基于智慧环境的环保监测系统的制作方法

发明涉及环保监测，具体涉及基于智慧环境的环保监测系统。

背景技术：

1、随着垃圾分类工作的不断推进，城市精细化管理水平的不断提高，居民对居住环境要求的不断提升，垃圾清运不及时等一些问题逐渐凸显，主要表现在，居住小区生活垃圾投放站点内垃圾清理不及时，造成智能垃圾桶站满冒、周边卫生脏乱等，在此过程中，智能垃圾桶应运而生；

2、现有的一种智能垃圾桶搭载有nb-iot智能垃圾桶满溢检测器，通过以微功率超声波距离检测技术（mp-sonic）为基础智能垃圾桶标签nb-iot垃圾箱状态信息实时更新，包括满溢、翻盖、定位、丢失、维修等状态，利用电池供电工作，可更换电池，便于安装维护支持公网iot频段，（nb-iot：850mhz/900mhz/1800mhz）抗压外壳，可用于室外的智能垃圾桶检测应用由于采用 低功耗算法，内部电池可工作 3 年以上；

3、目前的一个小区为了及时对垃圾投放站点内的垃圾进行清理，采用在垃圾站点内放置该种智能垃圾桶，通过智能垃圾桶监测出的其内垃圾倾向程度和高度来对智能垃圾桶的满溢状态进行判定，来对垃圾站点内的所有智能垃圾桶进行清理，而现有对小区生活垃圾投放站点内垃圾进行及时清理主要通过两种方式：一种是从单个垃圾投放站点进行考虑，当存在某个站点内的智能垃圾桶填充到一定的程度时通知小区内环保人员对该站点内智能垃圾桶进行清理，另一种是基于小区内设立的所有垃圾站点，当小区内大多数垃圾站点都填充到一定程度时通知小区内环保人员对该站点内智能垃圾桶进行清理，上述两种方式，第一种方式虽然可以保证小区内居住环境的环保，但是会造成了小区内环保人员人力、物力和时间资源上的浪费；而第二种方式由于不同位置的住户其附近的小区内垃圾站点中智能垃圾桶的填充速度不一致，有的填充的快，有的填充的慢，在等待大多数智能垃圾桶都填充到一定程度的时候，有的智能垃圾桶由于填充速率过快可能已经溢出，造成了清理不及时情况的发生；

4、为了解决上述问题，本发明提出了一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于智慧环境的环保监测系统，目的是为了解决现有技术中采用对单一投放站点进行判定，造成的小区内环保人员人力、物力和时间资源上的浪费，对多个垃圾站点进行判定，由于不同位置的住户其附近的小区内垃圾站点中智能垃圾桶的填充速度不一致，有的填充的快，有的填充的慢，在等待大多数智能垃圾桶都填充到一定程度的时候，有的智能垃圾桶由于填充速率过快可能已经溢出，造成了清理不及时情况的发生的问题；

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于智慧环境的环保监测系统，包括：

4、垃圾监测终端，对小区内所有垃圾站点内放置的智能垃圾桶进行监测，所述小区内每个垃圾站点都放置有3个智能垃圾桶，所述智能垃圾桶内搭载有nb-iot智能垃圾桶满溢检测器；

5、所述垃圾监测终端包括若干个垃圾监测模块，一个所述垃圾监测模块对应小区内一个垃圾站点；

6、所述垃圾监测模块对对应垃圾站点内当前时刻所有智能垃圾桶中垃圾的高度和倾斜角度进行监测并依据其生成当前时刻该垃圾站点的监测数据，所述智能垃圾桶内垃圾的倾斜角度指的是垃圾堆积在智能垃圾桶内的角度倾斜角度；

7、数据分析模块，对小区内所有垃圾站点的监测数据进行分析生成小区内所有垃圾站点的垃圾时刻填充表；

8、环保判定模块，所述环保判定模块包括环保判定单元，所述环保判定单元按照一定的判定规则对当前时刻小区内所有垃圾站点的监测数据进行判定，具体如下：

9、s21：将小区内所有垃圾站点依次标记为i1、i2、...、ii，i≥1，并创建填充记录变量j1，初始的填充记录变量j1的值为0；

10、s22：获取当前时刻垃圾站点i1内所有智能垃圾桶的高度，分别标记为k1、k2和k3，获取当前时刻该垃圾站点i1内所有智能垃圾桶的倾斜角度，分别标记为l1、l2和l3；

11、s23：获取环保判定单元中当前存储的该垃圾站点i1对应垃圾时刻填充表中当前时刻分属时间段和当前时刻分属时间段的下一个时间段对应的填充量，分别标记为m1和m2；

12、s23：利用公式

13、计算获取当前时刻垃圾站点i1的填充状态值n1，所述β1和β2分别为预设调节数值；

14、将n1与nmax、nmin进行大小比较，若n1≥nmax则将该垃圾站点判定为待清理垃圾站点，重新标记为o1，若mmin≤n1<nmax，则将填充记录变量j1的值自增1，反之，则不做任何处理，所述nmax和nmin分别为预设的清理判定最大值和最小值：

15、s24：按照s21到s23依次计算获取垃圾站点i1、i2、...、ii的填充状态值n1、n2、...、ni，并依次将其与nmax、nmin进行大小比较，获取所有的待清理垃圾站点o1、o2、...、oo，1≤o≤i；

16、s25：若o≥q1，所述环保判定单元生成预警指令并将其传输到环保管理模块，所述q1为预设的第一预警标量阈值；

17、若o<q1，所述环保判定单元获取最终的填充记录变量j1的值，标记为r1，若r1≥r，所述环保判定单元生成预警指令并将其传输到环保管理模块，反之则不做任何处理，所述r为预设的第二预警标量阈值；

18、环保管理模块，接收到预警指令后将向小区的管理人员进行显示，由小区管理人员通知小区环保人员对小区内所有的垃圾站点中智能垃圾桶的垃圾进行清理。

19、进一步的，所述数据分析模块，分析生成小区内所有垃圾站点的垃圾时刻填充表的具体分析步骤如下：

20、s11：选定小区内一个垃圾站点为待监测分析站点，选定待监测分析站点内的智能垃圾桶为待监测分析智能垃圾桶，将待监测分析站点内的所有待监测分析智能垃圾桶分别标记为a1、a2、a3；

21、s12：进行监测周期划分，将一个监测周期等分成b个监测段，将一个监测周期的b个监测段，标记为b1、b2、...、bb,b≥1；

22、s13：按照一定的计算规则计算获取一个监测周期内待监测分析站点的填充特征量e1；

23、s14：按照s13计算获取f个监测周期监测段b1内待监测分析站点的填充特征量e1、e2、...、ef，f≥1，所述f个监测周期是从当前监测周期开始向过去回溯f个监测周期，所述一个监测周期是一天，一个监测段为1小时；

24、s15：按照一定的计算规则计算获取待监测分析站点的填充量h1；

25、s16：按照s12到s15依次计算获取待监测分析站点在监测段b1、b2、...、bb内的填充量，标记为h1、h2、...、hb，b≥1；

26、所述数据分析模块依据待监测分析站点在监测段b1、b2、...、bb内的填充量h1、h2、...、hb生成待监测分析站点的垃圾时刻填充表，所述待监测分析站点的垃圾时刻填充表中包含时间段和填充量两个字段，所述时间段字段中存储有监测段b1、b2、...、bb，所述填充量字段中存储有对应监测段的填充量；

27、s17：依次选定小区内所有垃圾站点为待监测分析站点，按照s11到s16依次计算生成小区内所有垃圾站点的垃圾时刻填充表。

28、进一步的，所述s13，计算获取一个监测周期内待监测分析站点的填充特征量e1的具体计算规则如下：

29、s131：获取一个监测周期监测段b1内待监测分析智能垃圾桶a1的高度变化值c1和倾斜角度变化值c2；

30、s132：利用公式计算获取待监测分析智能垃圾桶a1在该监测周期的监测段b1内的填充标定值d1，所述α1、α2分别为预设调节系数；

31、s133：按照s131和s132分别计算获取待监测周期监测段b1内待监测分析智能垃圾桶a1、a2和a3在该监测周期的监测段b1内的填充标定值d1、d2和d3并计算其总和，将其总和标定为该监测周期监测段b1内待监测分析站点的填充特征量，标记为e1。

32、进一步的，所述s15，计算获取待监测分析站点的填充量h1的具体计算规则如下：

33、s151：利用公式f1=e1-e计算获取待监测分析站点的填充特征量为e1对应的填充特征量偏离值f1，将f1和f进行大小比较，若f1≥f，则不做任何处理，反之，则将填充特征量e1重新标定为填充中位量，标记为g1；

34、s152：按照s151依次计算获取待监测分析站点的填充特征量为e1、e2、...、ef对应的填充特征量偏离值f1、f2、...、ff，并依次将其与f进行大小比较，获取所有的填充中位量并计算获取其均值，将其均值重新标定为待监测分析站点在监测段b1内的填充量，标记为h1。

35、进一步的，所述环保判定模块还包括数据存储单元，所述数据存储单元中存储有小区内所有垃圾站点的监测数据。

36、进一步的，所述垃圾站点是小区为了便于住户投放垃圾而划定的有着固定大小的区域。

37、本发明的有益效果：

38、本发明通过设置垃圾监测终端，对小区内所有垃圾站点内智能垃圾桶中垃圾高度和倾斜角度进行监测采集，数据分析模块对不同时段内各个垃圾站点的垃圾高度和倾斜角度的变化量进行分析生成小区内所有垃圾站点的垃圾时刻填充表，环保判定单元基于当前时刻小区内各个垃圾站点的高度和倾斜角度，依据当前时刻对应的分属时间段和下一个时间段的填充量，对当前时刻小区内所有垃圾站点是否需要进行清理进行整体判定，一方面避免因为大多数垃圾站点的未达到清理标准而忽略了少部分垃圾站点在下个时段存在垃圾溢出导致小区内环境污染情况的发生，另一方面以小区内所有垃圾站点的角度来进行判定，避免单一垃圾站点判定导致的小区内环保人员人力、物力和时间资源上的浪费情况的发生。