并获取数据；

所述信息处理模块用于对获取的所述室内外环境参数进行计算和分析处理；

所述存储模块用于存储所述云平台上的信息；

所述信息整合模块用于整合所述云平台上的信息并且生成可视化图形信息；

所述信息发布模块用于发布所述可视化图形信息。

作为优选，所述传感器模块包括PM2.5传感器、温湿度传感器、光照传感器、气压传感器、甲醛传感器、VOC传感器和二氧化碳传感器。

作为优选，还包括本地服务器，所述本地服务器用于搭建本地私有云，所述本地私有云通过内部网络与所述监测设备通信连接，所述本地私有云用于接收所述室内外环境参数并且对所述室内外环境参数进行处理。

另外，本发明还公开了一种基于上述一种室内外环境监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1、所述传感器模块按照所述处理器的预设指令以时间N为周期向所述处理器发送所述室内外环境参数；

S2、所述处理器接收到所述室内外环境参数后通过互联网将所述室内外环境参数发送至所述云平台；

S3、所述信息处理模块对所述室内外环境参数进行分类，再分别按照预设公式进行计算处理并且得到所述室内外环境信息，最后所述室内外环境信息发送至所述信息整合模块；

S4、所述信息整合模块将所述室内外环境信息分类存储至所述存储模块后，再将所述室内外环境信息分类整合并且生成所述可视化图形信息；

S5、所述信息发布模块通过互联网将所述可视化图形信息发送至网页和客户端。

作为优选，在步骤S1中，所述定位模块按照所述处理器的预设指令获取位置信息并以时间N为周期将所述位置信息发送至所述处理器；

在步骤S2中，所述处理器接收到所述位置信息后通过互联网将所述位置信息发送至所述云平台

在步骤S2和S3之间还包括步骤S21、所述信息传输模块通过预设的API接口访问气象局的数据节点，再根据所述位置信息获取对应地区的气象信息，所述气象信息包括实况天气、每小时天气、灾害预警、生活指数和空气质量；

在步骤S4中，所述信息整合模块生成的所述可视化图形信息中包括所述气象信息。

作为优选，在步骤S1和S2之间还包括以下步骤：

S11、所述处理器通过所述通信模块判断互联网是否可用，若互联网可用则进入步骤S2，若互联网不可以则进入步骤S12；

S12、所述处理器接收到所述室内外环境参数后通过内部网络将所述室内外环境参数发送至所述本地私有云；

S13、所述本地私有云对所述室内外环境参数进行处理，然后将处理完的信息发布至与内部网络连接的终端上。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种室内外环境监测系统和监测方法，通过云平台对监测设备发送过来的室内外环境参数进行实时处理并且根据位置信息获取对应位置的气象信息，再将整合过的室内外环境信息和天气信息以可视化图形信息的方式发布至网页和客户端，在保证了室内外环境信息和天气信息的实时性的同时，也能够让用户通过网页或者终端远程查询环境信息，提高了信息准确性和用户体验。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种室内外环境监测系统的最优实施例的系统结构示意图。

图2是本发明的一种室内外环境监测系统的监测方法的最优实施例的流程图。

图3是本发明的一种室内外环境监测系统的另一个实施例的系统结构示意图。

图4是本发明的一种室内外环境监测系统的监测方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

这种云服务器的实体结构，包括CPU、ROM、RAM、键盘、鼠标、显示器、网络接口和USB接口，CPU电连接ROM、RAM、键盘、鼠标、显示器、网络接口和USB接口，ROM存储云数据库中的各种数据、内容备选库中的各种数据、用于控制云服务器的计算机程序、各种设置、初始值等，RAM被用作加载各种计算机程序的工作区域或暂时存储标识号的存储区域。

CPU为API接口、筛选部、第一判断部、推送部、第一时钟部、第一记录部和终止部的配置主体，控制云服务器的每一个部件，同时在RAM中存储根据从ROM读取的计算机程序。网络接口作为通信接口接入互联网，让同样接入互联网的子站点可以接入它的API接口。

如图1~2所示，本发明提供了一种室内外环境监测系统，包括：

监测设备，监测设备包括传感器模块、处理器、通信模块、定位模块和电源模块。

传感器模块包括PM2.5传感器、温湿度传感器、光照传感器、气压传感器、甲醛传感器、VOC传感器和二氧化碳传感器。PM2.5传感器能够测量室内外空气中的PM2.5浓度，温湿度传感器能够测量室内外环境中的温度和相对湿度，光照传感器能够测量室内外的光照强度，气压传感器能够测量室内外的大气压强，二氧化碳传感器能够测量室内外的二氧化碳浓度。甲醛虽然属于VOC，但是甲醛和VOC的监测指标不同，在本实施例中分别使用了甲醛传感器和VOC传感器来测量室内外空气中的甲醛浓度和VOC浓度。传感器模块能够监测室内外环境，采集室内外环境参数并且将室内外环境参数传送至处理器，室内外环境参数包括PM2.5浓度、温度、相对湿度、光照强度、大气压强、二氧化碳浓度、甲醛浓度和VOC浓度。

处理器是一种具有信号处理能力的集成电路芯片，可以是通用处理器，还可以使数字信号处理器、现场可编程门阵列或者其他课表陈逻辑器件。处理器与传感器模块和定位模块控制连接，处理器向传感器模块和定位模块发送控制指令，还能够接收传感器模块发送的室内外环境参数和定位模块发送的位置信息。

通信模块能够建立处理器和互联网之间的通信连接。在本实施例中，通信模块采用无线通信的方式，通信模块包括但不限于WIFI模块和2G/4G模块。处理器通过WIFI模块和2G/4G模块与互联网建立通信连接后能够通过互联网将室内外环境参数和位置信息发送至云平台。

定位模块采用的是GPS定位模块，GPS定位模块能够按照处理器的指令获取监测设备的位置信息并将位置信息发送至处理器。定位模块获取监测设备的位置信息的频率包括但不限于一天一次、一天两次或者一天五次，这里不做具体限定。

电源模块通过外接充电器产生的5V直流电源为与电源模块电连接的传感器模块、处理器、通信模块和定位模块供电。

监测设备的存在方式包括但不限于移动式、入墙式、挂壁式和吊顶式，方便用户按照实际的使用环境选择合适的设备形式。

云平台，云平台包括信息传输模块、信息处理模块、存储模块、信息整合模块和信息发布模块。

存储模块内预存有信息处理模块需要的标准值和信息整合模块需要的图形模板，还能够存储各种数据信息。

信息传输模块可以获取处理器发送过来的室内外环境参数和位置信息，信息传输模块还能够通过API接口访问中央气象局的数据节点的方式获取气象信息，气象信息包括实况天气、每小时天气、灾害预警、生活指数和空气质量。

信息处理模块需要处理的室内外环境参数是以数字形式存在的数字信号，信息处理模块能够按照预设公式，将室内外环境参数计算为具有物理意义的室内外环境信息。信息处理模块在室内外环境信息计算完成后，还能够将室内外环境信息与标准值进行比对，得到环境优良指数。

信息整合模块能够将位置信息、室内外环境信息、环境优良指数和气象信息填充至图形模板的对应位置上，生成包括位置信息、室内外环境信息、环境优良指数和气象信息的可视化图形信息。

信息发布模块能够通过互联网将可视化图形信息发布至网页和客户端上，用户可以使用终端访问网页查或者使用安装好的客户端查询环境情况。终端包括但不限于苹果公司生产的iPhone系列手机、ipad系列平板电脑、三星公司生产的Galaxy系列手机和能够连接互联网的LED显示屏与广告机。客户端可以是以APP形式存在，也可以是以微信小程序的形式存在。

基于以上的一种室内外环境监测系统，本发明还提供了一种室内外环境监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1、传感器模块按照处理器的预设指令以时间N为周期向处理器发送室内外环境参数，定位模块按照处理器的预设指令以时间N为周期向处理器发送位置信息，这里的N可以但不限于一分钟、五分钟、或者十分钟，再次不做具体限定；

S2、处理器接收到室内外环境参数和位置信息后，可以通过WIFI模块和路由器接入互联网，也可以通过2G/4G模块和基站接入互联网，处理器与互联网连接成功后将室内外环境参数和位置信息发送至云平台；

S21、云平台收到室内外环境参数和位置信息后将室内外环境参数和位置信息保存至存储模块，信息传输模块根据预设的API接口访问中央气象局的数据节点，再根据位置信息从数据节点获取对应区域的气象信息，最后再将气象信息保存至存储模块；

S3、信息处理模块先对室内外环境参数进行分类，再分别按照预设公式对室内外环境参数进行计算处理并且得到室内外环境信息，然后再将得到的室内外环境信息和标准值进行比对并且得到环境优良指数，最后将室内外环境信息和环境优良指数存储至存储模块。

S4、信息整合模块从存储模块中随机选取图形模板，再将位置信息、气象信息，室内外环境信息和环境优良指数填充至图形模板中生成可视化图形信息，最后将可视化图形信息存储至存储模块；

S5、信息发布模块通过互联网将可视化图形信息发布至网页和客户端。

这种室内外环境监测系统的监测方法将需要进行的运算过程转移至云平台中，减少了硬件方面的成本压力。同时，云平台能够获取对应区域的气象信息，提高了用户接受到的信息的广度。云平台发布的可视化图形信息让用户看到的不再只是枯燥的数字，提升了用户的使用体验。

根据另外的实施例，室内外环境监测系统还包括本地服务器。本地服务器是一台具备数据存储和数据处理能力的处理设备，例如一台具有处理器、存储器、显示设备、外部输入设备、无线网卡和网络适配器的PC（计算机）。本地服务器用于创建本地私有云，本地服务器通过无线网卡或者网络适配器接入内部网络。

在本实施例中，通信模块可以采用无线通信的方式，通过WIFI模块和路由器让监测设备与内部网络通信连接。通信模块也可以采用有线通信的方式，通过RJ-45模块、网线和路由器让监测设备与内部网络通信连接。终端包括但不限于通过WIFI或者网线与内部网络连接的PC电脑、智能手机、平板电脑、广告机和显示屏。

在本实施例中，步骤S1和S2之间还包括以下步骤：

S11、处理器通过通信模块判断互联网是否可用，若互联网可用则进入步骤S2，若互联网不可以则进入步骤S12；

S12、处理器接收到室内外环境参数后通过内部网络将室内外环境参数发送至本地私有云；

S13、本地私有云对室内外环境参数进行处理，然后将处理完的信息发布至与内部网络连接的终端上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种室内外环境监测系统，其特征在于，包括：

监测设备，所述监测设备包括传感器模块、处理器、通信模块、定位模块和电源模块，所述传感器模块、通信模块、定位模块和电源模块与所述处理器电连接；

所述传感器模块用于监测室内外环境，采集室内外环境参数；

所述定位模块用于获取所述监测设备的位置信息；

所述处理器用于发送控制指令和接收所述室内外环境参数和位置信息；

所述通信模块用于建立所述处理器与互联网之间的通信连接；

所述电源模块用于向所述传感器模块、处理器、通信模块和定位模块供电；

云平台，所述云平台通过互联网与所述监测设备通信连接，所述云平台用于接收所述室内外环境参数并且对所述室内外环境参数进行处理。

2.如权利要求1所述的一种室内外环境监测系统，其特征在于：

所述云平台包括信息传输模块、信息处理模块、存储模块、信息整合模块和信息发布模块；

所述信息传输模块用于接收所述室内外环境参数，所述信息传输模块还用于访问数据节点并获取数据；

所述信息处理模块用于对获取的所述室内外环境参数进行计算和分析处理；

所述存储模块用于存储所述云平台上的信息；

所述信息整合模块用于整合所述云平台上的信息并且生成可视化图形信息；

所述信息发布模块用于发布所述可视化图形信息。

3.如权利要求2所述的一种室内外环境监测系统，其特征在于：

所述传感器模块包括PM2.5传感器、温湿度传感器、光照传感器、气压传感器、甲醛传感器、VOC传感器和二氧化碳传感器。

4.如权利要求3所述的一种室内外环境监测系统，其特征在于：还包括本地服务器，所述本地服务器用于搭建本地私有云，所述本地私有云通过内部网络与所述监测设备通信连接，所述本地私有云用于接收所述室内外环境参数并且对所述室内外环境参数进行处理。

5.一种如权利要求1~4任一项所述的一种室内外环境监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述传感器模块按照所述处理器的预设指令以时间N为周期向所述处理器发送所述室内外环境参数；

S2、所述处理器接收到所述室内外环境参数后通过互联网将所述室内外环境参数发送至所述云平台；

S3、所述信息处理模块对所述室内外环境参数进行分类，再分别按照预设公式进行计算处理并且得到所述室内外环境信息，最后所述室内外环境信息发送至所述信息整合模块；

S4、所述信息整合模块将所述室内外环境信息分类存储至所述存储模块后，再将所述室内外环境信息分类整合并且生成所述可视化图形信息；

S5、所述信息发布模块通过互联网将所述可视化图形信息发送至网页和客户端。

6.一种如权利要求5所述的一种室内外环境监测系统的监测方法，其特征在于：

在步骤S1中，所述定位模块按照所述处理器的预设指令获取位置信息并以时间N为周期将所述位置信息发送至所述处理器；

在步骤S2中，所述处理器接收到所述位置信息后通过互联网将所述位置信息发送至所述云平台；

在步骤S2和S3之间还包括步骤S21、所述信息传输模块通过预设的API接口访问气象局的数据节点，再根据所述位置信息获取对应地区的气象信息，所述气象信息包括实况天气、每小时天气、灾害预警、生活指数和空气质量；

在步骤S4中，所述信息整合模块生成的所述可视化图形信息中包含所述气象信息。

7.一种如权利要求6所述的一种室内外环境监测系统的监测方法，其特征在于：

在步骤S1和S2之间还包括以下步骤：

S11、所述处理器通过所述通信模块判断互联网是否可用，若互联网可用则进入步骤S2，若互联网不可以则进入步骤S12；

S12、所述处理器接收到所述室内外环境参数后通过内部网络将所述室内外环境参数发送至所述本地私有云；

S13、所述本地私有云对所述室内外环境参数进行处理，然后将处理完的信息发布至与内部网络连接的终端上。