CN116980827A - 一种基于物联网的大气环境数据监测系统 - Google Patents

一种基于物联网的大气环境数据监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的大气环境数据监测系统，涉及大气环境监测技术领域，包括固定监测节点、移动监测节点、用户客户端监测节点组成的环保数据采集模块、基站、智能网关，本发明中，按照检测的区域将固定监测节点固定的安装在各区域内，使其呈网格时分布，随后利用移动监测节点即移动监测车，对网格监控区域内的盲区进行移动监测，利用移动监测车可在行驶过程中对空气样品进行测量，同时也可停靠路边或污染园区进行监测数据，利用用户客户端监测节点，使居民用户可通过手机客户端上的APP实施传输APP上采集到的大气环境数据，本发明方便对待监测区域内的大气环境数据进行全方位的监测，提升了环境监测数据的准确性。

Description

一种基于物联网的大气环境数据监测系统
技术领域
本发明涉及大气环境监测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的大气环境数据监测系统。
背景技术
大气环境监测与人类日常工作生活息息相关，大气环境中气象监测工作得到的大量数据可进一步为工业、农业等领域服务，比如天气预报、农业气象分析以及气候分析及评价等。随着经济飞速的发展，人民生活水平的提高，空气污染愈发严重，目前我国对大气环境监测主要采用人工取样实验室分析的方式，实时性较差，随着物联网技术的发展，大气监测手段逐渐向在线监测过渡。
现有中国专利(公告号：CN109100966B)公开了一种基于异构物联网的大气环境监测系统，包括依次通信连接的大气环境监测节点、智能网关、基站、云端和远程监控终端，大气环境监测节点对大气环境参数进行数据采集，智能网关实现大气环境监测节点与基站的通信连接，基站实现智能网关与云端的的通信连接，远程监控终端进行数据查看以及提供窗口；一种基于大气环境监测系统的监控方法，包括如下步骤：配置智能网关、配置大气环境监测节点大气环境监测节点采集大气环境参数，并传输给远程监控终端，实现大气环境的监测接收到结束信号，则结束监控。
上述监控系统在对大气环境数据进行监测的过程中，通过设置多个智能网关和大气环境并将其安装在路灯杆和铁塔上，从而形成网格化部署，达到监控大气环境的目的，首先由于智能网关和大气环境均是安装在路灯杆和铁塔上，因此其监控设备即为固定连接所以只能对固定区域进行监控，从而无法全面对监控区域进行覆盖，容易出现某些区域监控不到的情况，同时在多个路灯杆和铁塔上安装监控设备进行监控，且需要使用多个监控设备，其无疑增大了系统的建设成本。
为此，我们提出一种基于物联网的大气环境数据监测系统解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种基于物联网的大气环境数据监测系统，解决了现有技术中监控效果较差以及使用成本较高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，包括固定监测节点、移动监测节点、用户客户端监测节点组成的环保数据采集模块、基站、智能网关、环境监测服务器、远程监控终端以及数据报警模块，所述环保数据采集模块中的固定监测节点、移动监测节点以及用户客户端监测节点均与智能网关无线连接，所述智能网关与基站无线连接，智能网关将处理后的数据发送至基站，所述基站与环境监测服务器无线连接，基站整合智能网关发送的信息并将其以无线传输的方式输送至环境监测服务器
其中固定监测节点，为固定式监测设备，可按网格时分布；
其中移动监测节点则为移动监测车，可在行驶过程中对空气样品进行测量，同时也可停靠路边或污染园区进行监测数据；
其中用户客户端监测节点，则是居民用户可通过手机客户端上的APP实施传输APP上采集到的大气环境数据；
远程监控终端，用于对环境监测服务器内的数据进行整合并将其以监测地图的形式显示在大屏幕上；
所述数据预警模块，用于对超标的数据进行预警，可首先在数据预警模块内设置一定量的监测数值，当环保数据采集模块上传的数据超过设定的监测数值时，数据预警模块即可报警提示此地环境被污染。
优选的，所述固定监测节点在安装时可分为道路监控区域监测和人民主要生活区及企业生产区域监控，道路监控区域监测时，可对主要交通道路、环路、交通道口、交通枢纽等进行点位布设，人民主要生活区及企业生产区域监控时可监测人民生活污染源(主要包括家庭、住宿业、餐次业、医院等炉灶，取暖设备，垃圾堆放焚烧等)和企业生产区域。
优选的，所述道路交通区域监测时可主要监测扬尘以及气象，用于评估道路扬尘、机动车尾气对环境空气质量的影响，人民主要生活区及企业生产区域监控的监控用于实时监控区域内各种生活源的无组织排放情况，评价其对周围空气质量的影响。
优选的，所述固定监测节点包括微型监测设备包括时钟模块、GPS模块、单片机、PM2.5传感器、PM10传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器，所述单片机分别与时钟模块、GPS模块、PM2.5传感器、PM10传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、无线通信设备电性连接。
优选的，所述用户监测节点的客户端包括PC端和手机端，所述PC端包括PC网页版，所述手机端包括Android版和IOS版，居民用户可通过客户端上传自身附近的客户端所采集到的大气监控数据至环保数据采集模块内由环保数据模块上传至环境监测服务器内，同时环保监测服务器可相居民的客户端反馈其他区域的环境数据。
优选的，所述客户端设立与其对应的人工客服部，所述人工客服部负责解答疑问和处理投诉，并记录整理相应的信息。
优选的，所述移动监测节点的移动监测车上设有GPS定位器，所述GPS定位器与信号发射器连接，通过信号发射器将实时位置信息发送至信号处理模块。
优选的，所述固定监测节点内设有的微型监测设备采用风能和太阳能进行供电。
与相关技术相比较，本发明提供的一种基于物联网的大气环境数据监测系统具有如下
有益效果：
1、本发明中，按照检测的区域将固定监测节点固定的安装在各区域内，使其呈网格时分布，随后利用移动监测节点即移动监测车，对网格监控区域内的盲区进行移动监测，利用移动监测车可在行驶过程中对空气样品进行测量，同时也可停靠路边或污染园区进行监测数据，利用用户客户端监测节点，使居民用户可通过手机客户端上的APP实施传输APP上采集到的大气环境数据，该设置方便对待监测区域内的大气环境数据进行全方位的监测，提升了环境监测数据的准确性。
2、本发明中，环保数据采集模块将上述节点中采集到的数据输送至智能网关内，由智能网关上传至基站内，随后基站可再次将数据输送至环境监测服务器内，用于对环境监测服务器内的数据进行整合并将其以监测地图的形式显示在大屏幕，所述数据预警模块，用于对超标的数据进行预警，可首先在数据预警模块内设置一定量的监测数值，当环保数据采集模块上传的数据超过设定的监测数值时，数据预警模块即可报警提示此地环境被污染，可对数据进行快速监测的同时在数据出现异常时可及时进行报警。
附图说明
图1为一种基于物联网的大气环境数据监测系统的流程图；
图2为一种基于物联网的大气环境数据监测系统中固定监控节点的系统框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式。
在本发明的描述中，需要理解的是，如果有涉及到的术语“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”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一，由图1-2给出，一种基于物联网的大气环境数据监测系统，包括固定监测节点、移动监测节点、用户客户端监测节点组成的环保数据采集模块、基站、智能网关、环境监测服务器、远程监控终端以及数据报警模块，所述环保数据采集模块中的固定监测节点、移动监测节点以及用户客户端监测节点均与智能网关无线连接，所述智能网关与基站无线连接，智能网关将处理后的数据发送至基站，所述基站与环境监测服务器无线连接，基站整合智能网关发送的信息并将其以无线传输的方式输送至环境监测服务器
其中固定监测节点，为固定式监测设备，可按网格时分布；
其中移动监测节点则为移动监测车，可在行驶过程中对空气样品进行测量，同时也可停靠路边或污染园区进行监测数据；
其中用于客户端监测节点，则是居民用户可通过手机客户端上的APP实施传输APP上采集到的大气环境数据；
远程监控终端，用于对环境监测服务器内的数据进行整合并将其以监测地图的形式线束在大屏幕上；
所述数据预警模块，用于对超标的数据进行预警，可首先在数据预警模块内设置一定量的监测数值，当环保数据采集模块上传的数据超过设定的监测数值时，数据预警模块即可报警提示此地环境被污染，
本发明将固定监测节点与移动监测节点整合到一起，方便提升环境监测的覆盖率提升环境监测数据准确性的同时，确保了待监控的整个区域都可以被监测到，且固定监测节点在设置时可分区域进行安装，如重点监测区域的微型监测设备可提升其安装数量，形成较为密集的网格式分布，而一般区域则可相应的降低其微型监测设备的安装数量，同时还设有客户监测节点方便居民实时将其附近的大气数据进行上传，从而可实时的对监测数据进行更新。
所述固定监测节点在安装时可分为道路监控区域监测和人民主要生活区及企业生产区域监控，道路监控区域监测时，可对主要交通道路、环路、交通道口、交通枢纽等进行点位布设，人民主要生活区及企业生产区域监控时可监测人民生活污染源(主要包括家庭、住宿业、餐次业、医院等炉灶，取暖设备，垃圾堆放焚烧等)和企业生产区域，方便分区域进行监控；
所述道路交通区域监测时可主要监测扬尘以及气象，用于评估道路扬尘、机动车尾气对环境空气质量的影响，人民主要生活区及企业生产区域监控的监控用于实时监控区域内各种生活源的无组织排放情况，评价其对周围空气质量的影响。
所述固定监测节点包括微型监测设备包括时钟模块、GPS模块、单片机、PM2.5传感器、PM10传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器，所述单片机分别与时钟模块、GPS模块、PM2.5传感器、PM10传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、无线通信设备电性连接，方便同时对PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧等数据进行监测；
所述用户监测节点的客户端包括PC端和手机端，所述PC端包括PC网页版，所述手机端包括Android版和IOS版，居民用户可通过客户端上传自身附近的客户端所采集到的大气监控数据至环保数据采集模块内由环保数据模块上传至环境监测服务器内，同时环保监测服务器可相居民的客户端反馈其他区域的环境数据，增大客户端的适配性，方便对客户端进行推广；
所述客户端设立与其对应的人工客服部，所述人工客服部负责解答疑问和处理投诉，并记录整理相应的信息，方便对客户端进行维护；
所述移动监测节点的移动监测车上设有GPS定位器，所述GPS定位器与信号发射器连接，通过信号发射器将实时位置信息发送至信号处理模块；
所述固定监测节点内设有的微型监测设备采用风能和太阳能进行供电。
工作原理：按照检测的区域将固定监测节点固定的安装在各区域内，使其呈网格时分布，随后利用移动监测节点即移动监测车，对网格监控区域内的盲区进行移动监测，利用移动监测车可在行驶过程中对空气样品进行测量，同时也可停靠路边或污染园区进行监测数据，利用用户客户端监测节点，使居民用户可通过手机客户端上的APP实施传输APP上采集到的大气环境数据，最后环保数据采集模块将上述节点中采集到的数据输送至智能网关内，由智能网关上传至基站内，随后基站可再次将数据输送至环境监测服务器内，用于对环境监测服务器内的数据进行整合并将其以监测地图的形式显示在大屏幕，所述数据预警模块，用于对超标的数据进行预警，可首先在数据预警模块内设置一定量的监测数值，当环保数据采集模块上传的数据超过设定的监测数值时，数据预警模块即可报警提示此地环境被污染。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，包括固定监测节点、移动监测节点、用户客户端监测节点组成的环保数据采集模块、基站、智能网关、环境监测服务器、远程监控终端以及数据报警模块，所述环保数据采集模块中的固定监测节点、移动监测节点以及用户客户端监测节点均与智能网关无线连接，所述智能网关与基站无线连接，智能网关将处理后的数据发送至基站，所述基站与环境监测服务器无线连接，基站整合智能网关发送的信息并将其以无线传输的方式输送至环境监测服务器
其中固定监测节点，为固定式监测设备，可按网格时分布；
其中移动监测节点则为移动监测车，可在行驶过程中对空气样品进行测量，同时也可停靠路边或污染园区进行监测数据；
其中用户客户端监测节点，则是居民用户可通过手机客户端上的APP实施传输APP上采集到的大气环境数据；
远程监控终端，用于对环境监测服务器内的数据进行整合并将其以监测地图的形式显示在大屏幕上；
所述数据预警模块，用于对超标的数据进行预警，可首先在数据预警模块内设置一定量的监测数值，当环保数据采集模块上传的数据超过设定的监测数值时，数据预警模块即可报警提示此地环境被污染。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述固定监测节点在安装时可分为道路监控区域监测和人民主要生活区及企业生产区域监控，道路监控区域监测时，可对主要交通道路、环路、交通道口、交通枢纽等进行点位布设，人民主要生活区及企业生产区域监控时可监测人民生活污染源(主要包括家庭、住宿业、餐次业、医院等炉灶，取暖设备，垃圾堆放焚烧等)和企业生产区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述道路交通区域监测时可主要监测扬尘以及气象，用于评估道路扬尘、机动车尾气对环境空气质量的影响，人民主要生活区及企业生产区域监控的监控用于实时监控区域内各种生活源的无组织排放情况，评价其对周围空气质量的影响。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述固定监测节点包括微型监测设备包括时钟模块、GPS模块、单片机、PM2.5传感器、PM10传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器，所述单片机分别与时钟模块、GPS模块、PM2.5传感器、PM10传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、无线通信设备电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述用户监测节点的客户端包括PC端和手机端，所述PC端包括PC网页版，所述手机端包括Android版和IOS版，居民用户可通过客户端上传自身附近的客户端所采集到的大气监控数据至环保数据采集模块内由环保数据模块上传至环境监测服务器内，同时环保监测服务器可相居民的客户端反馈其他区域的环境数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述客户端设立与其对应的人工客服部，所述人工客服部负责解答疑问和处理投诉，并记录整理相应的信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述移动监测节点的移动监测车上设有GPS定位器，所述GPS定位器与信号发射器连接，通过信号发射器将实时位置信息发送至信号处理模块。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大气环境数据监测系统，其特征在于，所述固定监测节点内设有的微型监测设备采用风能和太阳能进行供电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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