环境感知开放服务系统及应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种环境感知开放服务系统及应用方法，其中，系统包括若干监测终端，网关，M2M开放平台，环境感知业务平台和用户端；监测终端采集环境数据，通过WiFi无线连入网关，再由网关上传至M2M开放平台；环境感知业务平台通过开放平台接口向M2M开放平台获取实时数据信息或推送控制信息，最终呈现至用户端。网关运行一级SSA，对监测终端进行无线连接、数据适配、多终端接入进行管理及业务控制；监测终端运行二级SSA，对监测终端的传感器数据进行收集及预处理，并对继电器、电源模块进行监测管理。本发明专利技术能够随时对室内的环境质量进行监测，并根据监测结果采取环境干预措施，提供人体健康保障和物品财产安全保障。

【技术实现步骤摘要】
环境感知开放服务系统及应用方法
本专利技术涉及一种环境感知开放服务系统及应用方法，属于智能终端与信息系统

技术介绍
近年来，随着我国科技水平的不断发展和人民的生活质量水平的不断提高，人们开始追求高品质、高舒适度的生活。但是科技的发展也带来了各种环境污染，家庭的生活环境质量也随着外部环境的污染、内部楼体的装修而不断恶化，因此对智能家居中的室内环境监测的研究显得尤为重要。环境监测系统是智能家居系统中的一项重要组成部分，在国内外深受重视，它能够将室内环境数据监测呈现给人们以提供决策支撑。因此，为了能够持续实时对室内环境质量进行监测评估，更加简单易操作地清楚室内环境的环境情况，当务之急是建立一个具有较高稳定性的室内环境监测与评价系统。现有的环境质量监测装置多为不联网的单点设备，其不具有远程在线实时监测的功能；还有一些联网环境监测设备大多由开发者自行部署服务器，无形中增加了开发工作量及其成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种环境感知开放服务系统及应用方法，充分利用M2M开放平台提供的标准接入和应用的模板式设计，实现了对室内温度，湿度，以及PM2.5/粉尘浓度等参数进行监测。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种环境感知开放服务系统，包括若干监测终端，网关，M2M开放平台，环境感知业务平台和用户端；所述监测终端采集环境数据，通过WiFi无线连入网关，再由网关上传至M2M开放平台；所述环境感知业务平台通过标准开放接口向M2M开放平台拉取实时数据信息或推送控制信息，最终呈现至用户端；所述监测终端包括微处理器核心板和与之相连的电源模块，多路继电器，无线模块，温度传感器，湿度传感器和PM2.5/粉尘传感器；所述温度传感器，湿度传感器和PM2.5/粉尘传感器用于采集温度，湿度和PM2.5/粉尘浓度环境数据；所述电源模块对微处理器核心板、多个传感器、多路继电器和无线模块进行集中供电，同时微处理器核心板对电源模块进行实时电压监测；所述无线模块实现环境数据的上传；所述微处理器核心板完成系统时钟及中断配置、系统初始化、循环上传环境数据、监听上层指令解析指令操作继电器；所述监测终端通过业务服务代理的方式接入M2M开放平台；所述业务服务代理包括一级业务服务代理和二级业务服务代理；所述监测终端的微处理器核心板配置二级业务服务代理，用于实现监测终端传感器的适配接入，对监测终端集成的传感器、继电器、电源模块的工作状态进行感知监测，并对传感器数据进行汇聚和预处理，发送至网关的一级业务服务代理；所述网关配置一级业务服务代理，对单个或多个监测终端传递来的环境数据进行适配接入及管理，并对监测终端中的二级业务服务代理进行分布式管理；所述一级业务服务代理包括网关工作状态感知模块，场景设定模块，远程传输模块和策略下载模块；所述网关工作状态感知模块用于监测网关自身工作资源和内存占用，并对与M2M开放平台之间的通信链接进行实时监测；所述场景设定模块用于针对多监测终端组建智能感知应用场景；所述远程传输模块实现网关与M2M开放平台之间的远程通信；所述策略下载模块用于从M2M开放平台远程下载一级SSA和二级SSA的软件更新版本；所述一级业务服务代理、二级业务服务代理的工作参数、配置策略、交互机制由M2M开放平台统一管理；所述用户端指的是用户手机或平板电脑，用户端直接将M2M开放平台生成温度、湿度、PM2.5业务嵌入进来，进行展示。前述的微处理器核心板采用STM32系列芯片麒麟座V2.4开发板；所述无线模块采用ESP8266无线模块。前述的微处理器核心板系统初始化包括系统时钟的初始化、传感器硬件的初始化和无线模块的初始化。前述的中断配置是指在基于微处理器核心板编程时，设置定时器中断，或设置根据外部传感器或控制指令的反馈，形成中断信号。前述的当有新增传感器硬件接入时，通过对二级业务服务代理进行软件编程，从而完成新增传感器数据的采集和处理；并且，此时新增软件编程的二级业务服务代理版本能够通过一级业务服务代理向M2M开放平台发起策略下载请求，实现远程更新；当监测终端的进程资源紧张造成内存占用过高，二级业务服务代理与网关的一级业务服务代理进行通信交互，在配置策略允许的条件下，监测终端进入重启状态，自动关闭优先级较低的进程；当监测终端的电源模块工作电源进入设定区域时，二级SSA与一级SSA同步信息后，根据设定的配置策略，监测终端进入阶段节能工作模式或休眠模式，待电源模块获得补给后重新切换回原来的工作模式。前述的标准开放接口采用RESTfulAPI接口。环境感知开放服务系统的应用方法，包括以下步骤：1）监测终端接入M2M开放平台，具体步骤如下：11）、用户端安装应用APP；网关启动；12）、监测终端上电进入启动状态，通过监测终端指示灯来标识其工作状态；13）、用户端应用APP与网关无线连接，并启动应用APP与网关中一级业务服务代理的无线连接；14）、网关中一级业务服务代理与用户端应用APP建立无线关联关系，一级业务服务代理进入配置流程，即启动网关对码的功能；15）、监测终端的无线模块自动进入接入检测工作模式，通过动态主机配置协议中的OPTION扩展字段获取IP地址，所述OPTION扩展字段包括了网关的LOID、SSID以及密码；16）、监测终端根据OPTION扩展字段提取出SSID和密码，然后转入步骤17）；如果没有提取成功，则加入网络失败，监测终端结束网络参数配置流程；17）、监测终端自动加入由该网关建立的无线网络；18）、监测终端成功由网关中的一级业务服务代理实现网络参数配置及信息保存后，此时退出一级业务服务代理的配置流程；其中，一级业务服务代理退出通过监测终端成功加入无线网络进行触发，或者在用户端应用APP中进行手工执行；2）监测终端进行注册和绑定过程，具体包括以下步骤：21）、监测终端向环境感知业务平台发起终端注册及绑定请求，或者向网关发起请求，并由网关中的一级业务服务代理进行受理及管理；22）、监测终端的实时请求，由环境感知业务平台执行并回复绑定成功的反馈信息；23）、用户登录环境感知业务平台使用监测终端服务；24）、环境感知业务平台将用户账号信息发送至M2M开放平台进行鉴权；25）、M2M开放平台鉴权通过后，环境感知业务平台允许该用户账号使用业务，用户直接关联及管理自己名下的监测终端，并使用相关服务；3）、注册成功后，用户帐户下添加新项目，在新建项目下添加监测终端；4）、监测终端的微处理器核心板完成系统时钟及中断配置，进行系统初始化；5）、监测终端对室内温度、湿度、PM2.5/粉尘浓度进行检测并完成该环境数据的采集，通过WiFi方式经由业务服务代理方式上传至M2M开放平台；6）、环境感知业务平台通过标准开放接口向M2M开放平台拉取环境数据信息或推送控制信息，然后实时展现在用户端网页上供用户进行监测。前述的用户通过用户端的Web页面监测环境数据的变化，支持表盘的形式或者曲线形式反应数据的变化；所述Web页面采用HTML、CSS和bootstrap框架，其中，HTML和CSS用于页面布局。前述的M2M开放平台配置触发器并设置报警阈值，对超过报警阈值的异常环境数据进行报警。前述的监测终端采集环境数据，设置每5秒上传一次到M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.环境感知开放服务系统，其特征在于，包括若干监测终端，网关，M2M开放平台，环境感知业务平台和用户端；所述监测终端采集环境数据，通过WiFi无线连入网关，再由网关上传至M2M开放平台；所述环境感知业务平台通过标准开放接口向M2M开放平台拉取实时数据信息或推送控制信息，最终呈现至用户端；所述监测终端包括微处理器核心板和与之相连的电源模块，多路继电器，无线模块，温度传感器，湿度传感器和PM2.5/粉尘传感器；所述温度传感器，湿度传感器和PM2.5/粉尘传感器用于采集温度，湿度和PM2.5/粉尘浓度环境数据；所述电源模块对微处理器核心板、多个传感器、多路继电器和无线模块进行集中供电，同时微处理器核心板对电源模块进行实时电压监测；所述无线模块实现环境数据的上传；所述微处理器核心板完成系统时钟及中断配置、系统初始化、循环上传环境数据、监听上层指令解析指令操作继电器；所述监测终端通过业务服务代理的方式接入M2M开放平台；所述业务服务代理包括一级业务服务代理和二级业务服务代理；所述监测终端的微处理器核心板配置二级业务服务代理，用于实现监测终端传感器的适配接入，对监测终端集成的传感器、继电器、电源模块的工作状态进行感知监测，并对传感器数据进行汇聚和预处理，发送至网关的一级业务服务代理；所述网关配置一级业务服务代理，对单个或多个监测终端传递来的环境数据进行适配接入及管理，并对监测终端中的二级业务服务代理进行分布式管理；所述一级业务服务代理包括网关工作状态感知模块，场景设定模块，远程传输模块和策略下载模块；所述网关工作状态感知模块用于监测网关自身工作资源和内存占用，并对与M2M开放平台之间的通信链接进行实时监测；所述场景设定模块用于针对多监测终端组建智能感知应用场景；所述远程传输模块实现网关与M2M开放平台之间的远程通信；所述策略下载模块用于从M2M开放平台远程下载一级SSA和二级SSA的软件更新版本；所述一级业务服务代理、二级业务服务代理的工作参数、配置策略、交互机制由M2M开放平台统一管理；所述用户端指的是用户手机或平板电脑，用户端直接将M2M开放平台生成温度、湿度、PM2.5业务嵌入进来，进行展示。...

【技术特征摘要】
1.环境感知开放服务系统，其特征在于，包括若干监测终端，网关，M2M开放平台，环境感知业务平台和用户端；所述监测终端采集环境数据，通过WiFi无线连入网关，再由网关上传至M2M开放平台；所述环境感知业务平台通过标准开放接口向M2M开放平台拉取实时数据信息或推送控制信息，最终呈现至用户端；所述监测终端包括微处理器核心板和与之相连的电源模块，多路继电器，无线模块，温度传感器，湿度传感器和PM2.5/粉尘传感器；所述温度传感器，湿度传感器和PM2.5/粉尘传感器用于采集温度，湿度和PM2.5/粉尘浓度环境数据；所述电源模块对微处理器核心板、多个传感器、多路继电器和无线模块进行集中供电，同时微处理器核心板对电源模块进行实时电压监测；所述无线模块实现环境数据的上传；所述微处理器核心板完成系统时钟及中断配置、系统初始化、循环上传环境数据、监听上层指令解析指令操作继电器；所述监测终端通过业务服务代理的方式接入M2M开放平台；所述业务服务代理包括一级业务服务代理和二级业务服务代理；所述监测终端的微处理器核心板配置二级业务服务代理，用于实现监测终端传感器的适配接入，对监测终端集成的传感器、继电器、电源模块的工作状态进行感知监测，并对传感器数据进行汇聚和预处理，发送至网关的一级业务服务代理；所述网关配置一级业务服务代理，对单个或多个监测终端传递来的环境数据进行适配接入及管理，并对监测终端中的二级业务服务代理进行分布式管理；所述一级业务服务代理包括网关工作状态感知模块，场景设定模块，远程传输模块和策略下载模块；所述网关工作状态感知模块用于监测网关自身工作资源和内存占用，并对与M2M开放平台之间的通信链接进行实时监测；所述场景设定模块用于针对多监测终端组建智能感知应用场景；所述远程传输模块实现网关与M2M开放平台之间的远程通信；所述策略下载模块用于从M2M开放平台远程下载一级SSA和二级SSA的软件更新版本；所述一级业务服务代理、二级业务服务代理的工作参数、配置策略、交互机制由M2M开放平台统一管理；所述用户端指的是用户手机或平板电脑，用户端直接将M2M开放平台生成温度、湿度、PM2.5业务嵌入进来，进行展示。2.根据权利要求1所述的环境感知开放服务系统，其特征在于，所述微处理器核心板采用STM32系列芯片麒麟座V2.4开发板；所述无线模块采用ESP8266无线模块。3.根据权利要求1所述的环境感知开放服务系统，其特征在于，所述微处理器核心板系统初始化包括系统时钟的初始化、传感器硬件的初始化和无线模块的初始化。4.根据权利要求1所述的环境感知开放服务系统，其特征在于，所述中断配置是指在基于微处理器核心板编程时，设置定时器中断，或设置根据外部传感器或控制指令的反馈，形成中断信号。5.根据权利要求1所述的环境感知开放服务系统，其特征在于，当有新增传感器硬件接入时，通过对二级业务服务代理进行软件编程，从而完成新增传感器数据的采集和处理；并且，此时新增软件编程的二级业务服务代理版本能够通过一级业务服务代理向M2M开放平台发起策略下载请求，实现远程更新；当监测终端的进程资源紧张造成内存占用过高，二级业务服务代理与网关的一级业务服务代理进行通信交互，在配置策略允许的条件下，监测终端进入重启状态，自动关闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁飞，张登银，李鑫，童恩，潘志文，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32