一种高精度环境数据实时采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及环境监测领域，尤其设及一种高精度环境数据实时采集系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着全国经济总量的快速增长和城市规模的不断扩大，各地雾靈天气出 现的频率越来越高，严重影响了全国各大中城市整体环境形象和人民群众的生活质量。
[0003] 目前市场上用来采集环境空气质量的传感器种类多种多样，也广泛应用于各个领 域。在实际应用过程中，传感器会受到所处位置的海拔高低影响了其采集数据的精度，因 此，需要一种高精度环境数据实时采集系统。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种高精度环境数据实时采集系统，能 够对受海拔因素影响的数据进行校正，得到高精度的环境数据。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
[0006] -种高精度环境数据实时采集系统，包括数据采集装置、海拔高度仪、校正装置和 通讯模块；
[0007] 所述数据采集装置包括气体传感器、溫度传感器和湿度传感器;所述校正装置包 括依次连接的输入端、处理器和输出端；
[000引所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器分别与所述输入端连接；
[0009]所述海拔高度仪设置在数据采集装置内，所述海拔高度仪与所述输入端连接； [0010]所述通讯模块包括W太网端口；所述输出端与W太网端口连接。
[0011] 进一步的，所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器的数量为多个;所述输入端 和输出端的数量为多个;所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器分别与所述输入端一 一连接；
[0012] 所述校正装置和通讯模块之间还包括数据处理装置，所述数据处理装置包括相互 连接的第一级分类器和第二级分类器;=个第一级分类器与一个第二级分类器连接;所述 输出端与第一级分类器连接，所述第二级分类器与所述W太网端口连接。
[0013] 进一步的，所述通讯模块还包括输入端接口、GIS模块、控制器和输出端接口；所述 输入端接口、GIS模块和输出端接口分别与控制器连接；
[0014] 所述输入端接口与第二级分类器连接；
[0015] 所述输出端接口包括Wifi端口、433MHz端口和Zigbee端口；所述Wifi端口、433MHz 端口和Z igbee端口分别与监控终端连接。
[0016] 进一步的，所述输入端和输出端设有数据隔离通道。
[0017] 进一步的，所述通讯模块还包括存储器，所述存储器与控制器连接。
[0018] 进一步的，所述通讯模块还包括提示灯，所述提示灯与控制器连接。
[0019] 本实用新型的有益效果在于:在传统的采集系统基础上增加海拔高度仪并且将海 拔高度仪设置在数据采集装置内，用来采集数据采集装置的海拔高度数据，通过处理器对 海拔高度数据的计算可W得出校正值，用来对采集到的溫度数据、湿度数据W及气体成分 数据等进行校正，从而输出精度较高的环境数据。本实用新型提供的采集系统可通过W太 网端口将输出的环境数据发送到云服务器，W便后台监测中屯、实时获取数据。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的高精度环境数据实时采集系统的结构示意图；
[0021] 标号说明：
[0022] 1、数据采集装置;2、海拔高度仪;3、校正装置;4、通讯模块。
【具体实施方式】
[0023] 为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，W下结合实施方式并配 合附图予W说明。
[0024] 本实用新型最关键的构思在于:在传统的采集系统基础上增加海拔高度仪并且将 海拔高度仪设置在数据采集装置内，用来采集数据采集装置的海拔高度数据，通过处理器 对海拔高度数据的计算可W得出校正值，用来对采集到的溫度数据、湿度数据W及气体成 分数据等进行校正，从而输出精度较高的环境数据。
[0025] 请参照图1，本实用新型提供的一种高精度环境数据实时采集系统，包括数据采集 装置1、海拔高度仪2、校正装置3和通讯模块4;
[0026] 所述数据采集装置1包括气体传感器、溫度传感器和湿度传感器;所述校正装置3 包括依次连接的输入端、处理器和输出端；
[0027] 所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器分别与所述输入端连接；
[0028] 所述海拔高度仪2设置在数据采集装置1内，所述海拔高度仪2与所述输入端连接；
[0029] 所述通讯模块4包括W太网端口；所述输出端与W太网端口连接。
[0030] 从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于:在传统的采集系统基础上增加海 拔高度仪并且将海拔高度仪设置在数据采集装置内，用来采集数据采集装置的海拔高度数 据，通过处理器对海拔高度数据的计算可W得出校正值，用来对采集到的溫度数据、湿度数 据W及气体成分数据等进行校正，从而输出精度较高的环境数据。本实用新型提供的采集 系统可通过W太网端口将输出的环境数据发送到云服务器，W便后台监测中屯、实时获取数 据。
[0031] 进一步的，所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器的数量为多个;所述输入端 和输出端的数量为多个;所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器分别与所述输入端一 一连接；
[0032] 所述校正装置和通讯模块之间还包括数据处理装置，所述数据处理装置包括相互 连接的第一级分类器和第二级分类器;=个第一级分类器与一个第二级分类器连接;所述 输出端与第一级分类器连接，所述第二级分类器与所述W太网端口连接。
[0033] 由上述描述可知，由于环境数据量是庞大的，为提高后续传输效率，需要在数据传 输前对数据进行预处理，因此在校正装置和通讯模块之间增设数据处理装置，该数据处理 装置包括相互连接的第一级分类器和第二级分类器，将采集到的数据经过第一级分类器进 行分类处理，可在第一级分类器和第二级分类器上任意设置分类条件W及过滤条件，再经 过第二级分类器进行二次分类，可基本筛选出合理有效的数据，进而提高传输效率。
[0034] 进一步的，所述通讯模块还包括输入端接口、GIS模块、控制器和输出端接口；所述 输入端接口、GIS模块和输出端接口分别与控制器连接；
[0035] 所述输入端接口与第二级分类器连接；
[0036] 所述输出端接口包括Wifi端口、433MHz端口和Zigbee端口；所述Wifi端口、433MHz 端口和Z igbee端口分别与监控终端连接。
[0037] 由上述描述可知，通过通讯模块中Wif i端口、433MHz端口或Z igbee端口发送给监 控终端，便于数据远距离传输;再则，考虑到环境对网络传输过程的影响，在通讯模块中增 加 GIS模块，可获取发送地与接收地之间的传输距离、人流量和障碍物强度等环境数据，能 够在Wifi端口、433MHz端口或Zigbee端口中选取最适合数据发送的网络类型，使得系统资 源的利用率能够发挥到最大。
[0038] 进一步的，所述输入端和输出端设有数据隔离通道。
[0039] 由上述描述可知，设置数据隔离通道可防止数据之间的干扰。
[0040] 进一步的，所述通讯模块还包括存储器，所述存储器与控制器连接。
[0041] 由上述描述可知，存储器用于存储分类后的数据，便于后续的校对工作或者当出 现数据丢失时找回数据作用。
[0042] 进一步的，所述通讯模块还包括提示灯，所述提示灯与控制器连接。
[0043] 由上述描述可知，在通讯模块需要发送数据之前，先判断通信是否存在问题，若 有，可通过提示灯闪烁进行提示，然后通过手动选取网络类型。
[0044] 请参照图1，本实用新型的实施例一为：
[0045] 本实用新型提供的一种高精度环境数据实时采集系统，包括数据采集装置1、海拔 高度仪2、校正装置3和通讯模块4;
[0046] 所述数据采集装置1包括气体传感器、溫度传感器和湿度传感器;所述校正装置3 包括依次连接的输入端、处理器和输出端；
[0047] 所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器分别与所述输入端连接；
[0048] 所述海拔高度仪2设置在数据采集装置1内，所述海拔高度仪2与所述输入端连接；
[0049] 所述通讯模块4包括W太网端口；所述输出端与W太网端口连接。
[0050] 在本实施例中，气体传感器、溫度传感器和湿度传感器的数量为多个;所述输入端 和输出端的数量为多个;所述气体传感器、溫度传感器和湿度传感器分别与所述输入端一 一连接;所述校正装置和通讯模块之间还包括数据处理装置，所述数据处理装置包括相互 连接的第一级分类器和第二级分类器;=个第一级分类器与一个第二级分类器连接;所述 输出端与第一级分类器连接，所述第二级分类器与所述W太网端口连接。由于环境数据量 是庞大的，为提高后续传输效率，需要在数据传输前对数据进行预处理，因此在校正装置和 通讯模块之间增设数据处理装置，该数据处理装置包括相互连接的第一级分类器和第二级 分类器，将采集到的数据经过第一级分类器进行分类处理，可在第一级分类器和第二级分 类器上任意设置分类条件W及过滤条件，再经过第二级分类器进行二次分类，可基本筛选 出合理有效的数据，进而提高传输效率。
[0051] 上述的通讯模块还包括输入端接口、GIS模块、控制器和输出端接口；所述输入端 接口、GIS模块和输出端接口分别与控制器连接;所述输入端接口与第二级分类器连接;所 述输出端接口包括Wifi端口、433MHz端口和Zigbee端口；所述Wifi端口、433MHz端口和 Zigbee端口分别与监控终端连接。通过通讯模块中Wif i端口、433MHz端口或Zigbee端口发 送给监控终端，便于数据远距离传输;再则，考虑到环境对网络传输过程的影响，在通讯模 块中增加 GIS模块，可获取发送地与接收地之间的传输距离、人流量和障碍物强度等环境数 据，能够在Wif i端口、433MHz端口或Zigbee端口中选取最适合数据发送的网络类型，使得系 统资源的利用率能够发挥到最大。
[0052] 上述的输入端和输出端设有数据隔离通道。设置数据隔离通道可防止数据之间的 干扰。
[0053] 上述的通讯模块还包括存储器，所述存储器与控制器连接。存储器用于存储分类 后的数据，便于后续的校对工作或者当出现数据丢失时找回数据作用。所述通讯模块还包 括提示灯，所述提示灯与控制器连接。在通讯模块需要发送数据之前，先判断通信是否存在 问题，若有，可通过提示灯闪烁进行提示，然后通过手动选取网络类型。
[0054] 上述的GIS模块获取环境数据的过程如下：
[0055] 需要说明的是：查询地即为数据处理装置的所在地，接收地即为监控终端的所在 地。
[0056] 假设查询地为A，接收地为B;
[0057] 通过GIS地理定位系统可获取到A地的环境数据，该环境数据包括经缔度数据W及 周边环境数据，即A地的经缔度为北缔N26° 06/ 76.48"、东经El 19° 31/ 92.77"，B地的经缔度 为北缔肥6° 03' 17.14"、东经El 19° 17'44.78";
[005引根据A地与B地的经缔度数据，计算得到A地与B地之间的距离为180米，且根据周边 环境数据得到A地与B地间的车流量为5辆/min，人流量为20人/min，障碍物大于3堵墙W上， 再结合所要查询数据的大小（查询数据是需要进行传输的），根据查询数据的大小、A地与B 地的传输距离、人流量和障碍物强度分析，选取网络类型为433Mhz。此时通过433Mhz网络方 式将查询数据由A地发送至B地。
[0059] 假设查询地为C，接收地为D;
[0060] 通过GIS地理定位系统可获取到C地的环境数据，该环境数据包括经缔度数据W及 周边环境数据，即C地的经缔度为北缔N26°05/ 78.12"、东经El 19° 3〇/ 70.46"，D地的经缔度 为北缔肥6° 05' 83.88"、东经El 13° 30' 56.11";
[0061] 根据C地与D地的经缔度数据，计算得到C地与D地之间的距离为300米左右，且根据 周边环境数据得到C地与D地间的车流量为15辆/min,人流量为28人/min,障碍物有2堵墙， 再结合所要查询数据的大小（查询数据是需要进行传输的），根据查询数据的大小、C地与D 地的传输距离、人流量和障碍物强度分析，选取网络类型为Zigbee。此时通过Zigbee网络方 式将查询数据由A地发送至B地。
[0062] 由于网络基本是属于开放性的环境，当需要获取的查新数据的安全级别较高，贝U 首选安全级别较高的网络类型。
[0063] 需要说明的是，只有与GIS系统通信之后才能获取最新的环境数据，若未通信则采 用上次所接收到的环境数据。本实用新型的系统能动态改变通信方式，例如白天车流量大， 优先选择穿透能力强的433MHz通讯，夜间车流量小，选择功耗低速率大的Zigbee通讯。
[0064] 例如:在某个设备监控系统中，设备分散在不同的区域，与监控主机的距离各不相 同，最佳的通信方式也不相同。由于Zigbee通信的功耗低，若设备离监控主机较近或障碍物 较少时，如设备与监控主机在同一个设备房中，系统会优先选择Zigbee模块进行通信。当设 备离监控主机较远或障碍物较多时，如设备与监控主机相隔两=堵墙，此时Zigbee信号弱， 模块将通信切换至433MHz。若两者均无法通信，模块将对Wifi环境进行检测，若Wifi能够通 信，系统最终选择Wifi模块进行通信。使用wifi,都是选择已经建立好网络的情况下，无需 再另外布网。
[0065] GIS地理定位系统会将所处的环境信息反馈至智能通信模块中。当设备与监控主 机之间有车辆等动态变化的障碍物时，根据GIS所反馈的信息，系统会动态选择最佳的通信 方式。
[0066] 例如，设备中间相隔了一条马路，马路的车流量是动态变化的。若该马路在上班时 间7:30-8:30、下班时间17:30-18:30运两段时间车流量很大，夜间至凌晨阶段车流量较少。 如果在白天车流量高峰期时段，不改变通信方式，仍然采用Zigbee能通信，会造成系统通信 不稳定，此时应选择穿透能力更强的433MHz通信方式。如下表1:
[0067]
[006引
[0069] 表1
[0070] 综上所述，本实用新型提供的一种高精度环境数据实时采集系统，在传统的采集 系统基础上增加海拔高度仪并且将海拔高度仪设置在数据采集装置内，用来采集数据采集 装置的海拔高度数据，通过处理器对海拔高度数据的计算可W得出校正值，用来对采集到 的溫度数据、湿度数据W及气体成分数据等进行校正，从而输出精度较高的环境数据。本实 用新型提供的采集系统可通过W太网端口将输出的环境数据发送到云服务器，W便后台监 测中屯、实时获取数据。
[0071] W上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领 域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种高精度环境数据实时采集系统，其特征在于，包括数据采集装置、海拔高度仪、 校正装置和通讯模块； 所述数据采集装置包括气体传感器、温度传感器和湿度传感器;所述校正装置包括依 次连接的输入端、处理器和输出端； 所述气体传感器、温度传感器和湿度传感器分别与所述输入端连接； 所述海拔高度仪设置在数据采集装置内，所述海拔高度仪与所述输入端连接； 所述通讯模块包括以太网端口；所述输出端与以太网端口连接。2. 根据权利要求1所述的高精度环境数据实时采集系统，其特征在于，所述气体传感 器、温度传感器和湿度传感器的数量为多个;所述输入端和输出端的数量为多个;所述气体 传感器、温度传感器和湿度传感器分别与所述输入端一一连接； 所述校正装置和通讯模块之间还包括数据处理装置，所述数据处理装置包括相互连接 的第一级分类器和第二级分类器;三个第一级分类器与一个第二级分类器连接;所述输出 端与第一级分类器连接，所述第二级分类器与所述以太网端口连接。3. 根据权利要求1所述的高精度环境数据实时采集系统，其特征在于，所述通讯模块还 包括输入端接口、GIS模块、控制器和输出端接口；所述输入端接口、GIS模块和输出端接口 分别与控制器连接； 所述输入端接口与第二级分类器连接； 所述输出端接口包括wifi端口、433MHz端口和zigbee端口；所述wifi端口、433MHz端口 和zigbee端口分别与监控终端连接。4. 根据权利要求1所述的高精度环境数据实时采集系统，其特征在于，所述输入端和输 出端设有数据隔离通道。5. 根据权利要求1所述的高精度环境数据实时采集系统，其特征在于，所述通讯模块还 包括存储器，所述存储器与控制器连接。6. 根据权利要求1所述的高精度环境数据实时采集系统，其特征在于，所述通讯模块还 包括提示灯，所述提示灯与控制器连接。
【专利摘要】本实用新型涉及环境监测领域，尤其涉及一种高精度环境数据实时采集系统，包括数据采集装置、海拔高度仪、校正装置和通讯模块；所述数据采集装置包括气体传感器、温度传感器和湿度传感器；所述海拔高度仪设置在数据采集装置内。在传统的采集系统基础上增加海拔高度仪并且将海拔高度仪设置在数据采集装置内，用来采集数据采集装置的海拔高度数据，通过处理器对海拔高度数据的计算可以得出校正值，用来对采集到的温度数据、湿度数据以及气体成分数据等进行校正，从而输出精度较高的环境数据。本实用新型提供的采集系统可通过以太网端口将输出的环境数据发送到云服务器，以便后台监测中心实时获取数据。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN205384050
【申请号】CN201620132033
【发明人】邓锡元, 陈威, 陈哲
【申请人】福建榕基软件股份有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年2月22日