用于网格化监控网络的传感器配对方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及环境监测技术领域，提出了用于网格化监控网络的传感器配对方法及系统，用于网格化监控网络的传感器配对方法包括：步骤S1：选择与标准设备距离最远的传感器设备作为校准发起设备；步骤S2：以校准发起设备为原点、从校准发起设备到标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以校准发起设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C1；步骤S3：选择位于半圆C1内、且监测数据与校准发起设备最接近的传感器设备，作为中间校准设备。通过上述技术方案，解决了现有技术中网格化传感器自适应校准效果差的问题。校准效果差的问题。校准效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于网格化监控网络的传感器配对方法及系统


[0001]本专利技术涉及环境监测
，具体的，涉及用于网格化监控网络的传感器配对方法。

技术介绍

[0002]空气质量网格化传感器监测系统是一种通过点，线，面的布局方式，将城市空气监测作为一个整体化实现空气质量数据在线监测，收集的系统。它主要是面向环境管理部门，旨在帮助并解决区域内环境空气质量监测的难题，准确实时的提供大气污染的监测，评价，分析帮助用户掌握区域内的环境空气质量，发现污染特征状况，为大气污染的防治提供技术上的支持。网格化传感器在使用过程中必须定时进行校准才能保证数据质量，也就是传感器设备要与标准设备进行驯化学习。结合实际情况，传感器设备的校准可以选择自适应校准或现场校准，其中，自适应校准通过结合现场安装情况，利用先进的云平台在数据发生漂移时对仪器进行自动校准；现场校准采用移动监测车或者便携式国标法校准设备，可对一定范围内的传感器数据进行实时在线比对、验证、校准，消除各地传感器设备因本底污染浓度值差异以及传感器漂移造成的监测数据漂移的问题。自适应校准简单快捷，但是由于各传感器设备与标准设备所处位置不同、大气环境不同，导致自适应校准出现偏差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出用于网格化监控网络的传感器配对方法及系统，解决了现有技术中网格化传感器自适应校准效果差的问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一方面，用于网格化监控网络的传感器配对方法，应用于一种网格化传感器监控网络，所述网格化传感器监控网络包括均与标准设备通信连接的多个传感器设备，所述标准设备和所述传感器设备均设置有GPS定位模块，包括：
[0006]步骤S1：选择与所述标准设备距离最远的传感器设备作为校准发起设备；
[0007]步骤S2：以所述校准发起设备为原点、从所述校准发起设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述校准发起设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C1；
[0008]步骤S3：选择位于半圆C1内、且监测数据与所述校准发起设备最接近的传感器设备，作为中间校准设备；
[0009]步骤S4：以所述中间校准设备为原点，从所述中间校准设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述中间校准设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C2；
[0010]步骤S5：选择位于半圆C2内、且监测数据与中间校准设备最接近的传感器设备，作为新的中间校准设备；
[0011]步骤S6：重复步骤S4～S5，直到所述标准设备位于半圆C2内；
[0012]步骤S7：根据GPS定位信息，按照从标准设备到校准发起设备的方向，将各中间校准设备进行排序，以标准设备的监测数据为基准，对第一个中间校准设备进行校准，以当前中间校准设备的监测数据为基准，对后一个中间校准设备进行校准，以最后一个中间校准设备的监测数据为基准，对校准发起设备进行校准。
[0013]另一方面，用于网格化监控网络的传感器配对系统，应用于一种网格化传感器监控网络，所述网格化传感器监控网络包括均与标准设备通信连接的多个传感器设备，所述标准设备和所述传感器设备均设置有GPS定位模块，包括：
[0014]第一计算单元，用于选择与所述标准设备距离最远的传感器设备作为校准发起设备；
[0015]第一处理单元，用于以所述校准发起设备为原点、从所述校准发起设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述校准发起设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C1；
[0016]第二处理单元，用于选择位于半圆C1内、且监测数据与所述校准发起设备最接近的传感器设备，作为中间校准设备；
[0017]第三处理单元，用于执行步骤S4：以所述中间校准设备为原点，从所述中间校准设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述中间校准设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C2；
[0018]及步骤S5：选择位于半圆C2内、且监测数据与中间校准设备最接近的传感器设备，作为新的中间校准设备；
[0019]及步骤S6：重复步骤S4～S5，直到所述标准设备位于半圆C2内；
[0020]第四处理单元，用于根据GPS定位信息，按照从标准设备到校准发起设备的方向，将各中间校准设备进行排序，以标准设备的监测数据为基准，对第一个中间校准设备进行校准，以当前中间校准设备的监测数据为基准，对后一个中间校准设备进行校准，以最后一个中间校准设备的监测数据为基准，对校准发起设备进行校准。
[0021]本专利技术的工作原理及有益效果为：
[0022]本专利技术在进行传感器设备校准时，首先进行各传感器设备的配对，由距离标准设备最远的传感器设备(以下简称校准发起设备)发起，校准发起设备在其附近的传感器设备中选择监测数据最接近的一个传感器设备作为中间校准设备，然后按照从校准发起设备到标准设备的方向，中间校准设备再从其前方的传感器设备中选择一个监测数据最接近的传感器设备，作为新的中间校准设备，如此循环，直到标准设备位于最后一个中间校准设备的半径C2范围内。其中，直角坐标系中，X轴坐标值为正的一侧为X轴正半平面。
[0023]确定好所有的中间校准设备之后，根据GPS定位信息，按照从标准设备到校准发起设备的方向，标准设备的监测数据作为标准数据传递给第一个中间校准设备，完成第一个中间校准设备的校准；然后第二个中间校准设备的监测数据作为标准数据传递给第二个中间设备，完成第二个中间校准设备的校准；依次类推，最后一个中间校准设备的监测数据作为标准数据传递给校准发起设备，完成校准发起设备的校准。由于相邻两个中间校准设备的监测数据最接近，在一段时间内污染状况最接近，有效保证了传感器设备自适应校准的准确性。
附图说明
[0024]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]图1为本专利技术配对方法流程图；
[0026]图2为本专利技术中中间校准设备确定方法示意图(实施例一)；
[0027]图3为本专利技术中的一个校准链路示意图；
[0028]图4为本专利技术中四个校准链路示意图；
[0029]图5为本专利技术中中间校准设备确定方法示意图(实施例二)；
[0030]图6为本专利技术配对系统结构示意图；
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本专利技术保护的范围。
[0032]如图1所示，为本实施例传感器配对方法的流程图，包括：
[0033]步骤S1：选择与所述标准设备距离最远的传感器设备作为校准发起设备；
[0034]步骤S2：以所述校准发起设备为原点、从所述校准发起设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述校准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于网格化监控网络的传感器配对方法，应用于一种网格化传感器监控网络，所述网格化传感器监控网络包括均与标准设备通信连接的多个传感器设备，所述标准设备和所述传感器设备均设置有GPS定位模块，其特征在于，包括：步骤S1：选择与所述标准设备距离最远的传感器设备作为校准发起设备；步骤S2：以所述校准发起设备为原点、从所述校准发起设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述校准发起设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C1；步骤S3：选择位于半圆C1内、且监测数据与所述校准发起设备最接近的传感器设备，作为中间校准设备；步骤S4：以所述中间校准设备为原点，从所述中间校准设备到所述标准设备的方向为X轴，建立直角坐标系，并以所述中间校准设备为圆心、以R1为半径，在X轴正半平面做半圆C2；步骤S5：选择位于半圆C2内、且监测数据与中间校准设备最接近的传感器设备，作为新的中间校准设备；步骤S6：重复步骤S4～S5，直到所述标准设备位于半圆C2内；步骤S7：根据GPS定位信息，按照从标准设备到校准发起设备的方向，将各中间校准设备进行排序，以标准设备的监测数据为基准，对第一个中间校准设备进行校准，以当前中间校准设备的监测数据为基准，对后一个中间校准设备进行校准，以最后一个中间校准设备的监测数据为基准，对校准发起设备进行校准。2.根据权利要求1所述的用于网格化监控网络的传感器配对方法，其特征在于，步骤S3具体包括：步骤S31：选择位于半圆C1内的一个传感器设备，保存该传感器设备七天内的监测数据到数组D中，同时保存校准发起设备七天内的监测数据至数组E中，计算数组D和数组E的相关系数r2；步骤S32：重复执行步骤S31，直到遍历半圆C1内的所有传感器设备，选出最大的一个相关系数r2对应的传感器设备，作为中间校准设备。3.根据权利要求1所述的用于网格化监控网络的传感器配对方法，其特征在于，所述校准发起设备为多个，将以标准设备为圆心的圆形分割为多个等弧度的扇形区域，每个扇形区域距离圆心最远的传感器设备确定为校准发起设备。4.根据权利要求1所述的用于网格化监控网络的传感器配对方法，其特征在于，所述监测数据包括风向信息，步骤S2包括：S21：以所述校准发起设备为原点、与风向信息一致的方向为长轴、与风向信息垂直的方向为短轴做椭圆Y1，短轴的正方向指向标准设备；S22：选择位于椭圆Y1内、短轴坐标值为正且监测数据与所述校准...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏飞，张玲，武孟贤，王月茹，张圣昌，陈晨，肖永乐，尚永昌，屈晓虎，
申请(专利权)人：河北先河环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：