一种用于确定城市污染水平的方法，包括以下步骤：提供服务器；将通过移动电子设备报告污染问题的用户的信息传输到服务器；提供用于测量污染水平的无线传感器网络(WSN)，从而获取标记有地理参考标签和时间戳的测量数据；和被配置为支持延迟容忍通信，将传感器测得的数据传输到服务器，通过使用大数据和机器学习算法处理测得的数据和来自用户的信息，并提供污染水平报告；以及用于收集和处理环境信息的系统，包括至少一个移动电子设备，包括：至少一个环境传感器、至少一个无线通信接口、地理位置单元和存储单元；至少一个通信网关和至少服务器，用于存储和处理所获得的信息。用于存储和处理所获得的信息。用于存储和处理所获得的信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定覆盖区域污染水平的方法以及收集和处理环境信息的系统
[0001]本申请要求2019年11月6日提交的题为“通过移动设备和开放数据源收集和处理环境信息的系统和方法”的第62/931238号临时申请的优先权。
[0002]本专利技术一般涉及一种确定城市污染水平的方法以及一种收集和处理环境信息的系统，尤其是通过传感设备和开放数据源。
技术介绍
[0003]无线传感器网络(WSN)是一种由称为节点的不同设备组成的网络。每个节点都与电池电源相关，并具有感知、通信和数据处理能力。物联网模式协议的快速发展和电子设备成本的降低推动了无线传感器网络在农业、工业和城市等不同部门的普及。
[0004]由于全球主要城市、农村地区甚至室内或室外空间(如建筑物、办公室、体育馆、体育场等)的污染问题，无线传感器网络已经成为一种经济且有前景的技术，可以通过提供实时监测来解决环境问题。目前，大城市有几种环境监测解决方案，使用无线传感器网络监测空气污染或水污染，但这些解决方案无法满足行业的需求，因为传感器固定在覆盖区周围的一些特定位置；因此，它们不能保证该区域的全部覆盖范围。此外，一些环境问题无法通过电子传感器感知或测量，如气味或落灰；因此，这些问题没有引起注意。其他解决方案试图利用社交平台提取有关覆盖区环境问题的信息。然而，这些解决方案同样无法满足行业的需求，因为用户在互联网平台上提供的信息可能不可靠。
[0005]专利技术概述
[0006]本专利技术涉及一种用于确定覆盖区域中污染水平的方法。本专利技术的方法包括以下步骤：
[0007]提供服务器；
[0008]通过移动电子设备向所述服务器发送来自报告污染问题的用户的信息；
[0009]提供用于测量污染水平的无线传感器网络(WSN)，获取标记有地理参考标签和时间戳的测量数据，并配置为支持所述移动电子设备的延迟容忍通信，移动电子设备在它们之间传输信息，直到至少一个设备获得与所述服务器的连接，从而生成延迟容忍网络(DTN)；
[0010]将传感器测量的数据传输到所述服务器；
[0011]通过使用大数据和机器学习算法处理测量数据和来自用户的信息；和
[0012]提供污染水平报告，优选地，可以提供关于污染水平、历史污染水平、预测和污染警报或建议的实时信息。
[0013]本专利技术的方法还可以包括从开放源获取数据的步骤。
[0014]在提供无线传感器网络(WSN)之前，还可以处理来自用户的信息，以确定更需要传感器的覆盖区域的位置。优选地，传感器可以放置在个人设备或车辆上。
[0015]此外，通过检查其他用户报告的数据是否相似，可以处理来自用户的信息以确定真实性。
[0016]与服务器的连接可以通过固定通信网关或移动通信网关(如蓝牙网关)执行。
[0017]此外，测量的数据和来自用户的信息可以以非结构化格式存储在不同的集合中。
[0018]无线传感器网络(WSN)由具有特定校准级别的传感器组成。优选地，本专利技术的方法还可以包括将测量数据标记为所述校准水平的函数的步骤。更优选地，本专利技术的方法还可以包括通过使用来自具有更高校准级别的传感器的数据和/或使用来自开放源的数据来校准来自无线传感器网络(WSN)的低校准传感器的步骤。
[0019]本专利技术还涉及一种用于收集和处理环境信息的系统。本专利技术的系统包括：至少一个移动电子设备，其中移动电子设备包括至少一个环境传感器、至少一个无线通信接口、地理定位单元和存储单元；至少一个具有至少一个无线通信接口和互联网连接的通信网关，至少一个服务器，被配置为用于存储获得的信息，并用于按照前面描述的本专利技术的方法处理存储的信息。
[0020]具体而言，环境传感器可以是温度传感器、湿度传感器、微粒物质传感器，优选PM10、PM2.5或PM1.0，或者气体传感器，并且更优选地，可以是臭氧传感器和一氧化二氮传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器、挥发性有机化合物传感器、氨传感器、硫化氢传感器和一氧化碳传感器。
[0021]本专利技术还涉及一种使用移动电子设备传输污染数据的方法，该方法包括以下步骤：
[0022]接收来自一个或多个服务器的请求来注册无线传感器网络(WSN)，以测量污染水平，作为对来自通过移动电子设备向所述一个或多个服务器报告污染问题的用户的信息的初始传输的响应；
[0023]尝试向其他移动电子设备传输此类信息，直到移动设备或所接触的移动电子设备中的至少一个获得到所述一个或多个服务器的连接，从而生成延迟容忍网络(DTN)；和
[0024]通过其他移动设备直接或间接地将从所述移动设备的传感器测得的标有地理参考标签和时间戳的数据传输至所述服务器，以使用大数据和机器学习算法处理测量的数据和来自用户的信息，并提供关于污染水平的报告。
[0025]此外，本专利技术还涉及一种移动电子设备，该移动电子设备被配置为支持延迟容忍通信，并且适于执行所述方法。
[0026]人们希望有系统和方法来实时监测地方的环境状况，这可以为居住在那里或在那里呆一段时间的人提供可靠和有价值的信息。此外，最好有系统来监测覆盖区域内的各种污染，而不仅仅是可以通过电子传感器测量的空气污染或水污染。尽管如此，还是希望有系统能够提供特定区域内或室内所有空间的环境数据，而不仅仅是该区域内的固定点。本专利技术通过提供用于收集和组合数据的系统和用于确定污染程度的方法，优选地来自不同的信息源，包括移动电子设备网络、安装在智能手机上的移动应用程序和开放公共数据库，有利地满足了这些需求并解决了上述缺陷。
[0027]该系统优选地由以下组件组成：配备有多个环境传感器的移动电子设备网络，所述环境传感器定期向数据库发送测量值；移动协作应用程序，允许居民将环境数据传输到数据库；从开放数据源收集信息并将其发送到数据库的系统；还有服务器，收集存储在数据
库中的数据，对其进行处理，并为居民和地方当局提供有价值的信息。此外，本专利技术还包括一种通过收集和处理多源信息、将其组合并向用户、居民和地方当局提供有用信息(例如信息服务、建议和预测)来确定污染程度的方法。
[0028]无线传感器网络由一组称为传感器节点的移动电子设备组成，每个移动电子设备可选地具有多个环境传感器，例如温度传感器、湿度传感器、臭氧和一氧化二氮传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和一氧化碳传感器等气体传感器。多个通信接口和地理定位系统，其从环境中收集数据并将其发送到通信网关。可选地，传感器节点使用至少一个通信接口向另一移动电子设备发送数据。
[0029]具有多个传感器的移动电子设备还可以具有诸如蓝牙接口的接口，以允许移动电子设备在移动电子设备或通信网关均不在覆盖区域时通过诸如智能手机的蓝牙网关向数据库发送数据。具有多个传感器的移动电子设备还可以具有远程无线接口，以将每个移动电子设备直接连接到通信网关，避免移动电子设备之间的路由，从而可以减少网络中的能量消耗。移动应用程序还可能具有机器学习(ML)算法，以检测报告的真实性，并避免可影响系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定覆盖区域污染水平的方法，包括以下步骤：提供服务器；通过移动电子设备向所述服务器发送来自报告污染问题的用户的信息；提供用于测量污染水平的无线传感器网络(WSN)，获取标记有地理参考标签和时间戳的测量数据，并配置为支持所述移动电子设备的延迟容忍通信，移动电子设备在它们之间传输信息，直到至少一个设备获得与所述服务器的连接，从而生成延迟容忍网络(DTN)；将传感器测量的数据传输到所述服务器；通过使用大数据和机器学习算法处理测量数据和来自用户的信息；和提供污染水平报告。2.根据权利要求1所述的方法，还包括从开放源获取数据的步骤。3.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，在提供所述无线传感器网络(WSN)之前，处理来自用户的信息以确定更需要传感器的覆盖区域的位置。4.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，所述无线传感器网络(WSN)放置在个人设备或车辆上。5.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，通过检查其他用户报告的数据是否相似，处理来自用户的信息以确定真实性。6.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，提供报告的步骤包括提供关于污染水平、历史、污染水平、预测和污染警报或建议的实时信息。7.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，到服务器的连接由固定通信网关或移动通信网关执行。8.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，测量的数据和来自用户的信息以非结构化格式存储在不同的集合中。9.根据任何先前权利要求所述的方法，其中，所述无线传感器网络(WSN)包括具有特定校准级别的传感器，该方法还包括将测量数据标记为所述校准级别的函数的步骤。10.根据权利要求9所述的方法，还包括通过使用来自具有较高校准水平的传感器的数据来校准来自所述无线传感器网络(WSN)的低校准传感器的步骤。11.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：卡利圣地亚哥大学，
类型：发明
国别省市：
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