大气污染物浓度超标预警系统技术方案

本发明专利技术提供了大气污染物浓度超标预警系统，包括车载子系统、监测中心和可视化子系统；所述车载子系统包括北斗卫星导航模块、数据采集模块和无线通信模块；车载子系统通过北斗卫星导航模块获取观测位置数据，通过数据采集模块获取并预处理观测位置的污染物浓度数据，经无线通信模块传输至监测中心；其中数据采集模块包括被配置为获取观测位置的污染物浓度数据的传感监测装置和被配置为对传感监测装置获取的污染物浓度数据进行异常数据剔除处理的数据预处理装置；所述监测中心对接收的数据进行实时处理，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时进行报警，以及将处理后的数据上传至可视化子系统。

【技术实现步骤摘要】
大气污染物浓度超标预警系统
本专利技术涉及大气污染监测
，具体涉及大气污染物浓度超标预警系统。
技术介绍
有针对性的进行大气污染防控与治理，需要对城市内大气污染时空分布进行监控。而从当前城市大气污染物浓度监控现状来看，整体处于测站密度过低、难以实时测量的状况。现有技术中，大气污染物浓度观测主要以地面气象站观测和应急移动观测为主。对于地面气象站观测来说，建设成本高且受环境限制，分布密度过低，无法适应城市内大气污染物浓度分布实时监控的需求；而对于移动观测来说，为获得尽可能同时次的多的数据，需要大量的移动观测车辆，这样观测的成本也将非常高，在业务研究污染物浓度实时分布中也失去了实际意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供大气污染物浓度超标预警系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了大气污染物浓度超标预警系统，包括车载子系统、监测中心和可视化子系统；所述车载子系统包括北斗卫星导航模块、数据采集模块和无线通信模块；车载子系统通过北斗卫星导航模块获取观测位置数据，通过数据采集模块获取并预处理观测位置的污染物浓度数据，经无线通信模块传输至监测中心；其中数据采集模块包括被配置为获取观测位置的污染物浓度数据的传感监测装置和被配置为对传感监测装置获取的污染物浓度数据进行异常数据剔除处理的数据预处理装置；所述监测中心对接收的数据进行实时处理，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时进行报警，以及将处理后的数据上传至可视化子系统。优选地，传感监测装置包括汇聚节点和多个传感器节点，网络拓扑构建时传感器节点通过竞选操作选出簇头，并根据选举出的簇头进行分簇；簇头被配置为将簇内传感器节点采集的污染物浓度数据汇总并发送至汇聚节点；汇聚节点被配置为将各簇头汇总的污染物浓度数据发送至数据预处理装置；所述传感器节点包括下列传感器的一种或多种：一氧化碳浓度传感器、二氧化硫浓度传感器、一氧化氮浓度传感器、颗粒物浓度传感器优选地，所述监测中心包括：接收模块、分析预警模块、存储模块和上传模块；所述接收模块被配置为接收观测位置数据及相应的污染物浓度数据；所述分析预警模块被配置为将污染物浓度数据与对应预设阈值范围进行比较，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时输出报警信号；所述存储模块被配置为将接收的数据以二进制或者十进制的方式储存，为后续使用提供数据源；所述上传模块被配置为将处理好的标准化数据上传到可视化子系统。优选地，所述可视化子系统包括：区域实时动态分布单元、污染物的预报产品以及数据结果发布模块；所述区域实时动态分布单元被配置为显示城市大气污染物浓度的实时分布图以及固定地点污染物浓度随时间变化的趋势图；所述污染物的预报产品被配置为输出区域空气质量的评估、未来发展趋势的预报以及出行方面的建议；所述数据结果发布模块被配置为在客户端上发布观测数据结果和相关产品。本专利技术的有益效果为：基于北斗卫星导航模块的实时定位功能，以城市公交系统为平台，建立城市大气污染物浓度观测网，实现大气污染物浓度移动观测，观测结果更加及时、准确，为城市大气污染防控与治理提供有效支撑数据。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个示例性实施例的大气污染物浓度观测系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个示例性实施例的车载子系统的结构示意框图；图3是本专利技术一个示例性实施例的监测中心的结构示意框图。附图标记：车载子系统1、监测中心2、可视化子系统3、北斗卫星导航模块10、数据采集模块20、无线通信模块30、接收模块100、分析预警模块200、存储模块300、上传模块400。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1、图2，本专利技术实施例提供了大气污染物浓度超标预警系统，包括车载子系统1、监测中心2和可视化子系统3；所述车载子系统1包括北斗卫星导航模块10、数据采集模块20和无线通信模块30；车载子系统1通过北斗卫星导航模块10获取观测位置数据，通过数据采集模块20获取并预处理观测位置的污染物浓度数据，经无线通信模块30传输至监测中心2；其中数据采集模块20包括被配置为获取观测位置的污染物浓度数据的传感监测装置和被配置为对传感监测装置获取的污染物浓度数据进行异常数据剔除处理的数据预处理装置；所述监测中心2对接收的数据进行实时处理，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时进行报警，以及将处理后的数据上传至可视化子系统3。在一个实施例中，传感监测装置包括汇聚节点和多个传感器节点，网络拓扑构建时传感器节点通过竞选操作选出簇头，并根据选举出的簇头进行分簇；簇头被配置为将簇内传感器节点采集的污染物浓度数据汇总并发送至汇聚节点；汇聚节点被配置为将各簇头汇总的污染物浓度数据发送至数据预处理装置；所述传感器节点包括下列传感器的一种或多种：一氧化碳浓度传感器、二氧化硫浓度传感器、一氧化氮浓度传感器、颗粒物浓度传感器在一个实施例中，如图3所示，监测中心2包括：接收模块100、分析预警模块200、存储模块300和上传模块400；所述接收模块100被配置为接收观测位置数据及相应的污染物浓度数据；所述分析预警模块200被配置为将污染物浓度数据与对应预设阈值范围进行比较，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时输出报警信号；所述存储模块300被配置为将接收的数据以二进制或者十进制的方式储存，为后续使用提供数据源；所述上传模块400被配置为将处理好的标准化数据上传到可视化子系统3。在一个实施例中，所述可视化子系统包括：区域实时动态分布单元、污染物的预报产品以及数据结果发布模块；所述区域实时动态分布单元被配置为显示城市大气污染物浓度的实时分布图以及固定地点污染物浓度随时间变化的趋势图；所述污染物的预报产品被配置为输出区域空气质量的评估、未来发展趋势的预报以及出行方面的建议；所述数据结果发布模块被配置为在客户端上发布观测数据结果和相关产品。本专利技术上述实施例基于北斗卫星导航模块10的实时定位功能，以城市公交系统为平台，建立城市大气污染物浓度观测网，实现大气污染物浓度移动观测，观测结果更加及时、准确，为城市大气污染防控与治理提供有效支撑数据。在一个实施中，簇头选择簇内的一个传感器节点作为数据收集节点，簇内的其余传感器节点根据距离将采集的污染物浓度数据发送至该数据收集节点或对应簇头；当数据收集节点接收到的污染物浓度数据量达到其最大缓存时，数据收集节点将接收的污染物浓度数据转发至簇头。其中，其余传感器节点根据距离将采集的污染物浓度数据发送至该数据收集节点或对应簇头，即：当与数据收集节点之间的距离更近时，传感器节点将采集的污染物浓度数据发送至数据收集节点，当与簇头的距离更近时，传感器节点将采集的污染物浓度数据发送至该簇头。其中，簇头选择簇内的一个传感器节点作为数据收集节点，包括：(1)簇头获取簇内各传感器节点的节点度，并计算簇内所有传感器节点的节点度平均值，其中传感器节点的节点度为位于该传感器节点通信范围内的邻居节点数目；(2)簇头选择节点度大于所述节点度平均值的簇内传感器节点作为备选节点，构建备选节点列表；(3)初始时，簇头向簇内各备选节点发送节点竞选消息，并记录各备选节点的响应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大气污染物浓度超标预警系统，其特征是，包括车载子系统、监测中心和可视化子系统；所述车载子系统包括北斗卫星导航模块、数据采集模块和无线通信模块；车载子系统通过北斗卫星导航模块获取观测位置数据，通过数据采集模块获取并预处理观测位置的污染物浓度数据，经无线通信模块传输至监测中心；其中数据采集模块包括被配置为获取观测位置的污染物浓度数据的传感监测装置和被配置为对传感监测装置获取的污染物浓度数据进行异常数据剔除处理的数据预处理装置；所述监测中心对接收的数据进行实时处理，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时进行报警，以及将处理后的数据上传至可视化子系统。

【技术特征摘要】
1.大气污染物浓度超标预警系统，其特征是，包括车载子系统、监测中心和可视化子系统；所述车载子系统包括北斗卫星导航模块、数据采集模块和无线通信模块；车载子系统通过北斗卫星导航模块获取观测位置数据，通过数据采集模块获取并预处理观测位置的污染物浓度数据，经无线通信模块传输至监测中心；其中数据采集模块包括被配置为获取观测位置的污染物浓度数据的传感监测装置和被配置为对传感监测装置获取的污染物浓度数据进行异常数据剔除处理的数据预处理装置；所述监测中心对接收的数据进行实时处理，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时进行报警，以及将处理后的数据上传至可视化子系统。2.根据权利要求1所述的大气污染物浓度超标预警系统，其特征是，传感监测装置包括汇聚节点和多个传感器节点，网络拓扑构建时传感器节点通过竞选操作选出簇头，并根据选举出的簇头进行分簇；簇头被配置为将簇内传感器节点采集的污染物浓度数据汇总并发送至汇聚节点；汇聚节点被配置为将各簇头汇总的污染物浓度数据发送至数据预处理装置；所述传感器节点包括下列传感器的一种或多种：一氧化碳浓度传感器、二氧化硫浓度传感器、一氧化氮浓度传感器、颗粒物浓度传感器。3.根据权利要求1所述的大气污染物浓度超标预警系统，其特征是，所述监测中心包括：接收模块、分析预警模块、存储模块和上传模块；所述接收模块被配置为接收观测位置数据及相应的污染物浓度数据；所述分析预警模块被配置为将污染物浓度数据与对应预设阈值范围进行比较，在污染物浓度数据超出预设阈值范围时输出报警信号；所述存储模块被配置为将接收的数据以二进制或者十进制的方式储存，为后续使用提供数据源；所述上传模块被配置为将处理好的标准化数据上传到可视化子系统。4.根据权利要求1所述的大气污染物浓度超标预警系统，其特征是，所述可视化子系统包括：区域实时动态分布单元、污...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，
申请(专利权)人：深圳森阳环保材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44