一种实时智能的区域空气质量监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实时智能的区域空气质量监测系统，该系统包括感知子系统、计算机分析子系统、用户终端；感知子系统用于采集监测区域内的空气质量信息，感知子系统包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的传感器节点构建的无线传感器网络，传感器节点采集所在监测位置的空气质量信息，汇聚节点主要用于汇聚各传感器节点采集的空气质量信息并发送至所述计算机分析子系统；所述计算机分析子系统与多个用户终端连接，以将接收到的空气质量信息发送至所述多个用户终端。

A Real-time Intelligent Regional Air Quality Monitoring System

The invention provides a real-time intelligent regional air quality monitoring system, which includes a sensing subsystem, a computer analysis subsystem and a user terminal. The sensing subsystem is used to collect air quality information in the monitoring area. The sensing subsystem includes a wireless sensor network constructed by a sink node and a plurality of sensor nodes deployed in the monitoring area, and a sensor node. The gathering node is mainly used to gather the air quality information collected by each sensor node and send it to the computer analysis subsystem, which is connected with a plurality of user terminals to transmit the received air quality information to the plurality of user terminals.

【技术实现步骤摘要】
一种实时智能的区域空气质量监测系统
本专利技术涉及环境监控
，具体涉及一种实时智能的区域空气质量监测系统。
技术介绍
目前的空气质量检测，一般需要专业人员带着仪器上门，一次智能检测一个时间点或一个时间段的数据，不能反映空气质量的变化，而且不能多参数同时采集，无法智能化联网等弊端。空气质量监测主要是对空气中的常规污染因子和气象参数进行24小时连续在线的监测，将分析出的数据提供给客户作为空气质量好坏的参考，并辅助环保决策，其中待监测因子包括：污染颗粒物、二氧化碳、氧气、甲醛、以及其他有害物质等。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种实时智能的区域空气质量监测系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种实时智能的区域空气质量监测系统，该系统包括感知子系统、计算机分析子系统、多个用户终端；感知子系统用于采集监测区域内的空气质量信息，感知子系统包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的传感器节点构建的无线传感器网络，传感器节点采集所在监测位置的空气质量信息，汇聚节点主要用于汇聚各传感器节点采集的空气质量信息并发送至所述计算机分析子系统；所述计算机分析子系统与多个用户终端连接，以将接收到的空气质量信息发送至所述多个用户终端。在一种实施方式中，传感器节点设有传感器模块，传感器模块包括以下传感器的一种或多种：粉尘传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的粉尘污染物的浓度；PM2.5传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的PM2.5污染物的浓度；甲醛传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的甲醛污染物的浓度；有毒气体传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的有毒气体的浓度；异味传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的异味的浓度；二氧化碳传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的二氧化碳的浓度。在一种实施方式中，所述计算机分析子系统包括用于存储各传感器节点采集的空气质量信息的存储模块、用于显示各传感器节点采集的空气质量信息的显示模块，以及用于将空气质量信息发送至所述多个用户终端的发送模块。进一步地，所述计算机分析子系统还包括分析预警模块，用于对空气质量信息进行分析，在空气质量信息不符合设定的阈值条件时输出报警信息。本专利技术的有益效果为：利用无线传感器网络技术，实现了监测区域内空气质量信息的感知和采集，且能完成空气质量信息的实时共享。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一种实时智能的区域空气质量监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计算机分析子系统的结构示意框图。附图标记：感知子系统1、计算机分析子系统2、用户终端3、存储模块10、显示模块20、发送模块30、分析预警模块40。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，本专利技术实施例提供了一种实时智能的区域空气质量监测系统，该系统包括感知子系统1、计算机分析子系统2、多个用户终端3；感知子系统1用于采集监测区域内的空气质量信息，感知子系统1包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的传感器节点构建的无线传感器网络，传感器节点采集所在监测位置的空气质量信息，汇聚节点主要用于汇聚各传感器节点采集的空气质量信息并发送至所述计算机分析子系统2；所述计算机分析子系统2与多个用户终端3连接，以将接收到的空气质量信息发送至所述多个用户终端3。在一种实施方式中，传感器节点设有传感器模块，传感器模块包括以下传感器的一种或多种：粉尘传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的粉尘污染物的浓度；PM2.5传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的PM2.5污染物的浓度；甲醛传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的甲醛污染物的浓度；有毒气体传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的有毒气体的浓度；异味传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的异味的浓度；二氧化碳传感器，用于实时检测所述空气质量监测区域中的二氧化碳的浓度。在一种实施方式中，如图2所示，所述计算机分析子系统2包括用于存储各传感器节点采集的空气质量信息的存储模块10，以及用于显示各传感器节点采集的空气质量信息的显示模块20。计算机分析子系统2还包括用于将空气质量信息发送至所述多个用户终端3的发送模块30。进一步地，所述计算机分析子系统2还包括分析预警模块40，用于对空气质量信息进行分析，在空气质量信息不符合设定的阈值条件时输出报警信息。所述的输出报警信息，包括向多个用户终端3输出报警信息，和/或向显示模块20输出报警信息。本实施例实现了对空气质量异常的及时预警。其中阈值条件的设定，可以根据实际情况进行设置。在一种实施方式中，可针对不同空气质量信息设置不同的标准阈值，当空气质量信息超出对应的标准阈值判定该空气质量信息为异常，进而输出报警信息。其中，该报警信息可包括异常的空气质量信息，和/或异常的空气质量信息产生的位置。本专利技术上述实施例利用无线传感器网络技术，实现了监测区域内空气质量信息的实时感知和采集，且能完成空气质量信息的实时共享。在一种能够实现的方式中，初始时传感器节点将自己的发送距离调至最大，若传感器节点到汇聚节点的距离未超过传感器节点的当前发送距离，传感器节点直接将采集的空气质量信息发送至汇聚节点，否则，传感器节点将采集的空气质量信息发送至下一跳节点，以通过多跳转发的形式将空气质量信息发送至汇聚节点；设邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点，网络初始时，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，并从其邻居节点集中选择相对于其距离汇聚节点更近的一跳邻居节点作为候选节点，为每个候选节点分配优先等级，从而将候选节点分为一级候选节点、二级候选节点；传感器节点选择下一跳节点时，先向一级候选节点发送请求消息并启动计时器，在计时结束后若收到一级候选节点的反馈信息，则选择最先接到的反馈信息所对应的一级候选节点作为下一跳节点；在计时结束后若未收到一级候选节点的反馈信息，传感器节点则向二级候选节点发送请求消息并启动计时器，在计时结束后若收到二级候选节点的反馈信息，则选择最先接到的反馈信息所对应的二级候选节点作为下一跳节点，在计时结束后若未收到二级候选节点的反馈信息，传感器节点选择距离最近的候选节点作为下一跳节点。本实施例中传感器节点将相对于其距离汇聚节点更近的一跳邻居节点作为候选节点，构建作为下一跳节点候选的候选节点集，限制了传感器节点至汇聚节点的路由路径的长度和方向，保障了空气质量信息的单向传输。其中，为每个候选节点分配优先等级，包括：(1)计算各候选节点的权值：式中，Lij为传感器节点i的候选节点j的权值，H(i，j)为传感器节点i与该候选节点j的距离，H(i，d)为传感器节点i与其第d个候选节点的距离，H(j，s)为该候选节点j与汇聚节点的距离，H(d，s)为所述第d个候选节点与汇聚节点的距离，ni为传感器节点i的候选节点数量，wi为传感器节点i的邻居节点数量，wj为所述候选节点j的邻居节点数量，wi∩wj为传感器节点i与候选节点j所拥有的共同邻居节点的数量，x1、x2为预设的影响因子，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时智能的区域空气质量监测系统，其特征是，包括感知子系统、计算机分析子系统、用户终端；感知子系统用于采集监测区域内的空气质量信息，感知子系统包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的传感器节点构建的无线传感器网络，传感器节点采集所在监测位置的空气质量信息，汇聚节点主要用于汇聚各传感器节点采集的空气质量信息并发送至所述计算机分析子系统；所述计算机分析子系统与多个用户终端连接，以将接收到的空气质量信息发送至所述多个用户终端；初始时传感器节点将自己的发送距离调至最大，若传感器节点到汇聚节点的距离未超过传感器节点的当前发送距离，传感器节点直接将采集的空气质量信息发送至汇聚节点，否则，传感器节点将采集的空气质量信息发送至下一跳节点，以通过多跳转发的形式将空气质量信息发送至汇聚节点；设邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点，网络初始时，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，并从其邻居节点集中选择相对于其距离汇聚节点更近的一跳邻居节点作为候选节点，为每个候选节点分配优先等级，从而将候选节点分为一级候选节点、二级候选节点；传感器节点选择下一跳节点时，先向一级候选节点发送请求消息并启动计时器，在计时结束后若收到一级候选节点的反馈信息，则选择最先接到的反馈信息所对应的一级候选节点作为下一跳节点；在计时结束后若未收到一级候选节点的反馈信息，传感器节点则向二级候选节点发送请求消息并启动计时器，在计时结束后若收到二级候选节点的反馈信息，则选择最先接到的反馈信息所对应的二级候选节点作为下一跳节点，在计时结束后若未收到二级候选节点的反馈信息，传感器节点选择距离最近的候选节点作为下一跳节点。...

【技术特征摘要】
1.一种实时智能的区域空气质量监测系统，其特征是，包括感知子系统、计算机分析子系统、用户终端；感知子系统用于采集监测区域内的空气质量信息，感知子系统包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的传感器节点构建的无线传感器网络，传感器节点采集所在监测位置的空气质量信息，汇聚节点主要用于汇聚各传感器节点采集的空气质量信息并发送至所述计算机分析子系统；所述计算机分析子系统与多个用户终端连接，以将接收到的空气质量信息发送至所述多个用户终端；初始时传感器节点将自己的发送距离调至最大，若传感器节点到汇聚节点的距离未超过传感器节点的当前发送距离，传感器节点直接将采集的空气质量信息发送至汇聚节点，否则，传感器节点将采集的空气质量信息发送至下一跳节点，以通过多跳转发的形式将空气质量信息发送至汇聚节点；设邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点，网络初始时，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，并从其邻居节点集中选择相对于其距离汇聚节点更近的一跳邻居节点作为候选节点，为每个候选节点分配优先等级，从而将候选节点分为一级候选节点、二级候选节点；传感器节点选择下一跳节点时，先向一级候选节点发送请求消息并启动计时器，在计时结束后若收到一级候选节点的反馈信息，则选择最先接到的反馈信息所对应的一级候选节点作为下一跳节点；在计时结束后若未收到一级候选节点的反馈信息，传感器节点则向二级候选节点发送请求消息并启动计时器，在计时结束后若收到二级候选节点的反馈信息，则选择最先接到的反馈信息所对应的二级候选节点作为下一跳节点，在计时结束后若未收到二级候选节点的反馈信息，传感器节点选择距离最近的候选节点作为下一跳节点。2.根据权利要求1所述的一种实时智能的区域空气质量监测系统，其特征是，为每个候选节点分配优先等级，包括：(1)计算各候选节点的权值：式中，Lij为传感器节点i...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：广州优里贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44