一种智能的基于大数据的空气污染监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，包括大数据处理中心和多个监测装置，每个监测装置皆连接至大数据处理中心，每个监测装置用于采集一个空气污染监测区域内的多个空气污染监测节点的空气污染监测数据；大数据处理中心用于对采集的空气污染监测数据进行处理分析，实现对空气污染的实时监测；每个监测装置包括设置于各个空气污染监测节点的传感器节点，还包括汇聚节点，传感器节点用于采集所在空气污染监测节点的空气污染监测数据，汇聚节点负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。本发明专利技术基于大数据处理技术和无线传感器网络技术，实现空气污染的实时监测和相关数据的统一分析处理。

【技术实现步骤摘要】
一种智能的基于大数据的空气污染监测系统
本专利技术涉及空气污染监测
，具体涉及一种智能的基于大数据的空气污染监测系统。
技术介绍
相关技术中，对城市空气污染监测的方法主要有：(1)传统方法，即人工取样实验室分析的方法。这种方法只能得到空气污染监测区域内某段时间内的监测值，无法进行实时监测，监测结果受人为的影响很大，同时，当空气污染监测区域有害气体浓度很高时会严重伤害监测人员的身体健康；(2)目前比较流行的在线监测，多采用国外进口的自动化空气环境监测设备进行监测，这种监测方法，尽管能够实现实时监测，但所用设备结构复杂、价格昂贵、难以维护、运营成本高且其工作环境苛刻。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种智能的基于大数据的空气污染监测系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，包括大数据处理中心和多个监测装置，每个监测装置皆连接至大数据处理中心，每个监测装置用于采集一个空气污染监测区域内的多个空气污染监测节点的空气污染监测数据；大数据处理中心用于对采集的空气污染监测数据进行处理分析，实现对空气污染的实时监测；每个监测装置包括设置于各个空气污染监测节点的传感器节点，还包括汇聚节点，传感器节点用于采集所在空气污染监测节点的空气污染监测数据，汇聚节点负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。在一种能够实现的方式中，大数据处理中心包括数据预处理单元，所述数据预处理单元用于对监测装置采集的空气污染监测数据进行预处理。进一步地，所述大数据处理中心还包括数据存储单元以及数据分析单元，数据存储单元用于存储预处理后的空气污染监测数据；所述数据分析单元用于判断所接收的空气污染监测数据是否超出对应的阈值范围，在超出时向预设的用户终端发出报警信息。在一种能够实现的方式中，所述报警信息包括超出对应的阈值范围的空气污染监测数据列表以及对应的传感器节点标识。在一种能够实现的方式中，所述数据存储单元按照空气污染监测区域的不同对预处理后的空气污染监测数据进行对应分类存储。在一种能够实现的方式中，传感器节点包括至少一种下述的传感器：粉尘传感器，用于实时检测所述空气污染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污染监测区域中的PM2.5污染物的浓度；甲醛传感器，用于实时检测所述空气污染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污染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污染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污染监测区域中的二氧化碳的浓度。本专利技术的有益效果为：基于大数据处理技术和无线传感器网络技术，实现空气污染的实时监测和相关数据的统一分析处理，提高对空气污染的监测能力，智能便捷，节省人力。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空气污染智能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大数据处理中心的结构示意框图。附图标记：监测装置1、大数据处理中心2、数据预处理单元10、数据存储单元20、数据分析单元30。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，本实施例提供的一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，包括多个监测装置1和大数据处理中心2，每个监测装置1皆连接至大数据处理中心2，每个监测装置1用于采集一个空气污染监测区域内的多个空气污染监测节点的空气污染监测数据；大数据处理中心2用于对采集的空气污染监测数据进行处理分析，实现对空气污染的实时监测。每个监测装置1包括设置于各个空气污染监测节点的传感器节点，还包括汇聚节点，传感器节点用于采集所在空气污染监测节点的空气污染监测数据，汇聚节点负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。在一种能够实现的方式中，如图2所示，大数据处理中心2包括数据预处理单元10，所述数据预处理单元10用于对监测装置1采集的空气污染监测数据进行预处理。进一步地，所述大数据处理中心2还包括数据存储单元20以及数据分析单元30，数据存储单元20用于存储预处理后的空气污染监测数据；所述数据分析单元30用于判断所接收的空气污染监测数据是否超出对应的阈值范围，在超出时向预设的用户终端发出报警信息。在一种能够实现的方式中，所述报警信息包括超出对应的阈值范围的空气污染监测数据列表以及对应的传感器节点标识。在一种能够实现的方式中，所述数据存储单元20按照空气污染监测区域的不同对预处理后的空气污染监测数据进行对应分类存储。在一种能够实现的方式中，传感器节点包括至少一种下述的传感器：粉尘传感器，用于实时检测所述空气污染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污染监测区域中的PM2.5污染物的浓度；甲醛传感器，用于实时检测所述空气污染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污染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污染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污染监测区域中的二氧化碳的浓度。本专利技术上述实施例基于大数据处理技术和无线传感器网络技术，实现空气污染的实时监测和相关数据的统一分析处理，提高对空气污染的监测能力，智能便捷，节省人力。在一种能够实现的方式中，所述对监测装置1采集的空气污染监测数据进行预处理，包括：对同一传感器节点所采集的空气污染监测数据按照采集的时间顺序进行检测，将空气污染监测数据xj与其后两个空气污染监测数据xj+1、xj+2进行比较，计算空气污染监测数据xj是否满足筛除条件，若满足，将空气污染监测数据xj筛除，继续对下一个空气污染监测数据进行检测，其中所述筛除条件为：式中，b为设定的变化率阈值。本实施例对监测装置1采集的空气污染监测数据进行预处理，将变化率较小的空气污染监测数据进行剔除，能够在保障空气污染监测数据本身精度的前提下减少应存储的空气污染监测数据的数量，有益于节约大数据处理中心2的存储空间。在一个实施例中，所述汇聚节点周期性地和与其距离在dmax范围内的传感器节点进行信息交互，获取与其距离在dmax范围内的传感器节点的能量信息，并根据所述能量信息确定直接通信阈值ZT，设置初始时ZT的值为dmin，并按照下列公式更新所述直接通信阈值ZT的值：式中，ZT(t)为第t次更新的直接通信阈值，Pavg0(t)[0,dnax]为第t次更新时与汇聚节点的距离在[0,dmax]范围内的传感器节点的平均初始能量，Pavg(t)[0,dnax]本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，其特征是，包括大数据处理中心和多个监测装置，每个监测装置皆连接至大数据处理中心，每个监测装置用于采集一个空气污染监测区域内的多个空气污染监测节点的空气污染监测数据；大数据处理中心用于对采集的空气污染监测数据进行处理分析，实现对空气污染的实时监测；每个监测装置包括设置于各个空气污染监测节点的传感器节点，还包括汇聚节点，传感器节点用于采集所在空气污染监测节点的空气污染监测数据，汇聚节点负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，其特征是，包括大数据处理中心和多个监测装置，每个监测装置皆连接至大数据处理中心，每个监测装置用于采集一个空气污染监测区域内的多个空气污染监测节点的空气污染监测数据；大数据处理中心用于对采集的空气污染监测数据进行处理分析，实现对空气污染的实时监测；每个监测装置包括设置于各个空气污染监测节点的传感器节点，还包括汇聚节点，传感器节点用于采集所在空气污染监测节点的空气污染监测数据，汇聚节点负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。


2.根据权利要求1所述的一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，其特征是，大数据处理中心包括数据预处理单元，所述数据预处理单元用于对监测装置采集的空气污染监测数据进行预处理。


3.根据权利要求2所述的一种智能的基于大数据的空气污染监测系统，其特征是，所述大数据处理中心还包括数据存储单元以及数据分析单元，数据存储单元用于存储预处理后的空气污染监测数据；所述数据分析单元用于判断所接收的空气污染监测数据是否超出对应的阈值范围，在超出时向预设的用户终端发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥，
申请(专利权)人：广州傲马科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44