一种居民建筑碳排放监测系统及其核算方法技术方案

本发明专利技术提供一种居民建筑碳排放监测系统及其核算方法，以实现结构的自清理，减少人工维护的频率，在使所述居民建筑碳排放监测系统的核算方法中，通过设置壳体、升降机构、监测机构、动力机构、防尘机构和控制机构；将居民建筑周围的空气通过所述壳体与所述监测机构接触，所述监测机构对当前周边空气进行数据采集，随后所述监测机构将监测值进行信息传输并存入所述控制机构内，通过使用机器学习算法和多种卫星监测的数据进行数据融合和特征反演，并通过深度学习算法以及地面监测数据对原始数据进行修正，最后对监测区域进行数据反演，直到得到小尺度区域的碳排放详细情况数据。得到小尺度区域的碳排放详细情况数据。得到小尺度区域的碳排放详细情况数据。

【技术实现步骤摘要】
一种居民建筑碳排放监测系统及其核算方法


[0001]本专利技术涉及碳排放监测
，具体为一种居民建筑碳排放监测系统及其核算方法。

技术介绍

[0002]居民建筑碳排放监测系统是通过对居民建筑物周围的碳排放量进行监测；以得出不同居民楼日常生活的碳排放量，并根据得出的数据采取相应的措施来减少碳排放量，从而减少热岛效应的产生。
[0003]当前的碳排放监测设备，大多是在小区内多个不同点位设置多个碳排放监测设备，以得出整个监测区域的数据平均值；在测量监测的方面，由于二氧化碳的分子量是44g/mol，而空气分子量则是大约28.8g/mol，二氧化碳的分子量比空气分子量要大很多，在这类差异的影响下，由于二氧化碳的分子量大，所以需要更长的时间才能与其他空气分子相互碰撞和扩散，导致二氧化碳的扩散速率比空气慢；另外，由于二氧化碳在空气中的密度比空气高，这意味着它会向地面降落，并且会在低洼地区形成浓度梯度；而且在大多数情况下，早晨由于白天太阳能产生的光能促进了植物进行光合作用，使得二氧化碳含量相对较低，夜间，植物停止光合作用，使得二氧化碳含量相对较高；在这类影响因素存在的情况下，使得设备对二氧化碳的监测存在精确度不足的问题。
[0004]在多种影响因素和二氧化碳变化的影响下，中国专利技术专利：CN202210592748.X(公开日：2022
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08
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09)公开了一种基于环境保护的碳排放监测设备；其结构包括机架和监测装置，机架下方设置有行走装置，机架上方设置有升降装置和定位装置，升降装置的上方设置有固定板，监测装置设置于固定板上，定位装置用于对机架进行固定；通过采用升降装置和定位装置，将驱动监测装置升高至一定高度处，对碳排放量进行监测，并且通过定位装置对机架进行定位，去提高碳排放量监测的精确度。
[0005]根据早晚二氧化碳含量的差异，以及昼夜人群活动量的不同，在该设备的使用过程中，由于电路信号的原因，如果没有根据当前状况改变电路信号的结构，会使得结构比较笨重，并且移动位置的过程中需要考虑多种因素，其中包括移动路途中是否影响交通或是是否存在障碍；所以该设备在监测碳排放设备过程中仍未完全合理解决存在的问题。
[0006]为了解决这些问题，从而提高碳排放监测设备的工作性能，以获得更加精确的数据，于是，本专利技术提供一种居民建筑碳排放监测系统及其核算方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0007]鉴于上文现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种居民建筑碳排放监测系统及其核算方法以用于解决：监测设备角度需要额外成本的输入来调节，无法根据二氧化碳的分布进行有效调整。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：提供一种居民建筑碳排放监测系统，包括壳体、升降机构、监测机构、动力机构、防尘机构和控制机构；
[0009]所述壳体为矩形箱体，所述升降机构卡拆卸连接在所述壳体上表面，所述升降机构为螺旋形叶片结构；所述监测机构为多个监测器结合而成，所述监测机构与所述升降机构可拆卸连接；所述动力机构固定连接在所述升降机构下表面；所述防尘机构围绕所述升降机构布置，所述监测机构位于所述防尘机构内；所述监测机构和所述动力机构皆与所述控制机构电连接。
[0010]优选的，所述壳体上表面设置有封盖，所述封盖和所述壳体可拆卸连接，所述封盖中心轴位置设置有开口，所述开口内边缘设置有导向槽，所述开口直径小于所述封盖边长；所述壳体边缘设置有通风口，所述壳体单面设置通风口优选为矩形通孔，所述通风孔的设置有倾斜角度，角度设置在15
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30
°
之间。
[0011]优选的，所述封盖下表面固定连接尼龙刷；所述尼龙刷刷毛长度范围在20—25mm内，所述尼龙刷刷毛的直径范围在0.3
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0.5mm内，所述尼龙刷刷毛之间距离在0.5—1mm之间，所述尼龙刷可通过转动所述升降机构与所述防尘机构直接接触；所述壳体边缘设置有警示结构，所述警示结构可采用LED、卤素灯、荧光灯等，优选为LED且亮度在1000cd/
㎡
以上，根据不同场合色温设置在5000K至6500K之间，所述警示结构与所述控制机构电连接。
[0012]优选的，所述升降机构包括螺旋叶和卡接板；所述螺旋叶的一端固定连接在所述卡接板下表面，所述卡接板为锥形结构，同时所述卡接板下表面为凹陷结构，所述卡接板外表面大小和所述开口大小相同；所述螺旋叶内部为镂空结构，镂空结构大小大于所述移动检测器的最大直径；所述螺旋叶内部设置有多圈螺旋结构。
[0013]优选的，所述螺旋叶下端设置有闭环叶，使得所述升降机构在极限高度自转；所述螺旋叶外表面与所述导向槽接触的部分设置摩擦力远小于自身重力。
[0014]优选的，所述监测机构包括移动监测器和固定监测器；所述移动监测器卡接在所述螺旋叶内，优选为所述升降机构最底端，所述固定监测器设置为多个，所述固定监测器沿着所述螺旋叶均匀分布在所述螺旋叶上表面，所述固定监测器每圈优选设置为4个；所述移动监测器与控制机构电连接，所述移动监测器优选设置为飞行式监测器，所述移动监测器设置有摄像功能；所述固定监测器选用红外光学CO2传感器。
[0015]优选的，所述动力机构包括太阳能板、逆变器、蓄电池、电动机和连接轴；所述太阳能板固定连接在所述封盖和所述卡接板上表面，所述太阳能板与蓄电池电连接，所述蓄电池和所述逆变器电连接，所述电动机与所述蓄电池和所述控制机构电连接；所述连接轴与所述电动机固定连接，所述连接轴与所述螺旋叶下端固定连接。
[0016]优选的，所述防尘机构包括框架和纱网；所述框架上端与所述卡接板固定连接，所述纱网沿着所述框架布置，所述框架上端部分不设置有所述纱网，所述框架暴露的部分长度不小于所述移动监测器高度的两倍，所述防尘机构下端覆盖所述固定监测机构，所述纱网的网眼大小在0.5—5mm之间，所述纱网的密度应在100g/m2‑
200g/m2之间，厚度在0.5mm—1.5mm之间，所述纱网的材料选用耐磨、防腐、防紫外线的材料，优选为聚丙烯，同时颜色优选为浅色材料，以减少热量的积累。
[0017]本专利技术还提供所述居民建筑碳排放监测数据核算方法包括以下步骤：
[0018]S1：监测机构在动力机构非工作状态下位于壳体内，建筑物周边的空气与固定监测器接触；动力机构转动，螺旋叶在导向槽的作用下，螺旋叶从壳体内升起，随后移动监测器从螺旋叶内部离开，通过固定监测器通过红外光学CO2传感器对周边排放源进行数据采
集，移动监测器通过红外光学CO2传感器收集多视域建筑数据，并通过RS485协议对监测值进行信息传输并存入上位机数据库，然后通过机器学习算法建立高斯反演模型，以此来对监测区域碳排放进行初步估算并建立MV
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Buildings数据集；
[0019]S2：通过使用LabelImg工具标记出MV
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Buildings数据集中的建筑物等目标物体，包括在图像上绘制边界框本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种居民建筑碳排放监测核算方法，其特征在于：所述居民建筑碳排放核算方法包括以下步骤：S1：监测机构(3)在动力机构(4)非工作状态下位于壳体(1)内，建筑物周边的空气与固定监测器(32)接触；动力机构(4)转动，螺旋叶(21)在导向槽(13)的作用下，所述螺旋叶(21)从壳体(1)内升起，随后移动监测器(31)从所述螺旋叶(21)的镂空处离开，通过固定监测器(32)通过红外光学CO2传感器对周边排放源进行数据采集，移动监测器(31)通过红外光学CO2传感器收集多视域建筑数据，并通过RS485协议对监测值进行信息传输并存入上位机数据库，然后通过机器学习算法建立高斯反演模型，以此来对监测区域碳排放进行初步估算并建立MV
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Buildings数据集；S2：通过使用LabelImg工具标记出MV
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Buildings数据集中的建筑物等目标物体，包括在图像上绘制边界框，标识出目标物体的位置和大小，然后将标记结果保存到相应的标注文件中，为后续的机器学习算法提供有用的训练数据；S3：将不同卫星监测数据加权平均或者主成分分析等方法进行融合，以获得最佳的融合效果；随后通过使用持向量机、神经网络来进行特征反演，对融合后的数据进行特征提取和分析，反演出目标物体的一些特征；最后使用已标注的MV
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Buildings数据集进行算法的测试和优化，以获得最佳的反演效果；S4：使用卷积神经网络或循环神经网络进行插值，通过将缺失值周围的有效数据作为输入，训练深度学习模型，预测缺失值的取值，进行信息补全；然后可以使用监测机构(3)的数据来调整卫星监测的气象数据；S5：使用反距离权重插值法对多视域全维动态卷积YOLO
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ODConv建筑检测算法的检测结果进行数据反演，并融合测度建筑碳排放沉没(静止)和运行(活动)阶段的碳排放，从而得到小尺度区域的碳排放详细情况数据。2.一种居民建筑碳排放监测系统，其特征在于：用于权利要求1所述的一种居民建筑碳排放监测核算方法，所述居民建筑碳排放监测系统包括壳体(1)、升降机构(2)、监测机构(3)、动力机构(4)、防尘机构(5)和控制机构；所述壳体(1)为矩形箱体，所述升降机构(2)卡接在所述壳体(1)上表面，所述升降机构(2)为螺旋形结构，所述升降机构(2)用于根据当前环境条件配合所述壳体(1)以调节当前高度；所述监测机构(3)与所述升降机构(2)可拆卸连接，所述监测机构(3)用于结合所述升降机构(2)以实现多角度转换以提高监测的效率；所述动力机构(4)固定连接在所述升降机构(2)下表面，所述动力机构(4)用于向所述升降机构(2)提供动力的同时根据当前环境做出应变；所述防尘机构(5)卡接在升降机构(2)外边缘，所述防尘机构(5)用于随所述升降机构(2)运动的同时给予所述监测机构(3)保护；所述监测机构(3)和所述动力机构(4)皆与所述控制机构电连接。3.根据权利要求2所述的一种居民建筑碳排放监测系统，其特征在于：所述壳体(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，马万祺，吴继安，龙如银，孙青青，李倩文，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：