【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及環境監測，具體為一種物聯網環境監測系統及監測方法。
技術介紹
1、由于人類不斷地向環境排放污染物質，且人們對工業高度發達的負面影響預料不夠，預防不利，導致全球發生三大危機：資源短缺、環境污染和生態破壞。如果向環境排放的污染物質超過了環境的自凈能力，環境質量就會發生不良變化，危害人類健康和生存，造成環境的污染。在當今物聯網技術大發展的趨勢下，隨著環境監測監控新途徑、新方法和新技術的發展，環境監測監控系統建設已經成為下一步環境監控的重要手段，其中環境監測中的空氣監測。
2、目前通常使用傳感器設備來監測空氣質量，但是傳感器設備容易受到周圍環境的影響，溫度過高或過低都會導致讀數偏差，導致監測數據不夠準確，并且只對空氣中每個參數單獨檢測，缺少對空氣整體質量的整合，使得空氣整體質量不易理解，同時缺少對空氣質量預測的功能，只有在實際空氣過差時，才會發出警報，從而增加了損失，提高了安全隱患。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種物聯網環境監測系統及監測方法，解決了上述
技術介紹
中所提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種物聯網環境監測系統，包括環境數據采集模塊、環境污染分析模塊、存儲模塊和web瀏覽器終端；
3、所述環境數據采集模塊包括傳感器單元和無線通訊單元，所述傳感器單元用于監測目標區域內空氣數據，所述無線通訊單元用于將空氣數據傳輸至所述環境污染分析模塊；
4、所述環境污染分析模塊包括空氣數據修正單
5、所述空氣數據修正單元用于對空氣數據進行修正，減少誤差，所述空氣綜合指數單元用于對空氣數據中的各類參數進行整合，得到空氣污染指數r，所述預測單元用于結合空氣污染指數r以及歷史變化，得出時間t＋1的空氣污染指數r(t＋1)，并為結果設定危險閾值y，當r(t＋1)大于y時，表示未來時間目標區域的空氣質量過差，需要提前進行預警以及準備相應措施。
6、可選的，所述傳感器單元包括溫濕度傳感器、顆粒物傳感器、二氧化碳傳感器、二氧化氮傳感器和揮發性有機化合物傳感器，所述無線通訊單元包括wifi模塊。
7、可選的，所述空氣數據修正單元修正過程如下：
8、；
9、其中ccor(i)是修正后第i個污染物濃度；
10、craw(i)是第i個污染物原始濃度；
11、t(t)是當前時刻的溫度；
12、tref是標準環境溫度；
13、α是溫度影響系數，取值范圍為0至1；
14、h(t)是當前時刻的濕度；
15、href是標準環境濕度；
16、β是濕度影響系數，取值范圍為0至1；
17、由于所述環境數據采集模塊在采集空氣數據過程中，傳感器的工作性能通常會受溫度變化的影響，溫度過高或過低都會導致讀數偏差，濕度過低會導致空氣中的氣體分子難以吸附在傳感器表面，影響傳感器的靈敏度和準確性?，通過空氣數據修正單元根據環境溫濕度影響因素，對原始監測數據進行修正，消除因環境因素導致的偏差。
18、可選的，所述空氣綜合指數單元整合過程如下：
19、；
20、其中r是空氣污染指數；
21、n是污染物數量；
22、wi是第i個污染物的影響系數，取值范圍為0至1；
23、ccor(i)是修正后第i個污染物濃度；
24、cmin,i是第i個污染物的最小標準濃度；
25、cmax,i是第i個污染物的最大標準濃度；
26、表示時間對空氣質量的影響；
27、其中sin是正弦函數；
28、t表示當前時間，t0是基準時間；
29、γ是時間影響系數，取值為0.5；
30、空氣污染指數r越大表示空氣質量越差，空氣污染指數r越小表示空氣質量越好，通過對空氣各項數據進行整合，并將結果進行量化，使得工作人員能夠快速了解當前區域內空氣整體情況。
31、可選的，所述預測單元預測過程如下：
32、；
33、其中r(t＋1)是時間t＋1的空氣污染指數；
34、r(t)是當前時間的空氣污染指數；
35、δravg是歷史平均空氣污染指數變化率；
36、δt是時間間隔；
37、v(t)是當前時刻的風速；
38、m是風速影響系數，取值范圍為0至1；
39、δravg表示為：
40、；
41、其中r(t－j)是時間t－j的空氣污染指數；
42、k是時間點數量；
43、時間t＋1的空氣污染指數r(t＋1)表示了未來時間的空氣質量，設定r(t＋1)的危險閾值為y，當r(t＋1)大于y時，表示未來時間空氣質量過差，需要管理人員提前做出預警和防護措施，以減少損失。
44、可選的，所述當r(t＋1)大于y時，空氣質量的變化對公共健康的影響較大，空氣中的污染物濃度往往會迅速升高，在重度污染的環境中，污染物濃度通常會出現快速的劇烈變化，此時增加綜合指數單元中的時間影響系數γ，時間影響系數γ調整為：
45、；
46、其中rmax是空氣污染指數最大值；
47、通過當r(t＋1)大于y時，使時間影響系數γ隨著空氣污染指數的增加而增大，能夠有效捕捉變化趨勢，提高監測的靈敏度。
48、可選的，所述存儲模塊包括數據整合單元和云服務平臺，所述數據整合單元用于將各模塊上傳的數據整合成總監測數據，并將所述總監測數據通過互聯網上傳至所述云服務平臺，所述云服務平臺用于接收并保存所述數據整合單元上傳的總監測數據。
49、可選的，所述web瀏覽器終端為能夠通過web瀏覽器接入互聯網的實體設備，用于通過互聯網訪問所述云服務平臺。
50、本專利技術還提供一種物聯網環境監測方法如下：
51、通過環境數據采集模塊中的傳感器單元對反映空氣質量的各個參數進行監測，并通過無線通訊單元將空氣數據實時傳輸至環境污染分析模塊；
52、空氣數據傳輸至環境污染分析模塊后，通過環境污染分析模塊中的空氣數據修正單元對空氣數據進行處理，減少誤差，提高空氣數據質量；
53、在數據處理完畢后，通過空氣綜合指數單元用于對空氣數據中的各類參數進行整合，并對結果進行量化，得到空氣污染指數r；
54、最后通過預測單元結合空氣污染指數r、歷史變化和其他影響因素預測未來時間的空氣變化情況，并為其結果設定危險閾值y，根據危險閾值y判斷是否進行預警，以便提前準備相應措施；
55、所述環境數據采集模塊和環境污染分析模塊的數據均上傳至存儲模塊，存儲模塊包括數據整合單元和云服務平臺，數據整合單元用于將各模塊上傳的數據整合成總監測數據，并將所述總監測數據通過互聯網上傳至所述云服務平臺進行存儲。...
【技術保護點】
1.一種物聯網環境監測系統，其特征在于，包括環境數據采集模塊、環境污染分析模塊、存儲模塊和web瀏覽器終端；
2.根據權利要求1所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述傳感器單元包括溫濕度傳感器、顆粒物傳感器、二氧化碳傳感器、二氧化氮傳感器和揮發性有機化合物傳感器，所述無線通訊單元包括wifi模塊。
3.根據權利要求2所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述空氣數據修正單元修正過程如下：
4.根據權利要求3所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述空氣綜合指數單元整合過程如下：
5.根據權利要求4所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述預測單元預測過程如下：
6.根據權利要求5所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：當R(t＋1)大于Y時，空氣質量的變化對公共健康的影響較大，空氣中的污染物濃度往往會迅速升高，在重度污染的環境中，污染物濃度通常會出現快速地劇烈變化，此時增加綜合指數單元中的時間影響系數γ，時間影響系數γ調整為：
7.根據權利要求1所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述存儲模塊包括數據整合
8.根據權利要求7所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述web瀏覽器終端為能夠通過Web瀏覽器接入互聯網的實體設備，用于通過互聯網訪問所述云服務平臺。
9.根據權利要求8所述的物聯網環境監測系統的監測方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種物聯網環境監測系統，其特征在于，包括環境數據采集模塊、環境污染分析模塊、存儲模塊和web瀏覽器終端；
2.根據權利要求1所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述傳感器單元包括溫濕度傳感器、顆粒物傳感器、二氧化碳傳感器、二氧化氮傳感器和揮發性有機化合物傳感器，所述無線通訊單元包括wifi模塊。
3.根據權利要求2所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述空氣數據修正單元修正過程如下：
4.根據權利要求3所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述空氣綜合指數單元整合過程如下：
5.根據權利要求4所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：所述預測單元預測過程如下：
6.根據權利要求5所述的物聯網環境監測系統，其特征在于：當r(t＋1)大于y時，空氣質量的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張東棟，陳奕延，楊引震，葉華鋒，孫騰蛟，韓冬青，
申請(專利權)人：內蒙古自治區環境監測總站呼和浩特分站，
類型：發明
國別省市：
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