环境质量监测方法及系统与流程

本发明涉及环境质量监测领域，具体而言，涉及一种环境质量监测方法及系统。

背景技术：

近年来随着国民经济的发展人民生活水平得到显著提高，但同时环境问题尤其是空气污染变得日益严峻。研究表明，环境空气的污染对人体健康有着严重影响，如刺激粘膜，导致肺部疾病和心脑血管疾病，诱发胎儿畸形等等。为此各地均布设了标准的环境环境质量监测站用以在线监测当地环境质量。随着近年来网格化概念的兴起，以光散射、电化学、光离子化检测方法的微型空气在线监测系统得到了越来越广泛的应用。该类型监测系统成本较低，体积小，适合户外安装，可以成规模地布设于城市各个区域。

但此类监测系统也存在一些问题，由于安装在现场部分的装置不仅负责对数据进行采集，而且需要对采集的数据进行处理运算，对硬件配置有较高的要求，因为现场装置数量较多，导致了整体成本的上升，也降低数据处理的效率，增加了出错和故障几率。

技术实现要素：

鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种环境质量监测方法及系统，以克服相关技术的不足。

第一方面，本发明实施例提供一种环境质量监测方法，应用于环境质量监测系统，所述环境质量监测系统包括:至少一个信号采集装置和与所述至少一个信号采集装置分开设置的数据处理装置，所述至少一个信号采集装置与所述数据处理装置通讯，所述方法包括：所述至少一个信号采集装置获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置；所述数据处理装置基于从所述至少一个信号采集装置接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值。

进一步地，所述至少一个信号采集装置获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置，包括：每个信号采集装置中的传感器采集所述待监测环境的环境质量模拟信号；每个信号采集装置中的传感器将所述环境质量模拟信号传输给与所述传感器连接的信号放大设备；所述信号放大设备基于所述环境质量模拟信号进行放大处理，获取并传输环境质量模拟放大信号给与所述信号放大设备连接的信号转换设备；所述信号转换设备将所述环境质量模拟放大信号进行模数变换，获取并传输所述环境质量相关数据给与所述信号转换设备通讯的所述数据处理装置。

进一步地，在所述数据处理装置基于从所述至少一个信号采集装置接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值之后，还包括：网络监控平台，与所述数据处理装置通讯，基于从所述数据处理装置获取的所述环境质量因子值，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象；将所述环境质量因子值发送给所述目标发送对象的目标设备。

进一步地，网络监控平台，基于从所述数据处理装置获取的所述环境质量因子值，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象，包括：基于所述环境质量因子值获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量指数；确定所述环境质量指数所属当前等级；基于所述当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

进一步地，所述至少一个发送对象包括：交警部门，环保部门，呼吸疾病患者，预定用户，基于所述当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象，包括：在所述当前等级为轻度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者和/或所述预定用户；在所述当前等级为中度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者，所述预定用户和所述环保部门；在所述当前等级为重度污染时，确定目标方对象为所述交警部门，所述环保部门，所述呼吸疾病患者及所述预定用户。

第二方面，本发明实施例提供一种环境质量监测系统，包括：至少一个信号采集装置和与所述至少一个信号采集装置分开设置的数据处理装置，所述至少一个信号采集装置与所述数据处理装置通讯；所述至少一个信号采集装置，用于获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置；所述数据处理装置，用于基于从所述至少一个信号采集装置接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值。

进一步地，每个信号采集装置中的传感器，用于采集所述待监测环境的环境质量模拟信号；每个信号采集装置中的传感器，还用于将所述环境质量模拟信号传输给与所述传感器连接的信号放大设备；所述信号放大设备，用于基于所述环境质量模拟信号进行放大处理，获取并传输环境质量模拟放大信号给与所述信号放大设备连接的信号转换设备；所述信号转换设备，用于将所述环境质量模拟放大信号进行模数变换，获取并传输所述环境质量相关数据给与所述信号转换设备连接的所述数据处理装置。

进一步地，所述环境监测系统还包括：网络监控平台，与所述数据处理装置连接；所述网络监控平台，用于基于从所述数据处理装置获取的所述环境质量因子值，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象；所述数据网络监控平台，还用于将所述环境质量因子值发送给所述目标发送对象的目标设备。

进一步地，所述网络监控平台，还用于基于所述环境质量因子值获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量指数；所述网络监控平台，还用于确定所述环境质量指数所属当前等级；所述网络监控平台，还用于基于所述当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

进一步地，所述至少一个发送对象包括：交警部门，环保部门，呼吸疾病患者，预定用户；所述网络监控平台，还用于在所述当前等级为轻度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者和/或所述预定用户；所述网络监控平台，还用于在所述当前等级为中度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者，所述预定用户和所述环保部门；所述网络监控平台，还用于在所述当前等级为重度污染时，确定目标方对象为所述交警部门，所述环保部门，所述呼吸疾病患者及所述预定用户。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供了一种环境质量监测方法，应用于环境质量监测系统，所述环境质量监测系统包括：至少一个信号采集装置和与所述至少一个信号采集装置分开设置的数据处理装置，所述至少一个信号采集装置与所述数据处理装置通讯，所述方法包括：所述至少一个信号采集装置获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置；所述数据处理装置基于从所述至少一个信号采集装置接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子。通过将信号采集装置和数据处理装置分开设置，实现数据运算的集中处理，提高数据处理效率和整个系统的可靠性，降低了现场装置的硬件要求，极大降低了整体成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种环境质量监测系统的模块示意图；

图2为本发明第一实施例提供的一种环境质量监测方法的流程示意图；

图3为本发明第一实施例提供的一种环境质量监测方法的详细流程图；

图4为本发明第一实施例提供的一种环境质量监测方法中步骤S300的流程图。

图标：100-信号采集装置；110-第二电源模块；120-第二电源开关；130-传感器；140-信号放大设备；150-信号转换设备；160-第二无线传输模块；170-天线；200-数据处理装置；210-第一电源模块；220-第一电源开关；230-主板；231-中央处理器；232-第一内存232；240-硬盘；250-显示屏；260-第一无线传输模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

图1为本发明实施例提供的一种环境质量监测系统的模块示意图，请参照图1，所述环境质量监测系统包括：至少一个信号采集装置100和与所述至少一个信号采集装置100分开设置的数据处理装置200，所述至少一个信号采集装置100与所述数据处理装置200通讯。

所述至少一个信号采集装置100，用于获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置200。

所述至少一个信号采集装置100分别设置在待监测环境中，在本实施例中，所述至少一个信号采集装置100以网格化形式设置于各个待监测环境的立柱上，其中，信号采集装置100的数量根据用户实际需求而确定，所述至少一个信号采集装置100实时获取各个待监测环境中用于表征CO浓度、NO2浓度、O3浓度、SO2浓度、颗粒物、VOC浓度、H2S浓度、NH3浓度、CL2浓度、PM2.5浓度、温度值、湿度值、风速、风向、气压值和/或噪声值等的数字电压信号，并将所述至少一个环境质量相关数据通过设置在所述数据处理装置200中的无线传输模块实时传输至与所述无线传输模块通讯的所述数据处理装置200。

所述数据处理装置200，用于基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值。可以理解的是，所述数据处理装置200可设置于室内监控中心，所述数据处理装置200中基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取待监测环境中CO浓度值、NO2浓度值、O3浓度值、SO2浓度值、颗粒物、VOC浓度值、H2S浓度值、NH3浓度、CL2浓度、PM2.5浓度、温度值、湿度值、风速、风向、气压值和/或噪声值。

每个信号采集装置100中的传感器130，用于采集所述待监测环境的环境质量模拟信号。

每个信号采集装置100中的传感器130，还用于将所述环境质量模拟信号传输给与所述传感器130连接的信号放大设备140。

所述信号放大设备140，用于基于所述环境质量模拟信号进行放大处理，获取并传输环境质量模拟放大信号给与所述信号放大设备140连接的信号转换设备150。

所述信号转换设备150，用于将所述环境质量模拟放大信号进行模数变换，获取并传输所述环境质量相关数据给与所述信号转换设备150连接的所述数据处理装置200。

作为一种实施方式，所述环境质量监测系统还包括：网络监控平台，与所述数据处理装置200连接，用于基于从所述数据处理装置200获取的所述环境质量因子值，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

其中，所述至少一个发送对象包括：交警部门，环保部门，呼吸疾病患者，预定用户。

所述网络监控平台，还用于将所述环境质量因子值发送给所述目标发送对象的目标设备。

作为一种实施方式，所述网络监控平台能够将各个监测环境中的环境质量因子进行综合处理，并生成一个用于表征各个监测环境质量的环境质量数据图表。

所述网络监控平台，还用于基于所述环境质量因子值获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量指数。

进一步地，所述网络监控平台，还用于确定所述环境质量指数所属当前等级。

所述网络监控平台，还用于基于所述当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

所述网络监控平台，还用于在所述当前等级为轻度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者和/或所述预定用户。

所述网络监控平台，还用于在所述当前等级为中度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者，所述预定用户和所述环保部门。

所述网络监控平台，还用于在所述当前等级为重度污染时，确定目标方对象为所述交警部门，所述环保部门，所述呼吸疾病患者及所述预定用户。

图2为本发明实施例提供的一种环境质量监测方法的流程图，所述环境质量监测方法具体包括如下步骤：

S100：所述至少一个信号采集装置100获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置200。

S200：所述数据处理装置200基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值。

所述数据处理装置200可设置于室内监控中心，所述数据处理装置200中基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取待监测环境中CO浓度值、NO2浓度值、O3浓度值、SO2浓度值、颗粒物、VOC浓度值、H2S浓度值、NH3浓度、CL2浓度、PM2.5浓度、温度值、湿度值、风速、风向、气压值和/或噪声值。

作为一种实施方式，所述数据处理装置200包括：主板230、第一电源模块210和第一电源开关220，所述第一电源模块210与所述主板230连接，提供所述数据处理装置200工作所需电能，所述主板230包括中央处理器231和第一内存232，所述中央处理器与所述第一内存232连接，所述中央处理器231与所述至少一个信号采集装置100通讯，基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行归集、映射以及运算，输出用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量指数，所述中央处理器231将输出的环境质量指数存储于所述第一从内存内。

其中，所述第一电源模块210包括：第一电源控制器与第一电源设备，其中，所述第一电源设备可以为充电宝、干电池等。所述第一电源模块210能够外接电源设备，可以理解的是，所述第一电源模块210可以与太阳能板和220V家庭电源连接，能够将220V交流电压转换为24V直流电压，所述第一电源开关220用于控制所述第一电源模块210与所述数据处理装置200断开或连接，在外加电源设备接通所述第一电源模块210时，所述第一电源控制器控制所述外加电源设备提供的电能优先传输给所述数据处理装置200以维持正常工作，所述外加电源设备提供的多余电能用于给所述第一电源模块210内的第一电源设备充电，当所述第一电源模块210内的第一电源设备内的电量达到饱和时，所述外加电源设备停止对所述第一电源模块210内的第一电源设备充电。当所述第一电源模块210未接通外加电源设备时，所述第一电源模块210内的电源设备为所述数据处理装置200工作提供所需电能。

作为一种实施方式，数据处理装置200还包括：第一无线传输模块260，设置于数据处理装置200中，与所述第一内存232连接，所述第一内存232存储的环境质量因子值经所述第一无线传输模块260传输至与所述第一无线传输模块260通讯的网络监控平台。

作为一种实施方式，所述数据处理装置200还包括：硬盘240，所述硬盘240与所述中央处理器231连接，所述硬盘240根据其存储容量的大小用于存储与所硬盘240的存储容量匹配的数据。

作为一种实施方式，所述数据处理装置200还包括：显示屏250，所述显示屏250与所述中央处理连接，用于显示所述中央处理器231输出的数据，在本实施例中，所述显示屏250可以为触摸式显示屏250和按键式显示屏250，用户能够通过所述显示屏250实现数据查询与设置。

进一步地，所述至少一个信号采集装置100获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置200，包括：

每个信号采集装置100中的传感器130获取所述待监测环境的环境质量模拟信号。

其中，每个信号采集装置100中设置有至少一个传感器130，其中，在本实施例中，每个信号采集装置100中设置的传感器130类型可包括：颗粒物传感器、CO传感器、PM2.5传感器、NO2传感器、O3传感器、SO2传感器、VOC传感器、H2S传感器、NH3传感器、CL2传感器、HCL传感器、温湿度传感器、风速传感器、风向传感器130、GPS传感器、气压传感器和/或噪声传感器，在待监测环境中的气体、声音、颗粒物接触信号采集装置100中的传感器130时，传感器130产生并输出与CO浓度值、NO2浓度值、O3浓度值、SO2浓度值、颗粒物、VOC浓度值、H2S浓度值、NH3浓度、CL2浓度、PM2.5浓度、温度值、湿度值、风速、风向、气压值和/或噪声值相对应的正相关电流值或电压值。

每个信号采集装置100中的传感器130将所述环境质量模拟信号传输给与所述传感器130连接的信号放大设备140。

所述信号放大设备140基于所述环境质量模拟信号进行放大处理，获取并传输环境质量模拟放大信号给与所述信号放大设备140连接的信号转换设备150，可以理解的是，所述信号放大设备140输出的所述环境质量模拟放大信号为模拟电压信号。

其中，在本实施例中，所述信号放大设备140为具有3芯至8芯航空插头与的信号放大电路板，在其他实施例中，所述信号放大设备140也可以为其他，所述信号放大设备140用于将从传感器130获取的信号进行放大处理，在本实施中，一个信号放大设备140与一个传感器130连接，获取并输出环境质量模拟放大信号给所述信号采集装置100中与所述信号放大设备140连接的信号转换设备150，在本实施例中，所述信号转换设备150与多个信号放大设备140连接。

所述信号转换设备150将所述环境质量模拟放大信号进行模数变换，获取并传输所述环境质量相关数据给与所述信号转换设备150连接的所述数据处理装置200。

其中，在本实施例中，所述信号转换设备150可以为模/数转换器，所述信号转换设备150将从信号放大设备140获取的模拟电压信号进行模数变换，获取并传输用于表征当前环境质量的数字电压信号给与所述信号转换设备150连接的所述数据处理装置200。

作为一种实施方式，所述信号转换设备150还包括：第二内存，所述第二内存与所述信号转换设备150连接，经信号转换设备150处理后的数字信号存储于所述第二内存内。

作为一种实施方式，信号采集装置100还包括：第二无线传输模块160，设置于信号采集设置中，与所述信号转换设备150连接，其中，所述第二无线传输模块160可插SIM卡，所述第二内存中的数字电压信号经所述第二无线传输模块160传输至与所述第二无线传输模块160通讯的数据处理装置200。

作为一种实施方式，信号采集装置100还包括：天线170，与所述第二无线传输模块160连接，所第二述无线传输模块通过天线170将存储于所述第二内存内的数字电压信号传输至与所述第二无线传输模块160通讯的数据处理装置200。

作为一种实施方式，所述信号采集装置100还包括：第二电源开关120和第二电源模块110，所述第二电源开关120与所述第二电源模块110连接，所述第二电源模块110分别与设置于所述信号采集装置100内的传感器130连接，提供传感器130的工作所需的电能，其中，所述第二电源模块110包括：第二电源控制器与第二电源设备，其中，所述第二电源设备可以为充电宝、干电池等。所述第二电源模块110能够外接电源设备，可以理解的是，所述第二电源模块110可以与太阳能板和220V家庭电源连接，能够将220V交流电压转换为24V直流电压，所述第二电源开关120用于控制所述第二电源模块110与所述信号采集装置100断开或连接，在外加电源设备接通所述第二电源模块110时，所述第二电源控制器控制所述外加电源设备提供的电能优先传输给所述信号采集装置100以维持正常工作，所述外加电源设备提供的多余电能用于给所述第二电源模块110内的第二电源设备充电，当所述第二电源模块110内的第二电源设备内的电量达到饱和时，所述外加电源设备停止对所述第二电源模块110内的第二电源设备充电。当所述第二电源模块110未接通外加电源设备时，所述第二电源模块110内的电源设备为所述信号采集装置100工作提供所需电能。

作为一种实施方式，所述数据处理装置200还包括：机箱，所述数据处理装置200中的设备放置于所述机箱内，所述机箱用于保护所述数据采集设备受损。

请参照图3，作为一种实施方式，在所述数据处理装置200基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值之后，还包括：

S300：网络监控平台，与所述数据处理装置200通讯，基于从所述数据处理装置200获取的所述环境质量因子值，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

其中，所述至少一个发送对象包括：交警部门，环保部门，呼吸疾病患者，预定用户。

S400：所述网络监控平台将所述环境质量指数发送给所述目标发送对象的目标设备。

可以理解的是，所述网络监控平台基于从所述数据处理装置200获取的所述所述环境质量因子值综合进行分析，根据用于表征当前环境质量优劣的环境质量因子值的大小，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象，并将所述环境质量因子值发送给所述目标发送对象的目标设备，其中，目标设备可以为个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能设备、可穿戴设备、个人电脑(Personal Computer，PC)等。

请参照图4，基于所述环境质量因子值，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象，包括：

S310：基于所述环境质量因子值获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量指数。

S320：确定所述环境质量指数所属当前等级；

S330：基于所述当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

可以理解的是，所述网络监控平台基于所述当前环境质量因子的大小进行综合分析，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量指数，接着基于所述环境质量指数的大小，确定所述环境质量指数的对应的质量等级，例如轻度污染、中度污染、重度污染等，接着，所述数据处理装置200基于当前环境质量的当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象。

进一步地，基于所述当前等级，从至少一个发送对象中确定出目标发送对象，包括：

在所述当前等级为轻度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者和/或所述预定用户。

在所述当前等级为中度污染时，确定目标发送对象为所述呼吸疾病患者，所述预定用户和所述环保部门。

在所述当前等级为重度污染时，确定目标方对象为所述交警部门，所述环保部门，所述呼吸疾病患者及所述预定用户。

综上所述，本发明提供一种环境质量监测方法及系统，所述环境质量监测方法应用于所述环境质量监测系统，所述环境质量监测系统包括:至少一个信号采集装置100和与所述至少一个信号采集装置100分开设置的数据处理装置200，所述至少一个信号采集装置100与所述数据处理装置200通讯，所述方法包括：所述至少一个信号采集装置100获取待监测环境的至少一个环境质量相关数据，并将所述至少一个环境质量相关数据传输给所述数据处理装置200；所述数据处理装置200基于从所述至少一个信号采集装置100接收的所述至少一个环境质量相关数据进行处理，获取用于表征所述监测环境当前环境质量的环境质量因子值。通过将信号采集装置100和数据处理装置200分开设置，实现数据运算的集中处理，提高数据处理效率和整个系统的可靠性，降低了现场装置的硬件要求，极大降低了整体成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。