本发明专利技术提供了一种基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测系统，包括：云平台、若干网关设备和多个监测终端设备，各监测终端设备通过北斗卫星与各网关设备通信连接，网关设备与云平台网络通信连接，监测终端设备用以进行PM2.5监测，采集监测数据及位置信息并将采集到的监测数据和位置信息通过北斗卫星发送至网关设备，网关设备用以将接收到的检测数据发送至云平台，云平台用以对接收到的监测数据进行分析、存储及发布。本发明专利技术还提供相应的基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测方法。本发明专利技术能够自动采集设备的位置信息，降低了施工难度，具有方便维护、适用范围广泛、通信稳定且数据监测范围大的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测领域，具体地，涉及一种基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测系统及方法。
技术介绍
随着空气污染特征的转变，空气细颗粒物(PM2.5)污染已成为我国大部分地区雾霾天气形成与恶化的主要原因之一。由于PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量的影响非常大。目前，PM2.5的危害性已受到国内外专业研究人员的高度重视，世界各国都对PM2.5进行了广泛的监测。在我国，环境监测总站2012年5月下发的《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求(试行)》确定了三种PM2.5的自动监测方法，分别是0射线方法仪器加装动态加热系统，P射线方法仪器加动态加热系统联用光散射法，微量振荡天平方法仪器加膜动态测量系统。但是光有检测方法是不够的，对环境进行大范围，全方位的监测和报告需要完整的监测系统才能实现，这就需要包括PM2.5终端检测设备，信息传输手段，数据传输和存储系统以及数据发布系统。目前市场上已经有了很多种空气细颗粒物(PM2.5)监测系统，从使用方式上划分主要可以分为以下几个类别:1、带IXD显示屏幕的单机监测设备，检测信息实时显示在屏幕上，缺点是没有联网功能，不能上报监测到的数据。2、带以太网连接的网络联网监测终端和数据后台，终端能够通过以太网快速上报信息给数据后台；缺点是移动性不够强，安装施工难度高。3、带3G/2G通信模块的联网监测终端和数据后台，终端能够通过移动蜂窝网络快速上报信息给数据后台，终端移动性强，安装施工方便；缺点是依赖移动蜂窝网络，不适合野外环境的监测。另外，以上的PM2.5终端检测设备都不具备自动采集位置信息的能力，在安装的时候需要给设备进行位置勘测和记录，具有一定的施工难度，不适合移动监测任务的执行，也不利于终端产品的维护更换。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测系统及方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测系统，包括:云平台、若干网关设备和多个监测终端设备，各监测终端设备通过北斗卫星与各网关设备通信连接，网关设备与云平台网络通信连接，监测终端设备用以进行PM2.5监测，采集监测数据及位置信息并将采集到的监测数据和位置信息通过北斗卫星发送至网关设备，网关设备用以将接收到的检测数据发送至云平台，云平台用以对接收到的监测数据进行分析、存储及发布；进一步地:监测终端设备包括空气细颗粒物监测模块、北斗定位和短报文通信模块、主控制器和第一供电模块，其中:空气细颗粒物监测模块用以进行PM2.5监测，采集监测数据，并将采集到的数据发送至主控制器；北斗定位和短报文通信模块用以获取测试点的位置信息并将测试点位置信息发送至主控制器，以及，接收主控制器发出的打包信息并进行短报文发送，与北斗卫星通信；主控制器分别与空气细颗粒物监测模块和北斗定位和短报文通信模块连接，用以控制空气细颗粒物监测模块的工作状态，并将接收到的监测数据和测试点位置信息打包后发送至北斗定位和短报文通信模块；第一供电模块分别与空气细颗粒物监测模块、北斗定位和短报文通信模块和主控制器连接，用以提供电力；网关设备包括网络通信模块、北斗短报文通信模块、网关控制器和第二供电模块，其中:北斗短报文通信模块与北斗卫星通信连接，用以接收监测终端设备通过北斗卫星发出的报文信息并将接收到的报文信息发送至网关控制器；网关控制器分别与网络通信模块和北斗短报文通信模块连接，用以对接收到的北斗短报文通信模块发送的报文信息进行验证，并将正确的报文信息发送至网络通信模块；网络通信模块与网关控制器连接，用以将接收到是正确的报文信息通过网络通信发送至云平台；第二供电模块分别与网络通信模块、北斗短报文通信模块和网关控制器连接，用以提供电力。优选地，云平台包括:传输接口模块，数据分析模块，数据存储模块和信息发布模块，其中:传输接口模块用以与网关设备通信，接收网关设备发送的包括监测数据和定位信息的报文信息，并将接收到的报文信息发送至数据分析模块；数据分析模块分别与传输接口模块和数据存储模块连接，用以对接收到的报文信息及数据存储模块存储的数据进行数据分析，具体数据分析包括以下两方面:数据有效性分析:分析传输接口模块接收到的报文信息的有效性，将有效的数据发送给数据存储模块；统计数据分析:对数据存储模块存储的数据进行横向和纵向的对比分析，获得各监测点的PM2.5监测的统计数据，为环境保护工作提供数据依据；数据存储模块与数据分析模块连接，用以存储和管理各监测点的空气质量PM2.5数据；信息发布模块与数据存储模块连接，用以提供信息发布和查询接口，输出各监测点的空气质量实时信息及统计信息。优选地，监测终端设备还包括计时器，监测终端设备在检测任务的间隙主控制器设置定时唤醒任务，将系统带入低功耗休眠状态，定时器用以唤醒系统。优选地，云平台与网关设备之间通过以太网或3G/2G网络通信。根据本专利技术的另一方面，提供一种基于上述的基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测系统的城市PM2.5监测方法，包括以下步骤:步骤1:监测终端设备进行PM2.5监测，采集监测数据并获取测试点的位置信息，将监测数据和测试点位置信息打包后进行短报文发送，通过北斗卫星发送至网关设备；步骤2:网关设备对接收到的报文信息进行验证，并将正确的报文信息通过网络通信发送至云平台；步骤3:云平台对接收到的监测数据和检测点定位信息进行数据分析，获得各监测点的PM2.5监测的统计数据，并存储各监测点的空气质量PM2.5数据。优选地，步骤1包括以下步骤:步骤11:监测终端设备进行系统初始化，主控制器对各个模块进行初始化设置，创建监测策略；步骤12:根据监测策略，在检测任务的间隙，主控制器设置定时唤醒任务，将系统带入低功耗休眠状态；步骤13:定时器唤醒系统，主控制器控制空气细颗粒物监测模块进行PM2.5监测，收集监测数据；步骤14:主控制器控制北斗定位和短报文通信模块，获取测试地点的位置信息；步骤15:主控制器将PM2.5监测数据和测试点位置信息打包后通过北斗定位和短报文通信模块进行短报文发送至北斗卫星；步骤16:完成短报文发送后，执行步骤12。优选地，步骤2包括以下步骤:步骤21:网关设备系统初始化，网关控制器对各个模块进行初始化设置，北斗短报文通信模块启动北斗短报文接收；步骤22:网关控制器进入等待任务；步骤23:北斗短报文通信模块收取到报文信息，发送给网关控制器；步骤24:网关控制器对报文信息进行验证，将正确的报文信息通过网络通信模块进行传输，发送至云平台；步骤25:报文信息发送成功以后，系统执行步骤22。[00当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于北斗和物联网技术的城市PM2.5监测系统，其特征在于，包括：云平台、若干网关设备和多个监测终端设备，各所述监测终端设备通过北斗卫星与各所述网关设备通信连接，所述网关设备与所述云平台网络通信连接，所述监测终端设备用以进行PM2.5监测，采集监测数据及位置信息并将采集到的监测数据和位置信息通过北斗卫星发送至网关设备，所述网关设备用以将接收到的检测数据发送至云平台，所述云平台用以对接收到的监测数据进行分析、存储及发布；进一步地：所述监测终端设备包括空气细颗粒物监测模块、北斗定位和短报文通信模块、主控制器和第一供电模块，其中：所述空气细颗粒物监测模块用以进行PM2.5监测，采集监测数据，并将采集到的数据发送至主控制器；所述北斗定位和短报文通信模块用以获取测试点的位置信息并将测试点位置信息发送至主控制器，以及，接收主控制器发出的打包信息并进行短报文发送，与北斗卫星通信；所述主控制器分别与所述空气细颗粒物监测模块和北斗定位和短报文通信模块连接，用以控制所述空气细颗粒物监测模块的工作状态，并将接收到的监测数据和测试点位置信息打包后发送至北斗定位和短报文通信模块；所述第一供电模块分别与所述空气细颗粒物监测模块、北斗定位和短报文通信模块和主控制器连接，用以提供电力；所述网关设备包括网络通信模块、北斗短报文通信模块、网关控制器和第二供电模块，其中：所述北斗短报文通信模块与北斗卫星通信连接，用以接收监测终端设备通过北斗卫星发出的报文信息并将接收到的报文信息发送至网关控制器；所述网关控制器分别与所述网络通信模块和北斗短报文通信模块连接，用以对接收到的北斗短报文通信模块发送的报文信息进行验证，并将正确的报文信息发送至所述网络通信模块；所述网络通信模块与所述网关控制器连接，用以将接收到是正确的报文信息通过网络通信发送至云平台；所述第二供电模块分别与网络通信模块、北斗短报文通信模块和网关控制器连接，用以提供电力。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张日华，
申请(专利权)人：上海美迪索科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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