一种空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统的制作方法

本发明涉及城市空气环境质量监测领域，尤其是涉及一种空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统。

背景技术：

空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业污染、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。

申请号为201610726852.8的中国专利公开了一种城市环境质量自动监测系统，包括采集节点模块、数据中转器、充电模块、数据终端和移动端；每个采集节点模块包括zigbee通信模块，采集节点模块用于采集空气中被监测物的含量并将处理后的数据通过zigbee通信模块发送到数据中转器；数据中转器用于接收各个采集节点模块发送的数据并将处理后的数据发送到数据终端；数据终端用于接收数据中转器发送的数据并将处理后的数据显示在数据终端的上层界面上，同时将处理后的数据发送到移动端；移动端用于接收数据终端发送的数据并供用户查询，但是该自动监测系统的检测范围有限，不能达到地面和空中的实时覆盖，也不能与实时获得的环境质量检测基站数据进行校准，数据监测不精确。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种城市区间分布立体式监控、动态校核、精度高、有利于构建环境数据大数据库的空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统，用以实现城市街区广域和空间内的立体式环境监测，该移动监测系统包括依次通信的多个传感器模块、无线数据通信模块和云端服务器，所述的传感器模块包括地面高频环境监测仪和空中移动传感器，所述的地面高频环境监测仪搭载于地面交通工具上，所述的空中传感器模块搭载于空中移动工具上。

所述的传感器模块包括pm2.5/pm10浮游颗粒物检测器、温湿度传感器、co2气体检测器、o3气体检测器、氮氧化物气体检测器和/或硫化物气体检测器。

所述的地面交通工具包括出租车、公交巴士、私家车和/或自行车。

所述的空中移动工具为空中遥控无人机。

该移动监测系统还包括城市街区广域和空间内的气象及空气环境质量监测站点，所述的气象及空气环境质量监测站点与云端服务器通信，通过云端数据服务器实时获取官方监测站点发布数据，并与传感器模块获取的监测数据联动，自动寻优最近点数据进行在线的校核和精度校正，定期修正传感器零点飘逸现象。

该移动监测系统还包括设置在城市家庭室内环境的环境监测仪，所述的环境监测仪通过家庭wifi与云端服务器通信。

所述的地面高频环境监测仪设置在出租车顶部的灯箱内，数据通讯可与车内已有无线通讯模块互联，gps信息可与车内gps系统共享。

所述的无线数据通信模块包括dtu通信模块。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、城市区间分布立体式监控：本发明将传感器与底面移动工具，如出租车、公交巴士、私家车、自行车，以及空中移动工具，如遥控无人机，进行集成，实现城市街区广域和空间立体的环境监测，相比于现有的依靠位置固定的气象环境监测站点监测环境数据，覆盖范围达1000m半径、高度200-300m，多点测量，更加实时准确。

二、动态校核、精度高：本发明能够同步获取监测地域的气象、环境监测站点的官方高精度监测数据，并且构筑数学模型对高频传感器进行动态校核，提升监测精度并定期修正零点漂移，低成本获取海量且高精度信息。

三、有利于构建环境数据大数据库：可融合本系统覆盖的移动、固定监测的海量数据构筑大数据库，提供更具价值的数据服务。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为实现动态校核的功能图。

其中，1、传感器模块，2、无线数据通信模块，3、云端服务器，4、气象及空气环境质量监测站点，5、环境监测仪，11、地面高频环境监测仪，12、空中移动传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明提供了一种实时在线并可动态在线校核的城市空气环境质量移动监测系统，本发明利用高频传感器实时采集城市空气环境参数，利用无线通讯模块实现监测数据的远程传输，基于云端服务器实现数据集成分析与管理，依托应用软件提供城市环境信息服务。

如图1所示，本发明的广域立体监测架构如下：

数据集成将传感器与移动工具(出租车、公交巴士、私家车、自行车)以及特殊工具(遥控无人机)集成，实现城市街区广域和空间立体的环境监测。

基于大数据布局和成本的优化，优选了pm2.5,pm10,温湿度为主要检测对象，将传感器优化配置后集成为微小模块，嵌入出租车灯箱内，共享出租车电源、无线通讯、gps定位，实现低成本、微型化、大规模装备的特征。

如图2所示，本发明还具备动态校核及远程修正功能：

通过网络api接口同步获取监测地域的气象(温湿度)、环境监测站点的官方高精度监测数据(国控站检测的pm2.5数据)，基于gis信息进行近地点跟踪定位，对本系统的移动监测和固定监测点数据进行动态校核，并基于温湿度参数进行误差分析和矫正建模，远程动态修正传感器模块，确保监测精度和一致性。

同时，积累校核修正历史数据，定期实施远程零点漂移修正，确保监测监数据的可靠性。

本发明具有跨平台多层级应用服务：

可融合本系统覆盖的移动、固定监测的海量数据构筑大数据库，提供更具价值的数据服务。

基于装备在出租车、公交巴士、其他机动车以及自行车上的高频环境监测仪以及进入城市家庭的室内环境监测仪获取的环境数据，实时远程汇集到云端数据服务器，构筑数据关联分析模型，提供有价值的信息服务，包括：

(1)提供城市街区域的雾霾污染浓度分布、热岛分布图，共政府治理城市空气污染环境提供信息支撑；

(2)基于历史数据和广域尺度监测，提供城市雾霾对应措施的效果评价分析结果，提供政府决策支撑；

(3)提供城市街区室内外雾霾状况信息，为居民管理室内空气环境品质，为环境技术服务产业的产品及市场服务提供信息服务。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种空间分布式城市空气环境质量的移动监测系统，用以实现城市街区广域和空间内的立体式环境监测，该移动监测系统包括依次通信的多个传感器模块、无线数据通信模块和云端服务器，所述的传感器模块包括地面高频环境监测仪和空中移动传感器，所述的地面高频环境监测仪搭载于地面交通工具上，所述的空中传感器模块搭载于空中移动工具上。与现有技术相比，本发明具有城市区间分布立体式监控、动态校核、精度高、有利于构建环境数据大数据库等优点。

技术研发人员：谭洪卫
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2017.03.06
技术公布日：2017.07.14