本發(fā)明涉及城市空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是涉及一種空間分布式城市空氣環(huán)境質(zhì)量的移動監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣質(zhì)量的好壞反映了空氣污染程度，它是依據(jù)空氣中污染物濃度的高低來判斷的?？諝馕廴臼且粋€復(fù)雜的現(xiàn)象，在特定時間和地點空氣污染物濃度受到許多因素影響。來自固定和流動污染源的人為污染物排放大小是影響空氣質(zhì)量的最主要因素之一，其中包括車輛、船舶、飛機(jī)的尾氣、工業(yè)污染、居民生活和取暖、垃圾焚燒等。城市的發(fā)展密度、地形地貌和氣象等也是影響空氣質(zhì)量的重要因素。

申請?zhí)枮?01610726852.8的中國專利公開了一種城市環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括采集節(jié)點模塊、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)器、充電模塊、數(shù)據(jù)終端和移動端；每個采集節(jié)點模塊包括zigbee通信模塊，采集節(jié)點模塊用于采集空氣中被監(jiān)測物的含量并將處理后的數(shù)據(jù)通過zigbee通信模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)器；數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)器用于接收各個采集節(jié)點模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)終端；數(shù)據(jù)終端用于接收數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)器發(fā)送的數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)據(jù)終端的上層界面上，同時將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到移動端；移動端用于接收數(shù)據(jù)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)并供用戶查詢，但是該自動監(jiān)測系統(tǒng)的檢測范圍有限，不能達(dá)到地面和空中的實時覆蓋，也不能與實時獲得的環(huán)境質(zhì)量檢測基站數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)監(jiān)測不精確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種城市區(qū)間分布立體式監(jiān)控、動態(tài)校核、精度高、有利于構(gòu)建環(huán)境數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)庫的空間分布式城市空氣環(huán)境質(zhì)量的移動監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種空間分布式城市空氣環(huán)境質(zhì)量的移動監(jiān)測系統(tǒng)，用以實現(xiàn)城市街區(qū)廣域和空間內(nèi)的立體式環(huán)境監(jiān)測，該移動監(jiān)測系統(tǒng)包括依次通信的多個傳感器模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊和云端服務(wù)器，所述的傳感器模塊包括地面高頻環(huán)境監(jiān)測儀和空中移動傳感器，所述的地面高頻環(huán)境監(jiān)測儀搭載于地面交通工具上，所述的空中傳感器模塊搭載于空中移動工具上。

所述的傳感器模塊包括pm2.5/pm10浮游顆粒物檢測器、溫濕度傳感器、co2氣體檢測器、o3氣體檢測器、氮氧化物氣體檢測器和/或硫化物氣體檢測器。

所述的地面交通工具包括出租車、公交巴士、私家車和/或自行車。

所述的空中移動工具為空中遙控?zé)o人機(jī)。

該移動監(jiān)測系統(tǒng)還包括城市街區(qū)廣域和空間內(nèi)的氣象及空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測站點，所述的氣象及空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測站點與云端服務(wù)器通信，通過云端數(shù)據(jù)服務(wù)器實時獲取官方監(jiān)測站點發(fā)布數(shù)據(jù)，并與傳感器模塊獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)動，自動尋優(yōu)最近點數(shù)據(jù)進(jìn)行在線的校核和精度校正，定期修正傳感器零點飄逸現(xiàn)象。

該移動監(jiān)測系統(tǒng)還包括設(shè)置在城市家庭室內(nèi)環(huán)境的環(huán)境監(jiān)測儀，所述的環(huán)境監(jiān)測儀通過家庭wifi與云端服務(wù)器通信。

所述的地面高頻環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)置在出租車頂部的燈箱內(nèi)，數(shù)據(jù)通訊可與車內(nèi)已有無線通訊模塊互聯(lián)，gps信息可與車內(nèi)gps系統(tǒng)共享。

所述的無線數(shù)據(jù)通信模塊包括dtu通信模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

一、城市區(qū)間分布立體式監(jiān)控：本發(fā)明將傳感器與底面移動工具，如出租車、公交巴士、私家車、自行車，以及空中移動工具，如遙控?zé)o人機(jī)，進(jìn)行集成，實現(xiàn)城市街區(qū)廣域和空間立體的環(huán)境監(jiān)測，相比于現(xiàn)有的依靠位置固定的氣象環(huán)境監(jiān)測站點監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，覆蓋范圍達(dá)1000m半徑、高度200-300m，多點測量，更加實時準(zhǔn)確。

二、動態(tài)校核、精度高：本發(fā)明能夠同步獲取監(jiān)測地域的氣象、環(huán)境監(jiān)測站點的官方高精度監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且構(gòu)筑數(shù)學(xué)模型對高頻傳感器進(jìn)行動態(tài)校核，提升監(jiān)測精度并定期修正零點漂移，低成本獲取海量且高精度信息。

三、有利于構(gòu)建環(huán)境數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)庫：可融合本系統(tǒng)覆蓋的移動、固定監(jiān)測的海量數(shù)據(jù)構(gòu)筑大數(shù)據(jù)庫，提供更具價值的數(shù)據(jù)服務(wù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為實現(xiàn)動態(tài)校核的功能圖。

其中，1、傳感器模塊，2、無線數(shù)據(jù)通信模塊，3、云端服務(wù)器，4、氣象及空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測站點，5、環(huán)境監(jiān)測儀，11、地面高頻環(huán)境監(jiān)測儀，12、空中移動傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

本發(fā)明提供了一種實時在線并可動態(tài)在線校核的城市空氣環(huán)境質(zhì)量移動監(jiān)測系統(tǒng)，本發(fā)明利用高頻傳感器實時采集城市空氣環(huán)境參數(shù)，利用無線通訊模塊實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，基于云端服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成分析與管理，依托應(yīng)用軟件提供城市環(huán)境信息服務(wù)。

如圖1所示，本發(fā)明的廣域立體監(jiān)測架構(gòu)如下：

數(shù)據(jù)集成將傳感器與移動工具(出租車、公交巴士、私家車、自行車)以及特殊工具(遙控?zé)o人機(jī))集成，實現(xiàn)城市街區(qū)廣域和空間立體的環(huán)境監(jiān)測。

基于大數(shù)據(jù)布局和成本的優(yōu)化，優(yōu)選了pm2.5,pm10,溫濕度為主要檢測對象，將傳感器優(yōu)化配置后集成為微小模塊，嵌入出租車燈箱內(nèi)，共享出租車電源、無線通訊、gps定位，實現(xiàn)低成本、微型化、大規(guī)模裝備的特征。

如圖2所示，本發(fā)明還具備動態(tài)校核及遠(yuǎn)程修正功能：

通過網(wǎng)絡(luò)api接口同步獲取監(jiān)測地域的氣象(溫濕度)、環(huán)境監(jiān)測站點的官方高精度監(jiān)測數(shù)據(jù)(國控站檢測的pm2.5數(shù)據(jù))，基于gis信息進(jìn)行近地點跟蹤定位，對本系統(tǒng)的移動監(jiān)測和固定監(jiān)測點數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)校核，并基于溫濕度參數(shù)進(jìn)行誤差分析和矯正建模，遠(yuǎn)程動態(tài)修正傳感器模塊，確保監(jiān)測精度和一致性。

同時，積累校核修正歷史數(shù)據(jù)，定期實施遠(yuǎn)程零點漂移修正，確保監(jiān)測監(jiān)數(shù)據(jù)的可靠性。

本發(fā)明具有跨平臺多層級應(yīng)用服務(wù)：

可融合本系統(tǒng)覆蓋的移動、固定監(jiān)測的海量數(shù)據(jù)構(gòu)筑大數(shù)據(jù)庫，提供更具價值的數(shù)據(jù)服務(wù)。

基于裝備在出租車、公交巴士、其他機(jī)動車以及自行車上的高頻環(huán)境監(jiān)測儀以及進(jìn)入城市家庭的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)，實時遠(yuǎn)程匯集到云端數(shù)據(jù)服務(wù)器，構(gòu)筑數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析模型，提供有價值的信息服務(wù)，包括：

(1)提供城市街區(qū)域的霧霾污染濃度分布、熱島分布圖，共政府治理城市空氣污染環(huán)境提供信息支撐；

(2)基于歷史數(shù)據(jù)和廣域尺度監(jiān)測，提供城市霧霾對應(yīng)措施的效果評價分析結(jié)果，提供政府決策支撐；

(3)提供城市街區(qū)室內(nèi)外霧霾狀況信息，為居民管理室內(nèi)空氣環(huán)境品質(zhì)，為環(huán)境技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品及市場服務(wù)提供信息服務(wù)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種空間分布式城市空氣環(huán)境質(zhì)量的移動監(jiān)測系統(tǒng)，用以實現(xiàn)城市街區(qū)廣域和空間內(nèi)的立體式環(huán)境監(jiān)測，該移動監(jiān)測系統(tǒng)包括依次通信的多個傳感器模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊和云端服務(wù)器，所述的傳感器模塊包括地面高頻環(huán)境監(jiān)測儀和空中移動傳感器，所述的地面高頻環(huán)境監(jiān)測儀搭載于地面交通工具上，所述的空中傳感器模塊搭載于空中移動工具上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有城市區(qū)間分布立體式監(jiān)控、動態(tài)校核、精度高、有利于構(gòu)建環(huán)境數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：譚洪衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.06
技術(shù)公布日：2017.07.14