【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机，具体涉及一种基于边缘计算的环境实时监测预警系统及方法。
技术介绍
1、在智能家居和清洁设备领域，扫地机已成为现代家庭不可或缺的清洁助手。其小巧的体积和灵活的移动能力，使其能够轻松进入家具底部、床底等难以清洁的角落，大大提高了家庭清洁的效率和便利性。然而，随着扫地机的广泛应用，一些问题也逐渐显现出来，其中最突出的问题之一便是过滤器清洁的问题。
2、扫地机的过滤器负责捕获吸入的灰尘、毛发等脏污物，以确保吸尘效率和空气质量。然而，随着时间的推移，过滤器上会逐渐堆积脏污物，这不仅会降低吸尘效率，还可能影响扫地机的整体性能。因此，对过滤器进行定期的清洁和维护至关重要。
3、目前，市场上大多数扫地机并没有配备高效的过滤器脏污物厚度堆积检测系统。即便部分扫地机具备此类功能，其检测准确性也往往较低，无法精确判断过滤器的脏污程度，从而影响了清洁的及时性和效率。这不仅给用户带来了不便，也降低了扫地机的使用体验。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种基于边缘计算的环境实时监测预警系统及方法，旨在解决现有技术中过滤器脏污物厚度堆积检测准确性较低的技术问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本申请实施例中提供了一种基于边缘计算的环境实时监测预警系统，应用于扫地机过滤器内部环境脏污物厚度实时监测，包括：
3、电容传感器，所述电容传感器包括设于过滤器底部的第一电极板以及可在过滤器深度方向移动的第二电极板；
4、驱动部件，
5、边缘计算预警终端设备，所述边缘计算预警终端设备包括边缘计算处理单元以及预警单元，所述边缘计算处理单元被配置为实时接收所述电容传感器感测的电容参数并处理形成过滤器内部环境脏污物厚度的监测值，所述预警单元被配置为根据过滤器内部环境脏污物厚度的监测值进行清洁预警；
6、其中，在进行过滤器内部环境脏污物厚度实时监测过程中，所述第二电极板处于脏污物的上方，并且与脏污物上表面的距离保持预设距离的状态。
7、在一种可能的实现方式中，所述丝杆为管状体结构，所述环境实时监测预警系统还包括设于所述丝杆内部的电极连接线，所述电容传感器通过所述电极连接线与所述边缘计算处理单元电连接；和/或，所述第一电极板及第二电极板的表面均设有绝缘层。
8、第二方面，本申请实施例中还提供了一种基于边缘计算的环境实时监测预警方法，应用于如第一方面所述的环境实时监测预警系统，所述方法包括：
9、获取扫地机过滤器的过滤时长，其中，所述过滤时长从零过滤初始状态开始计时；
10、根据历史大数据获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量；
11、根据所述过滤器内部环境脏污物厚度的变化量确定所述第二电极板在过滤器深度方向的目标位置；
12、控制所述第二电极板移动至所述目标位置并获取所述目标位置下的电容传感器的电容参数；
13、将所述电容传感器的电容参数输入预先训练的距离预估模型得到过滤器内部环境脏污物厚度实时监测数据；
14、根据所述过滤器内部环境脏污物厚度实时监测数据触发预警信号。
15、在一种可能的实现方式中，所述第二电极板的初始位置设于靠近所述第一电极板的位置，所述根据所述过滤器内部环境脏污物厚度的变化量确定所述第二电极板在过滤器深度方向的目标位置，包括：
16、根据所述过滤器内部环境脏污物厚度的变化量控制所述第二电极板向远离所述第一电极板的方向移动，并且实时移动距离为所述过滤器内部环境脏污物厚度的实时变化量。
17、在一种可能的实现方式中，在根据历史大数据获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量之后还包括：
18、根据扫地机吸尘风机的工作参数对所述脏污物厚度的变化量进行校正以得到脏污物厚度的目标变化量，其中，所述吸尘风机的工作参数包括吸尘风机的吸力值及吸尘效率。
19、在一种可能的实现方式中，所述根据扫地机吸尘风机的工作参数对所述脏污物厚度的变化量进行校正以得到脏污物厚度的目标变化量，包括：
20、将所述扫地机吸尘风机的当前吸力值及当前吸尘效率输入校正预估模型得到脏污物厚度的目标变化量，其中，所述校正预估模型满足如下表达式：
21、
22、
23、
24、式中，d为脏污物厚度的目标变化量，f为吸尘风机的当前吸力值大小，f0历史大数据下的基准吸力值，d01为基准吸力值下的脏污物厚度的变化量，β为吸尘风机的当前吸尘效率，β0为历史大数据下的基准吸尘效率，d02为基准吸尘效率下的脏污物厚度的变化量，ф基准计算权重。
25、在一种可能的实现方式中，所述根据历史大数据获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量，包括：
26、根据过滤器内部环境脏污物厚度的历史平均堆积速率获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量，其中，所述脏污物厚度的变化量为脏污物厚度的历史平均堆积速率与所述过滤时长的乘积。
27、在一种可能的实现方式中，在所述将所述电容传感器的电容参数输入预先训练的距离预估模型得到过滤器内部环境脏污物厚度实时监测数据之前，还包括：
28、根据历史大数据获取过滤器内部环境脏污物介电常数平均值；
29、根据所述介电常数平均值进行模型训练以得到距离预估模型，其中，所述距离预估模型满足如下表达式：
30、式中，d为过滤器内部环境脏污物厚度实时监测值，ε为根据历史大数据获取的脏污物介电常数平均值，s为第一电极板与第二电极板的正对面积，c为电容传感器感测的电容值，d0为第二电极板与脏污物上表面之间的预设距离值，dr为厚度修正量，并且厚度修正量与预设距离值成正相关。
31、在一种可能的实现方式中，所述预警单元包括语音警报器，所述根据所述过滤器内部环境脏污物厚度实时监测数据触发预警信号，包括：
32、确定所述过滤器内部环境脏污物厚度实时监测值大于或等于厚度阈值时触发预警信号，并通过所述语音警报器进行语音警报，所述语音警报用于提示用户进行过滤器的脏污清洁。
33、在一种可能的实现方式中，所述驱动装置包括步进电机，在所述控制所述第二电极板移动至所述目标位置并获取所述目标位置下的电容传感器的电容参数之前，还包括：
34、根据所述第二电极板在过滤器深度方向的目标位置生成步进电机的控制策略；
35、根据所述步进电机的控制策略控制所述步进电机旋转以使得所述第二电极板移动至所述目标位置。
36、区别于现有技术，本申请实施例提供的环境实时监测预警系统包括电容传感器、驱动部件以及边缘计算预警终端设备，驱动部件用于调整电容传感器的极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的环境实时监测预警系统，应用于扫地机过滤器内部环境脏污物厚度实时监测，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于边缘计算的环境实时监测预警系统，其特征在于，所述丝杆为管状体结构，所述环境实时监测预警系统还包括设于所述丝杆内部的电极连接线，所述电容传感器通过所述电极连接线与所述边缘计算处理单元电连接；和/或，所述第一电极板及第二电极板的表面均设有绝缘层。
3.一种基于边缘计算的环境实时监测预警方法，应用于如权利要求1-2任一项所述的环境实时监测预警系统，其特征在于，所述方法包括：
4.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，所述第二电极板的初始位置设于靠近所述第一电极板的位置，所述根据所述过滤器内部环境脏污物厚度的变化量确定所述第二电极板在过滤器深度方向的目标位置，包括：
5.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，在根据历史大数据获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量之后还包括：
6.如权利要求5所述的基于边缘计算的环境实时监测预警
7.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，所述根据历史大数据获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量，包括：
8.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，在所述将所述电容传感器的电容参数输入预先训练的距离预估模型得到过滤器内部环境脏污物厚度实时监测数据之前，还包括：
9.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，所述预警单元包括语音警报器，所述根据所述过滤器内部环境脏污物厚度实时监测数据触发预警信号，包括：
10.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，所述驱动装置包括步进电机，在所述控制所述第二电极板移动至所述目标位置并获取所述目标位置下的电容传感器的电容参数之前，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的环境实时监测预警系统，应用于扫地机过滤器内部环境脏污物厚度实时监测，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于边缘计算的环境实时监测预警系统，其特征在于，所述丝杆为管状体结构，所述环境实时监测预警系统还包括设于所述丝杆内部的电极连接线，所述电容传感器通过所述电极连接线与所述边缘计算处理单元电连接；和/或，所述第一电极板及第二电极板的表面均设有绝缘层。
3.一种基于边缘计算的环境实时监测预警方法，应用于如权利要求1-2任一项所述的环境实时监测预警系统，其特征在于，所述方法包括：
4.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，所述第二电极板的初始位置设于靠近所述第一电极板的位置，所述根据所述过滤器内部环境脏污物厚度的变化量确定所述第二电极板在过滤器深度方向的目标位置，包括：
5.如权利要求3所述的基于边缘计算的环境实时监测预警方法，其特征在于，在根据历史大数据获取在所述过滤时长内过滤器内部环境脏污物厚度的变化量之后还包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：严江华，李欣荣，沈博，沈苏明，吴继梅，
申请(专利权)人：江苏尚维斯环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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