CN110618067A - 一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统及方法,系统包括固定监测站、移动监测站、服务器和管理终端;固定监测站和移动监测站用于监测周边环境参数,并将环境参数传输到服务器;服务器用于接收和存储环境参数,并使用数据处理分析单元通过使用实时监测的环境参数搭建关于环境污染情况的时空域模型,分析污染的来源和成因;数据处理分析单元处理分析数据时使用微服务架构将数据处理分析过程分解为多个微服务,通过监测服务网格优化多个微服务之间的通信;处理分析结果传输给管理终端进行显示;本发明用低成本方式实现对城市的全覆盖监测,并且结合现有大气污染情况,分析出大气污染的来源和成因。

Description

一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统及方法
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域,具体涉及一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统及方法。
背景技术
近年来,我国的环境保护意识在逐步提升,国家环保机构也推动建设了各种环境保护相关的项目。在环境监测领域,比如大气质量监测领域,有在城区内设立各类监测站对大气污染进行监测。通过这些监测站采集的数据,可以得出该城市大气污染、大气质量的综合情况,也可以初步判定污染的具体位置。
但现有技术方案要实现对城市的全覆盖监测,需要大量建设监测站,投入成本巨大。同时,现有技术方案没有结合污染情况进行分析,无法得出大气污染的来源和成因,对后续大气污染治理无法实现有效的指导作用。
所以,现在需要一种污染追踪溯源系统及方法,可以用低成本的方式实现对城市的全覆盖监测,并且可以结合现有的大气污染情况,分析出大气污染的来源和成因,对后续大气污染治理起到指导作用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种污染追踪溯源系统及方法,以解决现有技术对城市全覆盖监测成本高,对大气污染没有分析出来源和成因的技术问题。
本发明采用的技术方案是,一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,包括固定监测站、移动监测站、服务器和管理终端;
固定监测站以固定方式设在地面,包括相连接的固定站传感器和固定站数据通信模块,固定站传感器用于监测周边环境参数,固定站数据通信模块用于读取环境参数并传输到服务器;
移动监测站设在可移动设施上,包括相连接的移动站传感器和移动站数据通信模块,移动站传感器用于监测周边环境参数,移动站数据通信模块用于读取环境参数并传输到服务器;
服务器用于接收和存储环境参数,服务器还包括数据处理分析单元,数据处理分析单元用于通过环境参数分析污染的来源和成因,包括使用微服务架构将数据处理分析过程分解为多个微服务,通过监测服务网格优化多个微服务之间的通信;服务器还用于将数据处理分析单元的处理分析结果信息传输给管理终端;
管理终端包括收发单元、操作管理系统和显示单元,收发单元用于接收服务器传输的信息并传输给操作管理系统,操作管理系统用于控制显示单元显示污染的来源和成因。
进一步的,固定监测站为多个,固定监测站用于分别监测多个待监测点的环境参数;移动监测站为多个,移动监测站通过实时移动的方式随机布设在监测区域内。
进一步的,服务网格为Istio,Istio包括混合器组件和适配器。
进一步的,数据处理分析单元通过使用实时监测的环境参数,搭建关于环境污染情况的时空域模型;时空域模型用于分析污染的来源和成因。
进一步的,固定站传感器和移动站传感器包括:空气颗粒物浓度传感器、电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器,空气颗粒物浓度传感器用于监测空气中颗粒污染物的浓度,电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器用于对挥发性有机物及有害气体的监测。
进一步的,可移动设施包括公交车、出租车、轮船、无人机。
进一步的,服务器为云服务器,固定站数据通信模块、移动站数据通信模块和管理终端均使用4G通信方式与云服务器通信。
进一步的,服务器还连接有全国范围的国控站污染物浓度数据库以及气象站数据库。
进一步的,固定监测站或移动监测站还包括断网数据续传单元,断网数据续传单元包括控制器和存储器;控制器与固定站数据通信模块或移动站数据通信模块相连接,用于判断固定监测站或移动监测站是否与服务器建立了通信连接;控制器还与存储器相连接,用于控制对存储器读、写数据;存储器与固定站数据通信模块或移动站数据通信模块相连接,用于存储环境参数。
一种使用基于监测服务网格的污染追踪溯源系统的污染追踪溯源方法,包括以下步骤:
S1.安装固定监测站和移动监测站;
S2.固定监测站或移动监测站采集环境监测数据;
S3.将采集到的环境监测数据传输到服务器;
S4.服务器的数据处理分析单元使用实时监测的环境参数,搭建关于环境污染情况的时空域模型,分析环境污染的来源和成因进行分析;在处理分析时使用微服务架构将数据分析过程分解为多个微服务,通过监测服务网格优化多个微服务之间的通信;
S5.服务器将处理分析结果传输给管理终端。
由上述技术方案可知,本发明的有益技术效果如下:
1.使用固定监测站、移动监测站相结合的方式,因移动监测站监测区域的随机性质,可以实现覆盖较大的监测范围,结合对重点监测区域使用的固定监测站,这样使用较小成本就能实现对整个城市大气污染实时、有效的监测。
2.在服务器的数据处理分析单元使用微服务架构,将数据分析过程分解为多个微服务,将计算量庞大的数据分析单体式应用分解为多个小的、相互连接的微服务,使得数据分析变得更简单,使整个系统的持续化部署、快速化部署变得更容易。
3.通过使用Istio监测服务网格,可以使各个微服务之间的通信变得快速、灵活和可靠,从整体上整合资源使数据分析处理达到更好的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的系统架构框图。
图2为本发明的固定监测站架构图。
图3为本发明的移动监测站架构图。
图4为本发明的固定监测站的断网数据续传单元的架构图。
图5为本发明的移动监测站的断网数据续传单元的架构图。
图6为采用本发明系统的污染追踪溯源方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示,本发明提供一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,包括固定监测站、移动监测站、服务器和管理终端;
本实施例的环境监测对象,优选是大气质量和大气污染。
固定监测站为多个,以固定方式设在地面,固定监测站的点位布设,优选的,包括工业园区、主要交通路段和污染聚集区域。固定监测站可选用微型六参数监测站、微型颗粒物监测站、微型TVOC监测站等,固定监测站可以是壁挂式的,也可以是地面架设式的。如图2所示,固定监测站内设有各种固定站传感器和固定站数据通信模块,各种固定站传感器分别与固定站数据通信模块相连接。固定站传感器包括用于监测空气中颗粒污染物的浓度的空气颗粒物浓度传感器、用于对挥发性有机物及有害气体监测的电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器。固定站传感器与固定站数据通信模块电连接,固定站数据通信模块读取固定站传感器测得的环境参数,并传输到服务器。在本实施例中,固定站数据通信模块优选为4G通信模块。
移动监测站为多个,设在可移动设施上。可移动设施包括公交车、出租车、轮船、无人机等。移动监测站用壁挂的方式安装在公交车、出租车、轮船上,用悬吊的方式安装在无人机上。通过这些可移动设施在城市内不停的移动,移动监测站对城市里的每一处地方都有可能随机的监测到,那么在一定时间段后,整个城市就实现了全覆盖监测,结合对重点监测区域使用的固定监测站,这样使用较小成本就能实现对整个城市大气污染实时、有效的监测。如图3所示,移动监测站内设有各种移动站传感器和移动站数据通信模块。各种移动站传感器分别与移动站数据通信模块相连接移动站传感器包括用于监测空气中颗粒污染物的浓度的空气颗粒物浓度传感器、用于对挥发性有机物及有害气体监测的电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器。移动站传感器与移动站数据通信模块电连接,移动站数据通信模块读取移动站传感器测得的环境参数,并传输到服务器。在本实施例中,移动站数据通信模块优选为4G通信模块。
在上述各种传感器中,选择空气颗粒物浓度传感器是基于激光散射原理,可以获得较为准确的颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量,能监测PM2.5、PM10。选择电化学传感器是其功耗极低。选择光离子传感器是其检测灵敏度高。选择金属氧化物传感器是其能在极端温度和湿度环境下正常工作。
服务器用于接收和存储环境参数,在本实施例中优选为云服务器,云服务器与固定站数据通信模块、移动站数据通信模块之间采用4G通信进行数据传输。云服务器各种环境监测数据的收集、管理、分析中心。云服务器上设有数据处理分析单元,数据处理分析单元用于通过环境参数分析污染的来源和成因。
在云服务器的数据处理分析单元对大气污染的来源和成因进行分析的过程中,会涉及到非常多的参数,而这些参数相互之间又可能存在某种联系,并且这些参数的种类还可能随时变化。使用微服务架构将数据分析过程分解为多个微服务,将不同的微服务与参数及参数之间关系分别进行对应,这样就可以将计算量庞大的数据分析单体式应用分解为多个小的、相互连接的微服务,使得数据分析变得更简单。同时,如果参数种类变化了,也只用修改其中某一个微服务,可以使整个系统的持续化部署、快速化部署变得更容易。
通过监测服务网格对,在多个微服务同时运行过程中,提供服务发现、负载平衡、加密、身份验证和授权、支持断路器模式等功能;使各个微服务之间的通信变得快速、灵活和可靠,从整体上整合资源,使数据分析处理达到更好的效果。云服务器还用于将数据处理分析单元的处理分析结果信息传输给管理终端。
管理终端包括收发单元、操作管理系统和显示单元。管理终端优选使用台式计算机、笔记本电脑、平板电脑和手机。收发单元用于接收服务器传输的信息并传输给操作管理系统,对于台式计算机和笔记本电脑,收发单元优选使用光纤通信模块,操作管理系统为计算机应用程序;对于平板电脑和手机,收发单元优选使用4G通信模块,操作管理系统为平板电脑APP和手机APP。使用台式计算机和笔记本电脑作为管理终端,可以完成对系统较为复杂的操作控制;使用平板电脑和手机作为管理终端,便于携带,可以方便户外实时查看系统的相关数据,以及对系统简易的操作控制。操作管理系统接收到的服务器数据分析处理结果后,转换为图像及文字信息,在显示单元上进行显示,显示出污染的来源和成因;显示单元优选为液晶显示屏。
以下对实施例1的工作原理进行详细说明:
本发明一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,按以下步骤实现:
1.安装监测站
安装监测站包括固定监测站和移动监测站,参照区域内的重点监测地点进行固定监测站的选址、安装,设在现有的、或者已明确后续会修建的对大气会产生较严重污染的地点,比如火力发电站、化工厂等的旁边。对于移动监测站,通过实时移动的方式随机布设在监测区域内,比如:选取公交路线、出租车等移动交通工具,将移动监测站安装在这些移动交通工具上。为保证一座城市内监测区域的覆盖范围,优选的,要安装10条公交线路的10辆公交车,同时选择10辆出租车安装移动监测站。对于有江、河、湖泊的城市,可以将移动监测站安装在只在该段水域航行的轮船上。同时,对于一些地理位置特殊的、不便于覆盖的监测点,还可以使用无人机悬挂移动监测站的方式进行监测覆盖。
2.采集环境监测数据
安装好的固定监测站和移动监测站,使用各种传感器对周边的环境参数进行采集。在本实施例中,主要是对大气质量进行监测,传感器主要使用空气颗粒物浓度传感器、电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器。采集的挥发性有机物及有害气体包括一氧化氮、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、甲醛、苯、甲苯、二甲苯等。
3.将采集到的环境监测数据传输到服务器
考虑到数据的安全性、数据备份和数据恢复,优选的,本实施例的服务器为云服务器,与固定监测站和移动监测站中的数据通信模块采用4G通信方式进行数据传输。数据传输是实时性的,即按传感器的数据采集周期进行数据传输。
4.服务器的数据处理分析单元对大气污染的来源和成因进行分析
使用微服务架构将数据分析过程分解为多个微服务,每一个微服务对应不同的分析任务。具体的讲,在分析过程中,会结合区域周边污染监测数据及气象相关特征,定量确定内部、外部污染占比,确立职责划分,并对污染贡献种类进行排比分析。在基于大数据时空计算的基础上,可以定量反推各类因素,比如:土地利用、产业布局、交通强度、温度湿度等因素对污染的影响。对局部大气微环境的影响以及对污染物聚集的贡献,可以得出“内因”测源。
使用监测服务网格对各微服务进行监控,在多个微服务同时运行过程中,提供服务发现、负载平衡、加密、身份验证和授权、支持断路器模式等功能;使各个微服务之间的通信变得灵活,可靠和快速,从整体上整合资源使数据分析处理达到更好的效果。在本实施例中,服务网格优选为Istio。
为具体描述对Istio进行监测的工作方式,本实施例以支持断路器模式为例来进行说明:
假设有一个非常简单的微服务架构,包括:后端服务和前端服务。前端服务用于数据对比,后端服务用于数据提取,前端服务和后端服务通过某种协议进行通信。当在数据处理分析的过程中,前端服务需要获取一些信息,比如环境监测数据,但在微服务架构下,由于前端服务的功能仅仅是数据对比,前端服务没有所对应的数据库;数据库是与后端服务相连接的,后端服务从数据库中提取环境监测数据;因此前端会调用后端服务来获取处理任务所必需的数据。
但是在系统实际的运行中,由于网络通信会产生很多问题,比如:前后端的网络故障,后端由某个bug导致后端服务故障,后端依赖的数据库发生故障等,前端和后端之间的通信就会遭遇失败。当后端服务由于各种各样的原因导致不可用的情况下,在某些时候,前端服务调用后端服务就会由于超时而取消。在进行数据处理分析的过程中,如果有多个任务需要同时调用前端服务,这实际变成了对后端服务的多次调用:前端服务的很多请求将处于超时状态。这样就会使得在数据处理分析的整体效果不是最优化的,有部分对前端服务调用的操作失效了,有资源被浪费了。在这种情况下合理的解决方案是快速失败:应该让前端服务知道后端服务出现问题,并立即将故障返回给任务发起的数据处理分析单元。
Istio的做法是通过“边车”的概念实现的,它是一个与数据处理分析应用共同运行、提供数据的容器。边车能够识别数据处理分析应用正在使用的通信协议,从而嗅探出与各个微服务之间、与通信相关的请求所形成的大量信息。通过Istio的监测,就可以实现对这些信息的监测。当监测到的信息表明出现前端与后端的通信失败时,及时使用断路器模式进行处理,优化多个微服务之间的通信,快速发起新的任务,实现各个微服务通信的快速、灵活和可靠,使资源的使用更加优化。使用Istio断路器的优点还在于,不需要任何底层代码知识,设置起来非常简单。
为方便监测,Istio还提供了混合器组件,混合器组件是一种属性处理器,负责提供策略控制和遥测收集。对于各个微服务通信请求形成的数据,混合器组件会处理所有这些数据并将它们分别路由到正确的适配器上。适配器是附加到混合器组件上的handler,可以使混合器连接到提供核心功能的不同基础架构后端,比如监控工具、授权后端或日志堆栈等;可以实现混合器组件处理不同后端的灵活性。在运行时使用的确切适配器集是通过配置确定的,可以轻松扩展到目标新的或自定义基础架构后端。通过混合器组件和适配器,可以在微服务架构中获得更好的可观察性。
通过本实施例数据处理分析单元的微服务架构、监测Istio,可实现对局部污染物的来源与成因,进行有效的分析并量化。具体的讲,固定监测站、移动监测站会按照预设周期,将包括PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等污染物的实时数据,传输给云服务器的数据处理分析模块。通过数据处理分析单元,将这些污染物数据结合固定监测站的坐标、移动监测站的实时坐标,形成一个新的带有时间点、空间坐标和污染情况的建模参数。以一系列该建模参数为基础,数据处理分析单元可以搭建出一个关于大气污染情况的时空域模型。在该模型中,可以很直观的观察到大气污染物是什么时候开始出现的、从哪里出现的,出现后的大气污染物又是朝哪个方向移动的,最后移动到什么地方去了,在哪里消失的,等等;还可以观察到哪里的污染严重,哪里的污染轻微。
5.服务器将数据处理分析单元的处理分析结果信息传输给管理终端
管理终端包括台式计算机、笔记本电脑、平板电脑和手机。对于台式计算机和笔记本电脑,优选使用光纤通信模块与云服务器通信;对于平板电脑和手机,优选使用4G通信模块与云服务器通信。云服务器将数据处理分析单元的处理分析结果信息传输给管理终端,在管理终端上会显示出污染的来源和成因。
在本实施例中,污染溯源量化分析判断,需要进行前期大量环境监测数据的采集,对污染的来源和成因的分析结构才会准确。优选的,在污染追踪溯源系统建成六~九个月实际实施效果较好。
实施例2
对于大气污染,因污染物会随之气流影响四处飘散,所以在某个城市内,根据该城市内各个监测站测得的环境监测数据,分析出来的污染来源和成因,不一定完全准确,因为位于城市周边的污染物可能是从邻近城市飘散过来的。
为解决这个技术问题,在实施例1的基础上进一步优化,将云服务器与全国范围的国控站污染物浓度数据库以及气象站数据库相连接。在数据处理分析的过程中,将全国范围国控站污染物浓度数据以及气象站数据导入到数据处理分析单元,这样可以有效感知大范围污染物传输路径和扩散降解过程,定量标定个城市外部污染入侵对空气质量造成的影响,实现“外生”溯源的效果。
实施例3
监测站在采集环境监测数据的过程中,可能会因为4G网络通信故障,出现传感器采集完数据、数据通信模块读取完数据后,无法实时传输到云服务器。特别是设在公交车、出租车的移动监测站在穿过隧道时,这种问题时有发生。
为解决这个技术问题,实施例1或实施2的基础上作进一步的改进,固定监测站或移动监测站还包括断网数据续传单元。如图4和图5所示,断网数据续传单元包括控制器和存储器,控制器与固定站数据通信模块或移动站数据通信模块相连接,用于判断固定监测站或移动监测站是否与服务器建立了通信连接;控制器还与存储器相连接,用于控制固定站数据通信模块或移动站数据通信模块对存储器读、写数据;存储器与固定站数据通信模块或移动站数据通信模块相连接,用于存储环境参数。
以下对实施例3的工作原理进行详细说明:
当数据通信模块按预设周期,读取传感器采集的环境监测数据。断网数据续传单元的控制器以同步周期读取数据通信模块与服务器的通信状态,判断与服务器的连接是否发生中断。若与服务器连接正常,控制器不作其它操作,直到下一个数据采集、传输周期。若与服务器连接中断,控制器会控制数据通信模块将环境监测数据传输给存储器。然后,控制器在这一个数据采集、传输周期内,会按预设的时间值,重复、多次读取数据通信模块与服务器的通信状态,判断与服务器是否重新连接;如果重新连接,控制器会控制数据通信模块读取存储器存储的环境监测数据,并传输给服务器。
如果到下一个数据采集、传输周期,仍旧与服务器连接中断,控制器会控制数据通信模块将环境监测数据再一次传输给存储器,此时存储器中存储了前后两个数据采集、传输周期的环境监测数据。控制器会继续按预设的时间值,重复、多次读取数据通信模块与服务器的通信状态,直到与服务器重新正常连接,并将存储器中、分次存储的所有环境监测数据传输给服务器
在本实施例中,控制器优选为单片机,单片机功耗较小,符合移动监测站的功耗提供能力。存储器优化为FLASH存储器,FLASH存储器能够长久地保持数据。
实施例4
如图5所示,一种使用基于监测服务网格的污染追踪溯源系统的污染追踪溯源方法,包括以下步骤:
S1.安装固定监测站和移动监测站;
S2.固定监测站或移动监测站使用各种传感器对周边的环境参数进行采集,获得环境监测数据;
S3.通过固定站数据通信模块或移动站数据通信模块将采集到的环境监测数据传输到服务器;
S4.服务器的数据处理分析使用实时监测的环境参数,搭建关于环境污染情况的时空域模型,分析环境污染的来源和成因进行分析;在处理分析时使用微服务架构将数据分析过程分解为多个微服务,通过监测服务网格优化多个微服务之间的通信;
S5.服务器将处理分析结果传输给管理终端,并在管理终端上显示大气污染的来源和成因。
在本实施例中,环境监测对象优选是大气质量和大气污染。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:包括固定监测站、移动监测站、服务器和管理终端;
所述固定监测站以固定方式设在地面,包括相连接的固定站传感器和固定站数据通信模块,所述固定站传感器用于监测周边环境参数,所述固定站数据通信模块用于读取环境参数并传输到服务器;
所述移动监测站设在可移动设施上,包括相连接的移动站传感器和移动站数据通信模块,所述移动站传感器用于监测周边环境参数,所述移动站数据通信模块用于读取环境参数并传输到服务器;
所述服务器用于接收和存储环境参数,所述服务器还包括数据处理分析单元,所述数据处理分析单元用于通过环境参数分析污染的来源和成因,包括使用微服务架构将数据处理分析过程分解为多个微服务,通过监测服务网格优化多个微服务之间的通信;所述服务器还用于将数据处理分析单元的处理分析结果信息传输给管理终端;
所述管理终端包括收发单元、操作管理系统和显示单元,所述收发单元用于接收服务器传输的信息并传输给操作管理系统,所述操作管理系统用于控制显示单元显示污染的来源和成因。
2.根据权利要求1所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述固定监测站为多个,固定监测站用于分别监测多个待监测点的环境参数;所述移动监测站为多个,移动监测站通过实时移动的方式随机布设在监测区域内。
3.根据权利要求1所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述服务网格为Istio,所述Istio包括混合器组件和适配器。
4.根据权利要求1所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述数据处理分析单元通过使用实时监测的环境参数,搭建关于环境污染情况的时空域模型;所述时空域模型用于分析污染的来源和成因。
5.根据权利要求1所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于,所述固定站传感器和移动站传感器包括:空气颗粒物浓度传感器、电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器,所述空气颗粒物浓度传感器用于监测空气中颗粒污染物的浓度,所述电化学传感器、金属氧化物传感器和光离子传感器用于对挥发性有机物及有害气体的监测。
6.根据权利要求1一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述可移动设施包括公交车、出租车、轮船、无人机。
7.根据权利要求1所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述服务器为云服务器,所述固定站数据通信模块、移动站数据通信模块和管理终端均使用4G通信方式与云服务器通信。
8.根据权利要求1-7任意一项所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述服务器还连接有全国范围的国控站污染物浓度数据库以及气象站数据库。
9.根据权利要求1-7任意一项所述一种基于监测服务网格的污染追踪溯源系统,其特征在于:所述固定监测站或移动监测站还包括断网数据续传单元,所述断网数据续传单元包括控制器和存储器;
所述控制器与固定站数据通信模块或移动站数据通信模块相连接,用于判断固定监测站或移动监测站是否与服务器建立了通信连接;所述控制器还与存储器相连接,用于控制对存储器读、写数据;
所述存储器与固定站数据通信模块或移动站数据通信模块相连接,用于存储环境参数。
10.一种使用权利要求1所述基于监测服务网格的污染追踪溯源系统的污染追踪溯源方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.安装固定监测站和移动监测站;
S2.固定监测站或移动监测站采集周边的环境参数;
S3.通过固定站数据通信模块或移动站数据通信模块将采集到的环境监测数据传输到服务器;
S4.服务器的数据处理分析单元使用实时监测的环境参数搭建关于环境污染情况的时空域模型,对环境污染的来源和成因进行分析;在处理分析时使用微服务架构将数据分析过程分解为多个微服务,通过监测服务网格优化多个微服务之间的通信;
S5.服务器将处理分析结果传输给管理终端。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111220781A (zh) * 2020-03-26 2020-06-02 泛测(北京)环境科技有限公司 一种道路上空大气污染物分级方法
CN111220782A (zh) * 2020-03-26 2020-06-02 泛测(北京)环境科技有限公司 一种道路上空大气中颗粒污染物检测报警系统
CN112730173A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 南京中诚签信息科技有限公司 一种基于5g的移动式城市环境监测系统及方法
CN113295589A (zh) * 2021-07-28 2021-08-24 西安多普多信息科技有限公司 一种扬尘监测方法、装置和系统

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102616168A (zh) * 2012-04-10 2012-08-01 力合科技(湖南)股份有限公司 一种移动式大气监测车
CN102944265A (zh) * 2012-11-22 2013-02-27 力合科技(湖南)股份有限公司 一种监测船
CN103679610A (zh) * 2013-12-12 2014-03-26 北京航空航天大学 一种用于大气环境监测的可视化系统
CN103728943A (zh) * 2013-12-25 2014-04-16 力合科技(湖南)股份有限公司 用于数据监测的数据整合方法及装置
CN104133042A (zh) * 2014-08-01 2014-11-05 江苏恒创软件有限公司 一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法
CN104215744A (zh) * 2014-09-23 2014-12-17 山东省分析测试中心 基于城市公交网的大气监测系统及方法
CN104502534A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 车载便携式大气环境实时监测装置
CN106546280A (zh) * 2015-09-16 2017-03-29 普天信息技术有限公司 移动式交通环境空气质量监测系统
CN106950334A (zh) * 2017-03-06 2017-07-14 同济大学 一种空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统
CN107846309A (zh) * 2017-10-20 2018-03-27 深圳益邦阳光有限公司 基于远程监控的断网数据续传方法、电子设备及存储介质
CN108259243A (zh) * 2018-01-12 2018-07-06 深圳市卓讯信息技术有限公司 基于微服务技术架构的数据处理方法、终端及计算机存储介质
CN108593512A (zh) * 2018-07-02 2018-09-28 西安邮电大学 一种大气质量监测系统及方法
CN108760992A (zh) * 2018-07-13 2018-11-06 山西尚风抑风墙科技有限公司 一种大气污染区域自动监控装置
CN109341766A (zh) * 2018-10-16 2019-02-15 北京厚力德仪器设备有限公司 一种大气综合垂直测量系统
CN109344153A (zh) * 2018-08-22 2019-02-15 中国平安人寿保险股份有限公司 业务数据的处理方法及终端设备
CN109878400A (zh) * 2018-10-19 2019-06-14 南京大学 模块化全功能拓展大气监测移动平台及监测使用方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102616168A (zh) * 2012-04-10 2012-08-01 力合科技(湖南)股份有限公司 一种移动式大气监测车
CN102944265A (zh) * 2012-11-22 2013-02-27 力合科技(湖南)股份有限公司 一种监测船
CN103679610A (zh) * 2013-12-12 2014-03-26 北京航空航天大学 一种用于大气环境监测的可视化系统
CN103728943A (zh) * 2013-12-25 2014-04-16 力合科技(湖南)股份有限公司 用于数据监测的数据整合方法及装置
CN104133042A (zh) * 2014-08-01 2014-11-05 江苏恒创软件有限公司 一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法
CN104215744A (zh) * 2014-09-23 2014-12-17 山东省分析测试中心 基于城市公交网的大气监测系统及方法
CN104502534A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 车载便携式大气环境实时监测装置
CN106546280A (zh) * 2015-09-16 2017-03-29 普天信息技术有限公司 移动式交通环境空气质量监测系统
CN106950334A (zh) * 2017-03-06 2017-07-14 同济大学 一种空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统
CN107846309A (zh) * 2017-10-20 2018-03-27 深圳益邦阳光有限公司 基于远程监控的断网数据续传方法、电子设备及存储介质
CN108259243A (zh) * 2018-01-12 2018-07-06 深圳市卓讯信息技术有限公司 基于微服务技术架构的数据处理方法、终端及计算机存储介质
CN108593512A (zh) * 2018-07-02 2018-09-28 西安邮电大学 一种大气质量监测系统及方法
CN108760992A (zh) * 2018-07-13 2018-11-06 山西尚风抑风墙科技有限公司 一种大气污染区域自动监控装置
CN109344153A (zh) * 2018-08-22 2019-02-15 中国平安人寿保险股份有限公司 业务数据的处理方法及终端设备
CN109341766A (zh) * 2018-10-16 2019-02-15 北京厚力德仪器设备有限公司 一种大气综合垂直测量系统
CN109878400A (zh) * 2018-10-19 2019-06-14 南京大学 模块化全功能拓展大气监测移动平台及监测使用方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111220781A (zh) * 2020-03-26 2020-06-02 泛测(北京)环境科技有限公司 一种道路上空大气污染物分级方法
CN111220782A (zh) * 2020-03-26 2020-06-02 泛测(北京)环境科技有限公司 一种道路上空大气中颗粒污染物检测报警系统
CN112730173A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 南京中诚签信息科技有限公司 一种基于5g的移动式城市环境监测系统及方法
WO2022126484A1 (zh) * 2020-12-15 2022-06-23 南京中诚签信息科技有限公司 一种基于5g的移动式城市环境监测系统及方法
CN113295589A (zh) * 2021-07-28 2021-08-24 西安多普多信息科技有限公司 一种扬尘监测方法、装置和系统
CN113295589B (zh) * 2021-07-28 2021-11-02 西安多普多信息科技有限公司 一种扬尘监测方法、装置和系统

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