一种城市环境大数据综合协同管理运转平台的制作方法

本发明涉及大数据技术领域，具体是一种城市环境大数据综合协同管理运转平台。

背景技术：

随着社会的不断进步与发展，城市化的趋势发展也越来越明显，更多的人们愿意步入城市去寻找更好的发展机遇，城市人口的不但增多，随之而来的是城市环境问题，其中最为严重的当属噪音污染和空气污染，深深困扰着人们的生活，降低了人们的生活质量，甚至影响了人们的身心健康；

所以需要对城市环境进行整治，现有技术中对于城市环境的治理存在以下问题：

1、对于噪音污染，当出现严重的噪音污染影响着人们的正常生活时，只有相关人员去政府部门举报，才能等待环保相关工作人员前来处理，不能够及时的进行制止，影响着人们的生活；

2、对于空气污染，不能够根据现有的大数据对空气污染进行预测和防治，只能够在环境污染较为严重时采取补救措施或者提醒人们注意出门佩戴口罩等防护设备；

所以，人们急需一种城市环境大数据综合协同管理运转平台来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种城市环境大数据综合协同管理运转平台，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市环境大数据综合协同管理运转平台，该协同管理运转平台包括综合控制端、zigbee通讯模块和管控中心；

所述zigbee通讯模块用于综合控制端与管控中心之间的无线通讯，所述综合控制端与zigbee通讯模块电性连接，所述综合控制端用于对城市环境的综合监测，使得可以对监测数据进行分析，采取对应的措施对城市环境进行治理，所述管控中心用于对城市环境进行实时监控，并针对监测数据做出相应的应对措施，可以实现对城市环境的智能化管理。

作为优选技术方案，所述综合控制端包括噪音管理和空气管理，所述噪音管理是指对城市环境中的噪音污染进行监测、分析和治理，有助于及时的制止噪音污染，减少噪音污染对人们身心造成的伤害，所述空气管理是指对城市环境的空气进行监测、分析和预防恶化，减少城市局部污染格外严重的情况，同时，减轻城市交通拥堵的现象。

作为优选技术方案，所述管控中心包括监控显示屏和监控报警器；

所述监控显示屏和监控报警器均通过zigbee通讯模块与综合控制端电性连接；

所述监控显示屏用于对噪音管理和空气管理处理和分析的数据进行显示，保证可以更加直观的了解噪音管理和空气管理所监测的数据，使得可以更加快速的对噪音污染和空气污染情况进行治理，所述监控报警器用于对噪音污染和空气污染的情况或者即将产生噪音污染和空气污染的情况进行及时的报警提醒，使得可以及时的通知工作人员对情况进行了解，有助于城市环境污染的及时制止，所述管控中心还包括数据显示单元，用于将综合控制端所检测和处理的数据进行显示。

作为优选技术方案，所述噪音管理包括噪音检测模块、数据处理模块和方向确认模块；

所述噪音检测模块的输出端电性连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端通过zigbee通讯模块与监控显示屏电性连接，所述数据处理模块的输出端电性连接方向确认模块的输入端；

所述噪音检测模块为br-zs噪音检测模块，所述噪音检测模块用于对城市中产生的噪音分贝值进行检测，所述噪音检测模块为八个，分别对应八个不同的方向，八个所述噪音检测模块均利用收音喇叭对噪音进行收声，保证噪音检测的准确度，所述收音喇叭侧壁为中空状态，避免相邻的两个收音喇叭之间相互影响导致噪音的检测数据不准确，所述噪音检测模块还包括蕴含其方向和地址信息的定位模块，用于确认每一个噪音检测模块的具体地址和检测的方向，八个所述噪音检测模块检测的噪音值分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8，所述数据处理模块用于对八个噪音检测模块所检测的噪音分贝值进行处理，所述方向确认模块用于根据数据处理模块处理的数据分析噪音的方向，有助于环保人员根据监控显示屏显示的数据及时的前往制止其继续制造噪音，减少了环保人员寻找噪音来源方向所花费的时间，有助于及时的对噪音污染进行制止。

作为优选技术方案，所述空气管理包括pm2.5检测模块、车辆检测模块和数据分析模块；

所述pm2.5检测模块和车辆检测模块的输出端均电性连接数据分析模块的输入端，所述数据分析模块的输出端通过zigbee通讯模块与监控显示屏电性连接；

所述pm2.5检测模块为pm2.5检测仪，所述pm2.5检测模块用于对空气中的pm2.5浓度进行检测，所述pm2.5检测模块检测的pm2.5浓度为m微克每立方米，所述车辆检测模块为车流量检测摄像头，所述车辆检测模块用于对道路上的车流量进行检测和统计，所述车辆检测模块检测的车流量为n辆每分钟，所述数据分析模块用于对pm2.5检测模块和车辆检测模块检测的数据进行分析和计算。

作为优选技术方案，所述噪音管理和空气管理还包括计时模块，所述计时模块用于对pm2.5检测模块和车辆检测模块检测时的时间进行计时，用于计算pm2.5的浓度变化速率和车流量的变化速率，所述计时模块记录的时间记为t。

作为优选技术方案，所述数据处理模块将八个噪音检测模块所检测的噪音数据x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8进行对比，将数据按照从大到小的顺序进行排列，并取出其中最大的数值xi，并将xi所在的噪音检测模块的地址和噪音检测模块检测的方向通过zigbee通讯模块传输至管控中心，并利用监控显示屏进行显示；

当xi≥a时，表明噪音的分贝值超过了设定阈值，所述计时模块开始计时，计时时间为tx；

当tx≥b时，表明产生噪音的时间已经达到了扰民的程度，所述监控报警器进行报警提醒，环保部门根据监控显示屏显示的地址和方向安排人员前去制止其继续制造噪音污染；

当tx＜b时，表面产生噪音的时间很短，只是短暂性的，没有达到扰民的程度，监控报警器不报警，但当其再次产生噪音时，监控报警器进行报警提醒；

当xi＜a时，表明噪音的分贝值没有超过设定阈值，所述计时模块不进行计时。

作为优选技术方案，所述pm2.5检测模块实时对空气中的pm2.5颗粒浓度进行检测，所述计时模块实时计时，所述计时模块实时计时的时间集合记为p{t1,t2,t3,…,ti}，所述pm2.5检测模块对应时间集合p实时检测的空气中的pm2.5浓度的集合记为q{m1,m2,m3,…,mi}，所述pm2.5检测模块检测的浓度mi对应计时模块记录的时间ti；

pm2.5的浓度变化速率为vm，利用公式：

其中，为t(i-1)至ti时间段，空气中pm2.5浓度的变化速率；

当时，表明当前pm2.5浓度增长速率较快，存在大规模制造pm2.5颗粒的污染源；

当时，表面当前pm2.5浓度增长速度较慢，短时间内不会对环境造成较大的污染。

作为优选技术方案，所述车辆检测模块实时对道路上的车流量进行检测，所述计时模块实时计时，所述计时模块实时计时的时间集合记为p{t1,t2,t3,…,ti}，所述车辆检测模块对应时间集合p实时检测的车流量的集合记为q{n1,n2,n3,…,ni}，所述车辆检测模块检测的车流量ni对应计时模块记录的时间ti；

车流量变化速率为vn，利用公式：

其中，为t(i-1)至ti时间段，道路上车流量的变化速率，ni表示对应时间点ti时的车流量；

当时，表明当前车流量增长速率较快，会造成交通拥堵；

当时，表明当前车流量增长速度较慢，不会造成交通拥堵。

作为优选技术方案：

当且时，表明当前车流量较大，并且，pm2.5浓度增长速率较快，汽车排放的尾气无法被生态系统自行净化，会造成区域性的空气污染，所述监控警报灯报警提醒，交管部门前去指挥交通，对车辆进行分流，避免造成区域性的空气污染严重，利用生态系统的自我净化功能对少量的pm2.5进行自我净化；

当且时，表明当前车流量较小，并且，pm2.5浓度增长速率较慢，汽车排放的尾气可以被生态系统自行净化，不会造成区域性的空气污染；

当且时，表明当前车流量较大，但是，pm2.5浓度增长速率较慢，行驶车辆为符合排放标准的车辆；

当且时，表明当前车流量较小，但是，pm2.5浓度增长速率较快，当前区域存在除车辆尾气之外的其他污染源，环保部门根据地址信号前往调查，排出污染源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、利用八个噪音检测模块和收音喇叭，并利用数据处理模块，可以准确的了解噪音的位置和方向，有助于环保人员根据监控显示屏显示的数据及时的前往制止其继续制造噪音，减少了环保人员寻找噪音来源方向所花费的时间，有助于及时的对噪音污染进行制止。

2、利用噪音检测模块和车辆检测模块，可以对空气中pm2.5浓度进行检测，同时，对道路上的车流量进行检测，可以利用数据分析模块分析pm2.5浓度变化速率和车流量增长速率，可以有效的判断pm2.5浓度的增长是否与车流量的增长有关，有助于交管部门及时的进行车辆的分流指挥，避免区域性的空气污染严重，可以利用生态系统的自我净化能力对少量的空气污染进行净化，有助于缓解空气污染，同时，也有效的避免了交通拥堵。

附图说明

图1为本发明一种城市环境大数据综合协同管理运转平台模块组成的结构示意图；

图2为本发明一种城市环境大数据综合协同管理运转平台模块分布的结构示意图；

图3为本发明一种城市环境大数据综合协同管理运转平台模块连接的结构示意图；

图4为本发明一种城市环境大数据综合协同管理运转平台噪音管理的流程示意图；

图5为本发明一种城市环境大数据综合协同管理运转平台空气管理的流程示意图；

图6为本发明一种城市环境大数据综合协同管理运转平台检测装置的结构示意图。

1、立杆；2、车流量检测摄像头；3、收音喇叭；4、pm2.5检测仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种城市环境大数据综合协同管理运转平台，该协同管理运转平台包括综合控制端、zigbee通讯模块和管控中心；

所述zigbee通讯模块用于综合控制端与管控中心之间的无线通讯，所述综合控制端与zigbee通讯模块电性连接，所述综合控制端用于对城市环境的综合监测，使得可以对监测数据进行分析，采取对应的措施对城市环境进行治理，所述管控中心用于对城市环境进行实时监控，并针对监测数据做出相应的应对措施，可以实现对城市环境的智能化管理。

所述综合控制端包括噪音管理和空气管理，所述噪音管理是指对城市环境中的噪音污染进行监测、分析和治理，有助于及时的制止噪音污染，减少噪音污染对人们身心造成的伤害，所述空气管理是指对城市环境的空气进行监测、分析和预防恶化，减少城市局部污染格外严重的情况，同时，减轻城市交通拥堵的现象。

所述管控中心包括监控显示屏和监控报警器；

所述监控显示屏和监控报警器均通过zigbee通讯模块与综合控制端电性连接；

所述监控显示屏用于对噪音管理和空气管理处理和分析的数据进行显示，保证可以更加直观的了解噪音管理和空气管理所监测的数据，使得可以更加快速的对噪音污染和空气污染情况进行治理，所述监控报警器用于对噪音污染和空气污染的情况或者即将产生噪音污染和空气污染的情况进行及时的报警提醒，使得可以及时的通知工作人员对情况进行了解，有助于城市环境污染的及时制止，所述管控中心还包括数据显示单元，用于将综合控制端所检测和处理的数据进行显示。

如图6所示，立杆1顶端边部安装有八个收音喇叭2，用于对噪音进行收音，避免相互之间的影响，立杆1顶端位于收音喇叭2下方安装有两个反方向的车流量检测摄像头3，用于对道路的车流量进行检测，统计车流量，立杆1顶端位于收音喇叭2上方安装有pm2.5检测仪4，用于对空气中的pm2.5颗粒浓度进行检测；

所述噪音管理包括噪音检测模块、数据处理模块和方向确认模块；

所述噪音检测模块的输出端电性连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端通过zigbee通讯模块与监控显示屏电性连接，所述数据处理模块的输出端电性连接方向确认模块的输入端；

所述噪音检测模块为br-zs噪音检测模块，所述噪音检测模块用于对城市中产生的噪音分贝值进行检测，所述噪音检测模块为八个，分别对应八个不同的方向，八个所述噪音检测模块均利用收音喇叭2对噪音进行收声，保证噪音检测的准确度，所述收音喇叭2侧壁为中空状态，避免相邻的两个收音喇叭2之间相互影响导致噪音的检测数据不准确，所述噪音检测模块还包括蕴含其方向和地址信息的定位模块，用于确认每一个噪音检测模块的具体地址和检测的方向，八个所述噪音检测模块检测的噪音值分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8，所述数据处理模块用于对八个噪音检测模块所检测的噪音分贝值进行处理，所述方向确认模块用于根据数据处理模块处理的数据分析噪音的方向，有助于环保人员根据监控显示屏显示的数据及时的前往制止其继续制造噪音，减少了环保人员寻找噪音来源方向所花费的时间，有助于及时的对噪音污染进行制止。

所述空气管理包括pm2.5检测模块、车辆检测模块和数据分析模块；

所述pm2.5检测模块和车辆检测模块的输出端均电性连接数据分析模块的输入端，所述数据分析模块的输出端通过zigbee通讯模块与监控显示屏电性连接；

所述pm2.5检测模块为pm2.5检测仪4，所述pm2.5检测模块用于对空气中的pm2.5浓度进行检测，所述pm2.5检测模块检测的pm2.5浓度为m微克每立方米，所述车辆检测模块为车流量检测摄像头3，所述车辆检测模块用于对道路上的车流量进行检测和统计，所述车辆检测模块检测的车流量为n辆每分钟，所述数据分析模块用于对pm2.5检测模块和车辆检测模块检测的数据进行分析和计算。

所述噪音管理和空气管理还包括计时模块，所述计时模块用于对pm2.5检测模块和车辆检测模块检测时的时间进行计时，用于计算pm2.5的浓度变化速率和车流量的变化速率，所述计时模块记录的时间记为t。

如图5所示，所述数据处理模块将八个噪音检测模块所检测的噪音数据x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8进行对比，将数据按照从大到小的顺序进行排列，并取出其中最大的数值xi，并将xi所在的噪音检测模块的地址和噪音检测模块检测的方向通过zigbee通讯模块传输至管控中心，并利用监控显示屏进行显示；

当xi≥a时，表明噪音的分贝值超过了设定阈值，所述计时模块开始计时，计时时间为tx；

当tx≥b时，表明产生噪音的时间已经达到了扰民的程度，所述监控报警器进行报警提醒，环保部门根据监控显示屏显示的地址和方向安排人员前去制止其继续制造噪音污染；

当tx＜b时，表面产生噪音的时间很短，只是短暂性的，没有达到扰民的程度，监控报警器不报警，但当其再次产生噪音时，监控报警器进行报警提醒；

当xi＜a时，表明噪音的分贝值没有超过设定阈值，所述计时模块不进行计时。

如图6所示，所述pm2.5检测模块实时对空气中的pm2.5颗粒浓度进行检测，所述计时模块实时计时，所述计时模块实时计时的时间集合记为p{t1,t2,t3,…,ti}，所述pm2.5检测模块对应时间集合p实时检测的空气中的pm2.5浓度的集合记为q{m1,m2,m3,…,mi}，所述pm2.5检测模块检测的浓度mi对应计时模块记录的时间ti；

pm2.5的浓度变化速率为vm，利用公式：

其中，为t(i-1)至ti时间段，空气中pm2.5浓度的变化速率；

当时，表明当前pm2.5浓度增长速率较快，存在大规模制造pm2.5颗粒的污染源；

当时，表面当前pm2.5浓度增长速度较慢，短时间内不会对环境造成较大的污染。

所述车辆检测模块实时对道路上的车流量进行检测，所述计时模块实时计时，所述计时模块实时计时的时间集合记为p{t1,t2,t3,…,ti}，所述车辆检测模块对应时间集合p实时检测的车流量的集合记为q{n1,n2,n3,…,ni}，所述车辆检测模块检测的车流量ni对应计时模块记录的时间ti；

车流量变化速率为vn，利用公式：

其中，为t(i-1)至ti时间段，道路上车流量的变化速率，ni表示对应时间点ti时的车流量；

当时，表明当前车流量增长速率较快，会造成交通拥堵；

当时，表明当前车流量增长速度较慢，不会造成交通拥堵。

当且时，表明当前车流量较大，并且，pm2.5浓度增长速率较快，汽车排放的尾气无法被生态系统自行净化，会造成区域性的空气污染，所述监控警报灯报警提醒，交管部门前去指挥交通，对车辆进行分流，避免造成区域性的空气污染严重，利用生态系统的自我净化功能对少量的pm2.5进行自我净化；

当且时，表明当前车流量较小，并且，pm2.5浓度增长速率较慢，汽车排放的尾气可以被生态系统自行净化，不会造成区域性的空气污染；

当且时，表明当前车流量较大，但是，pm2.5浓度增长速率较慢，行驶车辆为符合排放标准的车辆；

当且时，表明当前车流量较小，但是，pm2.5浓度增长速率较快，当前区域存在除车辆尾气之外的其他污染源，环保部门根据地址信号前往调查，排出污染源。

实施例一：设定八个噪音检测模块检测的噪音分贝值分别是85、87、85、82、87、82、95和63，设定a＝90，b＝5min；

所述数据处理模块将八个噪音检测模块所检测的噪音数据85、87、85、82、87、82、95和63进行对比，将数据按照从大到小的顺序进行排列，并取出其中最大的数值95，并将95所在的噪音检测模块的地址和噪音检测模块检测的方向通过zigbee通讯模块传输至管控中心，并利用监控显示屏进行显示；

95＞90，表明噪音的分贝值超过了设定阈值，所述计时模块开始计时，计时时间为tx＝12min；

tx＞5，表明产生噪音的时间已经达到了扰民的程度，所述监控报警器进行报警提醒，环保部门根据监控显示屏显示的地址和方向安排人员前去制止其继续制造噪音污染。

实施例二：设定八个噪音检测模块检测的噪音分贝值分别是85、87、85、82、87、82、88和63，设定a＝90，b＝5min；

所述数据处理模块将八个噪音检测模块所检测的噪音数据85、87、85、82、87、82、88和63进行对比，将数据按照从大到小的顺序进行排列，并取出其中最大的数值88，并将88所在的噪音检测模块的地址和噪音检测模块检测的方向通过zigbee通讯模块传输至管控中心，并利用监控显示屏进行显示；

88＜90，表明噪音的分贝值没有超过设定阈值，所述计时模块不进行计时。

实施例三：所述pm2.5检测模块实时对空气中的pm2.5颗粒浓度进行检测，所述计时模块实时计时，所述计时模块实时计时的时间集合记为p{15、20、25、30}，所述pm2.5检测模块对应时间集合p实时检测的空气中的pm2.5浓度的集合记为q{20、23、27、33}，所述pm2.5检测模块检测的浓度mi对应计时模块记录的时间ti；

pm2.5的浓度变化速率为vm，利用公式：

其中，为t(i-1)至ti时间段，空气中pm2.5浓度的变化速率；

c记为1；

表明当前pm2.5浓度增长速率较快，存在大规模制造pm2.5颗粒的污染源；

表面当前pm2.5浓度增长速度较慢，短时间内不会对环境造成较大的污染。

所述车辆检测模块实时对道路上的车流量进行检测，所述计时模块实时计时，所述计时模块实时计时的时间集合记为p{15、20、25、30}，所述车辆检测模块对应时间集合p实时检测的车流量的集合记为q{30、58、95、135}，所述车辆检测模块检测的车流量ni对应计时模块记录的时间ti；

车流量变化速率为vn，利用公式：

其中，为t(i-1)至ti时间段，道路上车流量的变化速率，ni表示对应时间点ti时的车流量；、

d记为7.5；

时，表明当前车流量增长速率较快，会造成交通拥堵；

表明当前车流量增长速度较慢，不会造成交通拥堵。

且表明当前车流量较大，并且，pm2.5浓度增长速率较快，汽车排放的尾气无法被生态系统自行净化，会造成区域性的空气污染，所述监控警报灯报警提醒，交管部门前去指挥交通，对车辆进行分流，避免造成区域性的空气污染严重，利用生态系统的自我净化功能对少量的pm2.5进行自我净化；

且表明当前车流量较小，并且，pm2.5浓度增长速率较慢，汽车排放的尾气可以被生态系统自行净化，不会造成区域性的空气污染。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。