基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统。将温度传感器、湿度传感器、风速传感器、气压传感器、PM2.5传感器、光照度传感器、噪音传感器集中安装在手机的顶部，分别通过A/D转换电路与MCU进行数据的传输。手机中的SIM卡安装在现有的GSM/3G/4G通信电路中，手机中安装有定位模块，通过通信天线将环境气候数据和位置信息发送到后台数据库中。后台数据库中综合有多个手机端发送来的城市地理位置数据和环境气候数据，将这写数据综合后再返回到每个手机端。手机端的应用中嵌有城市环境气候数据模块，在安装应用的时候，手机已经把当地城市地图下载到手机中，最后每个手机端用户都可以查询到城市的每个位置的环境气候数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气候监测系统领域，特别是涉及一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统。
技术介绍
由于城市化使得城市区域形成一种特殊的局地气候状况和特点。城市的发展，改变和破坏了原来的自然条件。如绝大部分的自然植被被建筑物、沥青或水泥马路所代替；人们的生产活动和生活活动增加了额外的热源；城市工业排放出的大量烟尘和气溶胶等。气候发生了一些微小的变化，呈现出了城市气候。从宏观角度，现阶段城市气候主要呈现出几大特点：气温高，以水泥、砖石、沥青为主的下垫面具有较大的导热率和热容量；白天湿度低，夜晚湿度大，城市中由于下垫面多为建筑物和不透水的路面，蒸发量、蒸腾量小；风速小，城市的建筑群增大了地面粗糙度，因此风速一般小于郊区；太阳辐射弱，城市上空烟尘杂质较多，使得太阳辐射量大约比郊区减少10～15%；能见度差，城市大气中由于大量烟尘粒子对光线的散射和吸收，以及城区大气凝结核浓度大，雾日多，均使大气能见度降低；降水多，城市的热岛效应增强了空气的热对流。所以城市建筑的高度、位置等规划会直接影响城市气候。随着物质生活水平的迅速发展，人们不再满足于基本的物质保障，而是追求更好的环境舒适度。城市气候分布直接体现了环境舒适度，根据城市气候分布图，人们能够获知现有城市建筑对气候的影响，从而对未来城市建筑做出更加合理的规划。传统城市气候数据采集的思路是在城市中各处设立数据传感器，再通过无线通讯网络将数据收集进行分析，但是由于成本太高难以实施。2015年12月联合国国际电信联盟在日内瓦总部发布的年度旗舰报告中显示，全球手机用户接近71亿，已覆盖95%以上的世界人口。中国现有的手机QQ、微信等应用中已经利用手机中的振动传感器采集人体运动数据，随着各类传感器的小型化和成本的降低，在手机中添加各类环境气候传感器，结合流行的移动终端，这样每部手机都是一个数据采集终端，这些数据最终被汇总到城市环境气候分布图中，人们可以方便的共享这些数据。所以这种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统具备广阔的市场前景，每个手机用户都是这一系统的参与者和受益者。这为将来的城市规划方案提供了大量的数据支撑，为进一步提高居民生活的舒适性打好基础，也会成为人类科技发展的又一个里程碑。
技术实现思路
因此，本专利技术为了采集城市环境气候数据，提供一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，能够利用手机精确捕小范围内的环境气候数据，并且同时获知城市其余具体方位的气候数据，为人们的活动选址或购房选址以及为下一步城市建筑规划提供有效的数据支撑。本专利技术提供一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，硬件包括手机、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、气压传感器、PM2.5传感器、光照度传感器、噪音传感器、后台服务器；所述温度传感器、湿度传感器、风速传感器、气压传感器、PM2.5传感器、光照度传感器、噪音传感器集中安装在手机的顶部，分别通过A/D转换电路与MCU进行数据的传输。所述温度传感器采用石英晶体温度传感器，石英晶体的谐振频率随温度变化的灵敏度、线性度和稳定性都较好，测量精度高，分辨率可达0.001℃以上。所述湿度传感器采用氧化铝湿度传感器，体积微小、灵敏度高、响应速度快。所述风速传感器采用超声波风速传感器，性能可靠并且精度高。所述气压传感器采用贴片式气压传感器，体积小并且成本低廉。所述PM2.5传感器采用红外线PM2.5传感器，根据空气中颗粒反射光的强度判断颗粒浓度。所述光照度传感器采用晶体硅光伏传感器，测量范围宽、线形度好。所述噪音传感器采用电容薄膜式噪音传感器，无需校准自动调零。这种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统的原理是：手机中的SIM卡安装在现有的GSM/3G/4G通信电路中，通过通信天线将环境气候数据发送到后台数据库中。现在手机中安装有GPS或BDS模块，在传输环境气候数据的同时，将地理位置信息也发送到后台的数据库中。后台数据库中综合有多个手机端发送来的城市地理位置数据和环境气候数据，将这写数据综合后再返回到每个手机端。手机端的应用中嵌有城市环境气候数据模块，在安装应用的时候，手机已经把当地城市地图下载到手机中，最后每个手机端用户都可以查询到城市的每个位置的环境气候数据。本专利技术具有的有益效果是：（1）使用手机作为传感器载体，满足市场需求的同时摊平系统的数据采集成本；（2）采用多种微型传感器，环境气候数据采集精准且全面；（3）建立数据库对数据进行综合后再反馈给手机用户，实现数据的共同采集和分享；（4）搭配移动终端中的地图，实现城市环境气候数据的实时更新和查询。所以，这种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，能够有效的监测手机端位置的温度、湿度、风速、气压、PM2.5、光照度、噪音数据，并对获取的数据进行综合再反馈给手机端用户，实现每个手机用户都可查询城市环境气候数据的目的，这为将来的城市规划方案提供了大量的数据支撑，为进一步提高居民生活的舒适性打好基础。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本专利技术而了解。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。图1是多个手机端和数据库中间的数据传递示意图。图2是手机端的各种传感器的整体分布图。图3是手机端的各种传感器的局部放大图。图4是本专利技术中各元件的连接示意图。图5是本专利技术的原理流程图。图中标号：1-温度传感器，2-湿度传感器，3-风速传感器，4-气压传感器，5-PM2.5传感器，6-光照度传感器，7-噪音传感器，a-手机，b-环境气候传感器区域。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统作进一步的详细描述。如图1-图3所示，一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其传感器安装在手机上，主要包括：温度传感器1，湿度传感器2，风速传感器3，气压传感器4，PM2.5传感器5，光照度传感器6，噪音传感器7。所述温度传感器1、湿度传感器2、风速传感器3、气压传感器4、PM2.5传感器5、光照度传感器5、噪音传感器6集中安装在手机的顶部，如图4所述，这些传感器分别通过A/D转换电路与MCU进行数据的传递。进一步的，所述温度传感器1采用石英晶体温度传感器。石英晶体的固有频率随着温度的变化而变化，温度系数随着石英晶体切割角度的改变而改变，因此将切割好的固定温度系数的石英晶体作为振子，置于谐振回路中，通过捕捉石英晶体振动频率即可获知具体温度。进一步的，所述湿度传感器2采用氧化铝湿度传感器。空气的干湿程度，是用空气中水蒸气的密度来表示的，当空气中的水蒸气吸附到氧化铝薄膜上时，氧化铝的电阻率发生改变，直接影响阻值发生改变，利用这一特性，即可获知空气湿度值。进一步的，所述风速传感器3采用超声波风速传感器。超声波风速传感器的端部设有超声波发出触点和超声波接收触点，超声波由发出触点传播到接收触点，空气的流动速度会影响到超声波的传播速度，所以根据超声波的传播时间即可获得风速。进一步的，所述气压传感器4采用贴片式气压传感器。贴片为对压强敏感的薄膜，它连接了一个柔性电阻器，当被测气体的压强降低或升高时，这个薄膜变形，该电阻器的阻值将会改变，电阻器的阻值发生变化。从传感元件取得0-5V的信号电压，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其特征在于，传感器安装在手机上，主要包括：温度传感器(1)，湿度传感器(2)，风速传感器(3)，气压传感器(4)，PM2.5传感器(5)，光照度传感器(6)，噪音传感器(7)；上述传感器集中安装在手机的顶部，分别通过A/D转换电路与MCU进行数据的传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其特征在于，传感器安装在手机上，主要包括：温度传感器(1)，湿度传感器(2)，风速传感器(3)，气压传感器(4)，PM2.5传感器(5)，光照度传感器(6)，噪音传感器(7)；上述传感器集中安装在手机的顶部，分别通过A/D转换电路与MCU进行数据的传输。2.根据权利要求1所述的基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其特征在于，所述温度传感器(1)采用石英晶体温度传感器。3.根据权利要求1所述的基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其特征在于，所述湿度传感器(2)采用氧化铝湿度传感器。4.根据权利要求1所述的基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其特征在于，所述风速传感器(3)采用超声波风速传感器。5.根据权利要求1所述的基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共享系统，其特征在于，所述气压传感器(4)采用贴片式气压传感器。6.根据权利要求1所述的基于移动终端的智慧城市环境气候数据采集共...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜基，乔志勇，汤茂江，洪毅，童丽闺，
申请(专利权)人：厦门精图信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35