TWI627608B - 環境品質通報系統及環境品質通報系統的操作方法 - Google Patents

Abstract

環境品質通報系統包含複數個環境監測裝置、個人通報裝置及雲端中樞主機。複數個環境監測裝置偵測環境監測裝置之所在地之的複數個環境特徵值。雲端中樞主機接收複數個環境監測裝置所上傳之複數個環境監測裝置之所在地之複數個環境特徵值。個人通報裝置上傳訊問要求至雲端中樞主機。當雲端中樞主機接收到個人通報裝置之詢問要求時，根據個人通報裝置之即時所在地及位於即時所在地附近之複數個環境監測裝置所上傳之複數個環境特徵值計算即時所在地之環境品質量值。雲端中樞主機將即時所在地之環境品質量值回傳至個人通報裝置。

Description

環境品質通報系統及環境品質通報系統的操作方法

本發明係有關於一種環境品質通報系統，尤其係一種能夠回報個人所在地之環境品質量值的環境品質通報系統。

隨著工商業的蓬勃發展，人類也造成了許多的環境汙染。尤其近幾年來的各種污染已經明顯地影響到人類自身的生活，例如汽車及工廠所製造出的細懸浮微粒(Suspended Particulate Matter，常稱PM)，常造成眼睛紅腫、喉嚨痛或過敏等症狀。其中，粒徑小於2.5微米的細懸浮微粒PM2.5，很容易會隨著人體的呼吸而被吸入人體氣管，甚至可穿透肺泡，並直接進入人體血管中隨著血液循環全身，因此對於人體健康的危害甚鉅，更是不能輕忽。

雖然現今各國對於各種汙染所造成的危害已經有警覺意識，也開始在新聞訊息中，播報有關空氣品質的訊息，例如將空氣品質分為良好、中等、不佳、危險…等不同等級，以供民眾參考。然而在新聞訊息中，僅能以大範圍的平均狀況來對空氣品質做評等，而無法針對民眾的所在地做更細部的空氣品質報導，因此民眾對於自身所在地的環境品質仍然較不易得知，甚至可能造成誤判，而造成不便。

本發明之一實施例提供一種環境品質通報系統。環境品質通報系統包含複數個環境監測裝置、個人通報裝置及雲端中樞主機。

每一環境監測裝置包含全球定位系統接收模組及複數個感測器，並可週期性地偵測並上傳環境監測裝置之所在地之複數個環境特徵值。個人通報裝置包含全球定位系統接收模組，個人通報裝置可週期性地更新個人通報裝置的即時所在地，及上傳訊問要求以取得即時所在地的環境品質量值。雲端中樞主機接收環境監測裝置所上傳之環境監測裝置之所在地之環境特徵值。當雲端中樞主機接收到個人通報裝置之詢問要求時，雲端中樞主機根據個人通報裝置之即時所在地及位於即時所在地附近之複數個環境監測裝置所上傳之複數個環境特徵值計算即時所在地之環境品質量值。

環境監測裝置所包含的複數個感測器包含偵測二氧化碳濃度值、一氧化碳濃度值、甲醛濃度值、真菌濃度值、懸浮微粒濃度值、臭氧濃度值、二氧化硫濃度值、二氧化氮濃度值、重金屬濃度值、溫度、濕度及/或紫外線量值之感測器。

本發明之另一實施例提供一種環境品質通報系統的操作方法。環境品質通報系統包含複數個環境監測裝置、一個人通報裝置及一雲端中樞主機，每一環境監測裝置包含複數個感測器，複數個感測器包含偵測二氧化碳濃度值、一氧化碳濃度值、甲醛濃度值、真菌濃度值、懸浮微粒濃度值、臭氧濃度值、二氧化硫濃度值、二氧化氮濃度值、重金屬濃度值、溫度、濕度及/或紫外線量值之感測器。

環境品質通報系統的操作方法包含環境監測裝置偵測環境監測裝置之所在地之複數個環境特徵值，雲端中樞主機接收環境監測裝置所上傳之環境監測裝置之所在地之環境特徵值，個人通報裝置上傳訊問要求至雲端中樞主機，雲端中樞主機根據個人通報裝置之即時所在地及位於即時所在地附近之複數個環境監測裝置所上傳之複數個環境特徵值計算即時所在地之環境品質量值，及雲端中樞主機將即時所在地之環境品質量值回傳至個人通報裝置。本發明關聯於一種環境品質通報系統，可有效解決現行物聯網架構中無法精確偵測區域環境空氣品質的缺陷。

第1圖為本發明一實施例之環境品質通報系統100的示意圖。環境品質通報系統100包含複數個環境監測裝置110 ₁至110 _N、個人通報裝置120及雲端中樞主機130。

每一環境監測裝置110 ₁至110 _N包含全球定位系統接收模組112及複數個感測器114 ₁至114 _M。環境監測裝置110 ₁至110 _N可以透過全球定位系統接收模組112來取得自身位置的經緯度座標，並可透過感測器114 ₁至114 _M來感測周圍環境的各種特徵值。舉例來說，感測器114 ₁至114 _M可為偵測二氧化碳濃度值、一氧化碳濃度值、甲醛濃度值、真菌濃度值、懸浮微粒濃度值、臭氧濃度值、二氧化硫濃度值、二氧化氮濃度值、重金屬濃度值、溫度、濕度及/或紫外線量值…等各種特徵值的感測器。

在本發明的部分實施例中，環境監測裝置110 ₁至110 _N可以週期性地偵測並上傳環境監測裝置110 ₁至110 _N之所在地附近之複數個環境特徵值。雲端中樞主機130可接收環境監測裝置110 ₁至110 _N所上傳之環境特徵值，並可將其儲存在資料庫中。

個人通報裝置120包含全球定位系統接收模組122，並可週期性地透過全球定位系統接收模組122更新個人通報裝置120之即時所在地的經緯度座標。此外，個人通報裝置120可以向雲端中樞主機130上傳訊問要求，以取得其即時所在地的環境品質量值。

在本發明的部分實施例中，個人通報裝置120可為常見的行動裝置如智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦等，此外，倘若個人通報裝置120中也具有環境感測器，則其本身也可做為環境監測裝置使用，並可將其所感測到的環境特徵數值上傳至雲端中樞主機130以供其他使用者查詢使用。

當雲端中樞主機130接收到個人通報裝置120之詢問要求時，可以根據個人通報裝置120之即時所在地及位於即時所在地附近之複數個環境監測裝置所上傳之環境特徵值計算即時所在地之環境品質量值。

在本發明的部分實施例中，位於個人通報裝置120之即時所在地附近之環境監測裝置可以是與即時所在地距離在預定長度內之環境監測裝置。第2圖為環境品質通報系統的使用情境圖。在第2圖中，環境監測裝置110 ₁與個人通報裝置120之即時所在地的距離為0.5公里，環境監測裝置110 ₂與個人通報裝置120之即時所在地的距離為1.3公里，環境監測裝置110 ₃與個人通報裝置120之即時所在地的距離為2.7公里，而環境監測裝置110 ₄至110 _N與個人通報裝置120之即時所在地的距離皆大於3公里。在此情況下，若環境品質通報系統100的預訂長度為3公里，則雲端中樞主機130就會根據環境監測裝置110 ₁、110 ₂及110 ₃所上傳之環境特徵值來計算個人通報裝置120之即時所在地之環境品質量值。然而本發明並不限定環境品質通報系統100之預訂長度為3公里，在本發明的部分實施例中，環境品質通報系統100亦可根據實際使用上的需求或使用者的偏好來設定預訂長度。

雲端中樞主機130可將環境監測裝置110 ₁至110 ₃所上傳的複數個環境特徵值代入特定的公式來計算環境監測裝置110 ₁至110 ₃的環境品質量值，接著再透過加權平均的方式來計算個人通報裝置120之即時所在地的環境品質量值。在本發明的部分實施例中，環境品質通報系統100所使用的特定公式可以是特定國家所制定之空氣品質指數(Air Quality Index, AQI)或空氣品質分指數(Individual Air Quality Index, IAQI)的計算公式，也可以是依據實際需求所特別制定的公式，甚至也可根據使用者的需求來調整公式的內容。舉例來說，使用者可以從各種環境特徵值中僅選擇部分的環境特徵值來計算環境品質量值，並且可以調整各種環境特徵值的權重，甚至使用者也可以僅挑選單一環境特徵值來計算環境品質量值。

此外，由於各種環境特徵值的單位不同，因此可先將各種環境特徵值做標準化。標準化的方式可以例如以公認標準所定義的危險量值下限為1來計算其環境特徵值的標準值。舉例來說，假若PM2.5的濃度超過35微克/立方公尺時，對人體造成危害的機率就會明顯增加，因而被定義為危險量值的下限，此時就可將35微克/立方公尺作為標準化後的數值1，並依此來將PM2.5的濃度標準化。

再者，由於環境監測裝置110 ₁、110 ₂及110 ₃與個人通報裝置120之即時所在地的距離並不相同，其所偵測到的環境特徵值也可能會與個人通報裝置120之即時所在地所實際偵測到的環境特徵值有不同程度的落差。因此在本發明的部分實施例中，在計算個人通報裝置120之即時所在地的環境品質量值時，也應考量到各個環境監測裝置110 ₁、110 ₂及110 ₃與個人通報裝置120之即時所在地的距離不同而給予不同的權重。換言之，距離即時所在地較近的環境監測裝置會比距離即時所在地較遠的環境監測裝置具有較高的權重值。

舉例來說，環境監測裝置110 ₁、110 ₂及110 ₃的權重值可根據與個人通報裝置120之即時所在地的距離，以每1公里一個級距的方式遞減，由於環境監測裝置110 ₁、110 ₂及110 ₃與個人通報裝置120之即時所在地的距離分別是小於1公里、小於2公里及小於3公里，因此權重值可例如分別為3、2及1。

雖然環境品質的狀況會不斷地隨時間改變，然而對於同一個地區而言，其環境品質的變化常常仍會隨著季節及時間早晚而有週期性的變化。因此在本發明的部分實施例中，個人通報裝置120可以在提出訊問需求時，指定訊問過去某一時段的環境品質量值以作為參考。舉例來說，使用者可以透過個人通報裝置120指定查詢在2010年10月5號下午一點至下午四點的環境品質量值，此時雲端中樞主機130會根據與個人通報裝置120之即時所在地距離在預定長度內之環境監測裝置110 ₁至110 ₃在指定時段內，亦即2010年10月5號下午一點至下午四點，所偵測到的環境特徵值來計算即時所在地之環境品質量值，並回傳給個人通報裝置120。

由於環境監測裝置110 ₁至110 _N會週期性地偵測並上傳環境監測裝置110 ₁至110 _N之所在地附近之複數個環境特徵值，且雲端中樞主機130會將環境監測裝置110 ₁至110 _N所上傳之環境特徵值儲存在資料庫中，因此在使用者設定的指定時段內，環境監測裝置110 ₁至110 ₃針對每種環境特徵值都可能上傳了超過一筆以上的紀錄，在此情況下，雲端中樞主機130所回傳的環境品質量值就可能是不同時點之各筆紀錄的平均結果。舉例來說，環境監測裝置110 ₁至110 ₃是每隔三十分鐘偵測並上傳各種環境特徵值，則在使用者所指定的時段內，環境監測裝置110 ₁至110 ₃可能總共上傳了6次各種環境特徵值，因此雲端中樞主機130可將每個境監測裝置110 ₁至110 ₃所上傳的各次紀錄加以平均，再代入特定公式來計算最終的環境品質量值，又或是先透過特定公式計算各個時段的環境品質量值再加以平均。

此外，為了讓使用者能夠了解在其所指定的時段內，其環境品質量值是如何變化，在本發明的部分實施例中，雲端中樞主機130還可以計算個人通報裝置120之即時所在地之在指定時段內之環境品質量值變化曲線。舉例來說，第3圖為本發明一實施例之環境品質量值變化曲線L。根據上述的說明，環境監測裝置110 ₁至110 ₃會每隔三十分鐘偵測並上傳各種環境特徵值，因此在第3圖中是將使用者所指定的時段，亦即2010年10月5號下午一點至下午四點，區分為6個固定長度之子時段T1至T6，針對每一個子時段T1至T6，雲端中樞主機130都可以根據環境監測裝置110 ₁至110 ₃在該子時段中所上傳的環境特徵值來計算環境品質量值，亦即可計算出6個環境品質量值，而其計算所得的環境品質量值變化曲線L即如第3圖所示。

如此一來，環境品質通報系統100就可以針對民眾的所在地，回傳準確且即時的環境品質量值，並且針對民眾所指定的時段，環境品質通報系統100還可以告知其環境品質量值的變化趨勢，因此民眾對於自身所在地的環境品質就能夠有更加細緻的掌握，而能夠藉以規劃行程。

第4圖為本發明一實施例之環境品質通報系統100之操作方法200的流程圖，方法200包含步驟S210至S260。

S210： 環境監測裝置110 ₁至110 _N偵測環境監測裝置110 ₁至110 _N之所在地之複數個環境特徵值；

S220： 雲端中樞主機130接收環境監測裝置110 ₁至110 _N所上傳之環境監測裝置110 ₁至110 _N之所在地之複數個環境特徵值；

S230： 個人通報裝置120上傳訊問要求至雲端中樞主機130；

S240： 當雲端中樞主機130接收到個人通報裝置120之詢問要求時，根據個人通報裝置120之即時所在地及位於即時所在地附近之環境監測裝置110 ₁至110 ₃所上傳之複數個環境特徵值計算即時所在地之環境品質量值；

S250： 雲端中樞主機130根據與個人通報裝置120之即時所在地距離在預定長度內之環境監測裝置110 ₁至110 ₃在指定時段內之複數個子時段內所偵測到的複數個環境特徵值計算即時所在地之環境品質量值變化曲線；

S260： 雲端中樞主機130將個人通報裝置120之即時所在地之環境品質量值回傳至個人通報裝置120。

綜上所述，本發明之實施例所提供的環境品質通報系統及環境品質通報系統的操作方法可以針對使用者的所在地，回傳準確且即時的環境品質量值。此外，本發明之實施例所提供的環境品質通報系統及環境品質通報系統的操作方法還可以計算在使用者所指定的時段內，其環境品質量值的變化趨勢，因此能夠讓使用者對於自身所在地的環境品質有更加細緻的掌握，而能夠藉以規劃行程。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100 環境品質通報系統 110 ₁至110 _N環境監測裝置 112、122 全球地位系統接收模組 114 ₁至114 _M感測器 120 個人通報裝置 130 雲端中樞主機 T1至T6 子時段 200 方法 S210至S260 步驟

第1圖為本發明一實施例之環境品質通報系統的示意圖。 第2圖為第1圖之環境品質通報系統的使用情境圖。 第3圖為本發明一實施例之環境品質量值變化曲線圖。 第4圖為第1圖之環境品質通報系統的操作方法流程圖。

Claims (8)

1. 一種環境品質通報系統，包含：複數個環境監測裝置，每一環境監測裝置包含一全球定位系統接收模組及複數個感測器，並用以週期性地偵測並上傳該環境監測裝置之所在地之複數個環境特徵值；一個人通報裝置，包含一全球定位系統接收模組，用以週期性地更新該個人通報裝置的一即時所在地，及上傳一訊問要求以取得該即時所在地的一環境品質量值，其中該個人通報裝置上傳該訊問要求所取得之該即時所在地附近的該環境品質量值係為在一指定時段內該即時所在地附近的該環境品質量值，該指定時段包含固定長度之複數個子時段；及一雲端中樞主機，用以接收該些環境監測裝置所上傳之該些環境監測裝置之所在地之複數個環境特徵值，當接收到該個人通報裝置之該詢問要求時，至少根據該個人通報裝置之該即時所在地及位於該即時所在地附近之複數個環境監測裝置所上傳之複數個環境特徵值計算該即時所在地之該環境品質量值，及根據位於該即時所在地附近之該些環境監測裝置在該些子時段內所偵測到的複數個環境特徵值計算該即時所在地之在該指定時段內之一環境品質量值變化曲線；其中該些感測器包含用以偵測二氧化碳濃度值、一氧化碳濃度值、甲醛濃度值、真菌濃度值、懸浮微粒濃度值、臭氧濃度值、二氧化硫濃度值、二氧化氮濃度值、重金屬濃度值、溫度、濕度及/或紫外線量值之感測器。
2. 如請求項1所述之環境品質通報系統，其中位於該即時所在地附近之 該些環境監測裝置係與該即時所在地距離在一預定長度內之複數個環境監測裝置。
3. 如請求項1所述之環境品質通報系統，其中：位於該即時所在地附近之該些環境監測裝置係與該即時所在地距離在一預定長度內之複數個環境監測裝置；及該雲端中樞主機係根據與該即時所在地距離在該預定長度內之該些環境監測裝置在該指定時段內所偵測到的複數個環境特徵值計算該即時所在地之該環境品質量值。
4. 如請求項2或3所述之環境品質通報系統，其中：距離該即時所在地較近的一環境監測裝置比距離該即時所在地較遠的一環境監測裝置具有一較高的權重值；及該雲端中樞主機係使用與該即時所在地距離在該預定長度內之該些環境監測裝置的複數個權重值及該些環境監測裝置上傳之該些環境特徵值計算該即時所在地之該環境品質量值。
5. 一種環境品質通報系統的操作方法，該環境品質通報系統包含複數個環境監測裝置、一個人通報裝置及一雲端中樞主機，每一環境監測裝置包含複數個感測器，該些感測器包含用以偵測二氧化碳濃度值、一氧化碳濃度值、甲醛濃度值、真菌濃度值、懸浮微粒濃度值、臭氧濃度值、二氧化硫濃度值、二氧化氮濃度值、重金屬濃度值、溫度、濕度及/或紫外線量值之感測器，該方法包含：該些環境監測裝置偵測該環境監測裝置之所在地之複數個環境特徵值； 該雲端中樞主機接收該些環境監測裝置所上傳之該些環境監測裝置之所在地之該些環境特徵值；該個人通報裝置上傳一訊問要求至該雲端中樞主機；當該雲端中樞主機接收到該個人通報裝置之該詢問要求時，至少根據該個人通報裝置之該即時所在地及位於該即時所在地附近之複數個環境監測裝置所上傳之複數個環境特徵值計算該即時所在地之該環境品質量值；該雲端中樞主機將該即時所在地之該環境品質量值回傳至該個人通報裝置，其中該即時所在地附近的該環境品質量值係為在一指定時段內該即時所在地附近的該環境品質量值，該指定時段包含固定長度之複數個子時段；及該雲端中樞主機根據位於該即時所在地附近之該些環境監測裝置在該些子時段內所偵測到的複數個環境特徵值計算該即時所在地之在該指定時段內之一環境品質量值變化曲線。
6. 如請求項5所述之環境品質通報系統的操作方法，其中位於該即時所在地附近之該些環境監測裝置係與該即時所在地距離在一預定長度內之複數個環境監測裝置。
7. 如請求項5所述之環境品質通報系統的操作方法，其中：位於該即時所在地附近之該些環境監測裝置係與該即時所在地距離在一預定長度內之複數個環境監測裝置；及該雲端中樞主機係根據與該即時所在地距離在該預定長度內之該些環境監測裝置在該指定時段內所偵測到的複數個環境特徵值計算該即時所在 地之該環境品質量值。
8. 如請求項6或7所述之環境品質通報系統的操作方法，其中：距離該即時所在地較近的一環境監測裝置比距離該即時所在地較遠的一環境監測裝置具有一較高的權重值；及該雲端中樞主機係使用與該即時所在地距離在該預定長度內之該些環境監測裝置的複數個權重值及該些環境監測裝置上傳之該些環境特徵值計算該即時所在地之該環境品質量值。