一种监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及室外空气质量监测领域，特别涉及一种监测系统。


背景技术：

2.随着国家经济的飞速发展，环保和空气质量越来越受到人们的重视，从全民普及pm2.5知识到网格化空气质量监测，近年来的发展速度非常迅猛。空气质量领域的检测技术已经发展了数十年，从手工方法发展到全自动化方法，从松散的标准检测站发展到越来越紧密的网格化监测，针对环境空气质量治理的需求向着轻量化、密集化、自动化等方向发展。
3.现有的空气质量监测系统主要有如下问题：
4.现有的检测设备的质量参差不齐，各个厂家的产品宣称能够探测到很低浓度的污染物气体，但事实往往并非如此。
5.现有的检测设备的通讯费用较高且不稳定，安装时也需要大量的人力物力进行支持。有些站在建造之初的选位就需要当地布置电线、网线等等，准备工作繁复且牵扯部门多。无线通讯方案成本高，在大范围布点时需要的费用会随着点位数量的上升而直线上升。
6.现有的监测系统只是单独的个体集合，没有大量地运用云平台或物联网等新技术的优势。
7.现有的监测系统大量地依赖人工进行监测设备的维护，由于牵扯的环境因素较多(例如运营商、安装点、网络、户外环境等等)，容易造成监测数据丢失、数据有效性直线下降等问题。这些问题对于向最终的环境治理层和决策层提供的信息将起到误导的作用或起不到支撑的作用。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供基于微监测设备和云平台的高准确性、低运维成本、自动化的监测系统。
9.本实用新型公开了一种监测系统，所述系统包括微监测设备、云平台和用户终端；以每个监测站为中心，设置有一个或多个所述微监测设备；所述微监测设备与同一监测站处的其它微监测设备或者其它监测站处的其它微监测设备进行通信；所述云平台分别与所述监测站、所述微监测设备和所述用户终端进行通信。
10.可选地，所述微监测设备使用nb
‑
iot模组和lora模组，来与同一监测站处的其它微监测设备或者其它监测站处的其它微监测设备进行通信。
11.可选地，所述云平台从所述监测站以及同一监测站处的一个或多个所述微监测设备接收数据，根据标定算法模型生成标定数据，并且向一个或多个所述微监测设备发送所述标定数据，用于对所述监测站处的一个或多个所述微监测设备进行标定。
12.可选地，所述标定算法模型包括补正系数，所述补正系数包括零点差值、收益系数和环境补偿值。
13.可选地，所述云平台从所述监测站以及同一监测站处的一个或多个所述微监测设备接收数据，根据预测算法模型生成预测数据，并且向所述用户终端发送所述预测数据，用于对所述监测站处的未来污染物扩散情况进行预测。
14.可选地，所述微监测设备捕获烟雾照片，并且向所述云平台发送所述烟雾照片；所述云平台接收所述烟雾照片，并且将所述烟雾照片与烟雾照片库中的照片进行相似度比对；如果相似度超过阈值，则所述云平台向所述用户终端发送预警数据，用于对环境污染和火灾进行预警。
15.可选地，所述监测站包括国家标准站和小型空气质量监测站。
16.本实用新型与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
17.本实用新型以监测站作为中心，设置有统一的微监测设备以组成监测系统，可以确保监测数据的可靠性、一致性。
18.本实用新型使用nb
‑
iot模组和lora模组等通讯方式，可以实现微监测设备之间的透传，减少通讯费用，并且提供稳定的通讯条件，其连接数量大、使用成本低的特性适合密集型的空气质量监测和智慧城市项目。其次，云平台也可以通过lora模组向微监测设备发送指令。另外，nb
‑
iot模组也可以方便地接入各种物联网网络系统中，降低接入难度。
19.本实用新型以中心点的监测站作为数据支撑，可以迅速发现数据不准确或急需维护的微监测设备，大幅度减少维护人员的工作量和后期使用成本。
20.本实用新型以监测站作为中心，辐射安装微监测设备，以点带面，保证了开阔区域的数据有据可循，在气象等参数接入的同时，可以对周边的所有站点进行一定程度上的数据预测。
21.本实用新型的云平台通过人工智能的方式，对定时抓拍的烟雾照片进行相似度比对，可以分辨出燃烧、排放等关键信息，对于抓拍偷排漏排、监控山火、保护自然生态等应用都有积极意义。维护人员只需在后台进行日常操作和观察，并且注意系统的自动化邮件，而无需奔波在各站点之间。
22.本实用新型接入国家标准站和小型空气质量监测站(诸如新西兰小型环境监测站aqm65等)的数据，可以对于微型监测设备的数据标定和热点区域的数据预测提供可靠的支撑。
附图说明
23.图1是根据本实用新型实施方式的监测系统的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施方式的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式的附图，对本实用新型实施方式的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于所描述的本实用新型的实施方式，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
25.本实用新型的实施方式涉及一种监测系统。图1是根据本实用新型实施方式的监测系统的结构示意图。
26.具体地，如图1所示，监测系统1包括微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n、云平台13和用户终端14a
‑
14n；以每个监测站11,12为中心，设置有一个或多个微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n；微监测设备11a,12a与同一监测站11,12处的其它微监测设备11b
‑
11n,12b
‑
12n或者其它监测站12,11处的其它微监测设备12a
‑
12n,11a
‑
11n进行通信；云平台15分别与监测站11,12、微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n和用户终端14a
‑
14n进行通信。
27.可以理解的是，监测站、微监测设备和用户终端的数量可以根据实际需要进行调整，在此不做限制。
28.本实用新型以监测站作为中心，设置有统一的微监测设备以组成监测系统，可以确保监测数据的可靠性、一致性。本实用新型采用云平台实现与监测站、微监测设备和用户终端进行通信，例如可以从监测站、微监测设备接收监测数据，向监测站、微监测设备发送指令，以及向用户终端发送指令等。
29.在一些实施例中，微监测设备11a,12a使用nb
‑
iot模组和lora模组，来与同一监测站11,12处的其它微监测设备11b
‑
11n,12b
‑
12n或者其它监测站12,11处的其它微监测设备12a
‑
12n,11a
‑
11n进行通信。
30.本实用新型使用nb
‑
iot模组和lora模组等通讯方式，可以实现微监测设备之间的透传，减少通讯费用，并且提供稳定的通讯条件，其连接数量大、使用成本低的特性适合密集型的空气质量监测和智慧城市项目。其次，云平台也可以通过lora模组向微监测设备发送指令。另外，nb
‑
iot模组也可以方便地接入各种物联网网络系统中，降低接入难度。
31.在一些实施例中，云平台13从监测站11,12以及同一监测站11,12处的一个或多个微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n接收数据，根据标定算法模型生成标定数据，并且向一个或多个微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n发送标定数据，用于对监测站11,12处的一个或多个微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n进行标定。
32.由于收集了大量的监测站数据，本实用新型的云平台可以获得标定算法模型，并且将标定算法模型制作成黑匣子服务模块。当微监测设备的数据接入黑匣子服务模块后，云平台将输出结果可视化，方便用户进行调整计算等操作。由于大量数据的存在，云标定可以通过黑匣子服务模块进行定期的自动标定。本实用新型以中心点的监测站作为数据支撑，可以迅速发现数据不准确或急需维护的微监测设备，大幅度减少维护人员的工作量和后期使用成本。
33.在一些实施例中，标定算法模型包括补正系数，补正系数包括零点差值、收益系数和环境补偿值。
34.经过长期的稳定测试，微监测设备中的传感器的零点漂移可以通过计算加入标定算法模型中，例如％2fs每月。根据传感器的不同，标定算法模型中可以加入补正系数，再通过大量数据的积累和对比，自动获得较为良好的零点差值和收益系数。其中，传感器的最终读值＝(原始值
‑
零点差值)*收益系数+环境补偿值(由维度、日照时间、外壳等决定)。
35.在一些实施例中，云平台13从监测站11,12以及同一监测站11,12处的一个或多个微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n接收数据，根据预测算法模型生成预测数据，并且向用户终端14a
‑
14n发送预测数据，用于对监测站11,12处的未来污染物扩散情况进行预测。
36.本实用新型以监测站作为中心，辐射安装微监测设备，以点带面，保证了开阔区域的数据有据可循，在气象等参数接入的同时，可以对周边的所有站点进行一定程度上的数
据预测。
37.在一些实施例中，微监测设备11a
‑
11n,12a
‑
12n捕获烟雾照片，并且向云平台13发送烟雾照片；云平台13接收烟雾照片，并且将烟雾照片与烟雾照片库中的照片进行相似度比对；如果相似度超过阈值，则云平台13向用户终端14a
‑
14n发送预警数据，用于对环境污染和火灾进行预警。
38.本实用新型的云平台通过人工智能的方式，对定时抓拍的烟雾照片进行相似度比对，可以分辨出燃烧、排放等关键信息，对于抓拍偷排漏排、监控山火、保护自然生态等应用都有积极意义。维护人员只需在后台进行日常操作和观察，并且注意系统的自动化邮件，而无需奔波在各站点之间。
39.在一些实施例中，监测站11,12包括国家标准站和小型空气质量监测站。
40.本实用新型接入国家标准站和小型空气质量监测站(诸如新西兰小型环境监测站aqm65等)的数据，可以对于微型监测设备的数据标定和热点区域的数据预测提供可靠的支撑。
41.在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以对这些特征进行变型或者可以与其他特征组合。
42.需要说明的是，本实用新型的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本实用新型是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(programmable array logic，简称“pal”)、随机存取存储器(random access memory，简称“ram”)、可编程只读存储器(programmable read only memory，简称“prom”)、只读存储器(read
‑
only memory，简称“rom”)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable rom，简称“eeprom”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(digital versatile disc，简称“dvd”)等等。
43.需要说明的是，本实用新型各设备实施方式中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本实用新型所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实用新型上述各设备实施方式并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。
44.需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、
方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。