一种闭环颗粒物监测仪校准控制系统的制作方法

1.本发明涉及颗粒物监测校准技术领域，具体为一种闭环颗粒物监测仪校准控制系统。


背景技术：

2.通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为pm10，又称为可吸入颗粒物或飘尘，颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深，10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5微米直径的可进入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到细支气管和肺泡，为了能够对环境进行更好地治理，使用颗粒物监测仪对环境进行实时监测。
3.在现有技术中，为了能够让监测仪的监测结果更加准确，需要对监测仪进行校准，但是颗粒物监测仪的监测精度容易受到所处环境影响，且校准后的监测精度不够理想。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种闭环颗粒物监测仪校准控制系统，解决了颗粒物监测仪容易受到所处环境影响，且校准后的监测精度不够理想的问题。
5.（二）技术方案为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种闭环颗粒物监测仪校准控制系统，包括数据处理交换模块，所述数据处理交换模块输入端连接有气象监测模块、温度监测模块、湿度监测模块、颗粒物预检测模块、颗粒物对照检测模块、周围环境监测模块以及标准数据获取模块，所述数据处理交换模块输出端连接有污染点上报模块，所述数据处理交换模块连接端连接有自适应学习校准模块以及云服务器，所述周围环境监测模块包括无人机搭载单元、定位单元以及监测单元，所述数据处理交换模块连接端还连接有处理措施推荐模块、处理结果反馈模块、数据异常上报模块、临时派遣模块、异常数据标记模块以及异常数据删除模块；所述气象监测模块用于对颗粒物监测仪所处的区域气象进行实时监测，并将所监测到的气象数据传递给数据处理交换模块；所述温度监测模块用于对颗粒物监测仪所处的区域温度进行实时监测，并将所监测到的温度数据传递给数据处理交换模块；所述湿度监测模块用于对颗粒物监测仪所处的区域湿度进行实时监测，并将所监测到的湿度数据传递给数据处理交换模块；所述颗粒物预检测模块用于使用颗粒物监测仪对所处区域的颗粒物进行预检测，并将所检测到的颗粒物数据传递给数据处理交换模块；所述颗粒物对照检测模块用于定期对该区域的大气进行对照检测，并将所检测到的对照数据传递给数据处理交换模块；所述周围环境监测模块用于对颗粒物监测仪周围环境出现的污染点进行监测和
定位，并拍摄下污染点的图像数据，并将所检测到的污染点相关数据传递给数据处理交换模块；所述标准数据获取模块用于从互联网实时获取该地区空气质量的第三方标准数据，并将该标准数据传递给数据处理交换模块；所述数据处理交换模块用于接收各个监测模块传递来的数据，并将数据进行处理传递给云服务器，同时能够对多方检测数据进行处理；所述自适应学习校准模块用于根据所监测的数据来生成相应的自适应学习校准模型，利用自适应学习校准模型来对各种环境下的监测仪进行校准。
6.优选的，所述颗粒物预检测模块采用β射线吸收法进行检测，所述颗粒物对照检测模块采用滤膜称重法进行对照检测。
7.优选的，所述气象监测模块用于监测所处环境的雨量、风速以及降雪量。
8.优选的，所述周围环境监测模块具体用于通过无人机搭载单元将定位单元和监测单元搭载到无人机上，并控制无人机在周围一定范围内进行巡航和数据传递，通过监测单元对所处区域内的多处进行拍摄，并对周围一定区域内进行污染监测，同时通过定位单元对巡航路线进行定位。
9.优选的，所述周围环境监测模块的监测周期设置为两天，所述周围环境监测模块的监测范围设置为以颗粒物监测仪为中心方圆二十米。
10.优选的，所述无人机搭载单元采用云台搭载高清摄像机，所述监测单元采用便携式颗粒物监测仪。
11.优选的，所述云服务器用于接收数据处理交换模块传递来的数据，并对数据进行计算和处理，将数据回传给数据处理交换模块，同时对数据进行保存。
12.优选的，所述自适应学习校准模块具体用于根据所监测的气象数据、温度数据、湿度数据、颗粒物预检测数据、颗粒物对照数据以及标准数据来生成不同气象、温度、湿度条件下的检测响应曲线，同时生成校准模型，将响应曲线与标准数据和对照数据进行对比生成校准系数，自适应学习校准模型根据不断检测得到的数据修改响应曲线，并对校准系数进行完善，对检测到的数据进行校准。
13.优选的，所述污染点上报模块用于对周围环境监测模块所监测到的数据进行上报，并向工作人员发送相关信息的通知。
14.优选的，所述污染点上报模块所发送的相关信息包括拍摄的污染点图片，污染点的位置定位以及污染指数。
15.（三）有益效果本发明提供了一种闭环颗粒物监测仪校准控制系统，具备以下有益效果：（1）、本发明通过设置自适应学习校准模块，气象监测模块对颗粒物监测仪所处的区域气象进行实时监测，温度监测模块对颗粒物监测仪所处的区域温度进行实时监测，湿度监测模块对颗粒物监测仪所处的区域湿度进行实时监测，颗粒物预检测模块对所处区域的颗粒物进行预检测，颗粒物对照检测模块对该区域的大气进行对照检测，标准数据获取模块从互联网实时获取该地区空气质量的第三方标准数据，自适应学习校准模块能够在前期根据所检测到的相关数据进行自适应学习形成校准模型，后期出现相同环境时，能够直接对监测结果进行换算校准，降低环境对监测精度的影响，提高校准效果以及效率。
16.（2）、本发明通过设置周围环境监测模块，控制无人机在周围一定范围内进行巡航和数据传递，通过监测单元对所处区域内的多处进行拍摄，并对周围一定区域内进行污染监测，同时通过定位单元对巡航路线进行定位，再配合污染点上报模块，能够向工作人员发送污染点相关信息的通知，使得能够对污染点进行清除，或者改变颗粒物监测仪的监测位置，避免出现污染点干扰监测结果。
17.（3）、本发明通过设置处理措施推荐模块，处理措施推荐模块对污染点的污染类别进行识别，然后根据所识别的污染源类别推荐相应的污染源处理措施，提高工作人员的安全性，数据异常上报模块配合临时派遣模块能够及时排查异常数据产生的原因并对异常数据进行上报，通过异常数据删除模块对检测到的异常颗粒物数据进行删除，避免校准模型进行学习，提高校准的准确性。
附图说明
18.图1为本发明系统模块框图。
19.图中：1、气象监测模块；2、温度监测模块；3、湿度监测模块；4、颗粒物预检测模块；5、颗粒物对照检测模块；6、周围环境监测模块；7、标准数据获取模块；8、数据处理交换模块；9、自适应学习校准模块；10、云服务器；11、污染点上报模块；12、无人机搭载单元；13、定位单元；14、监测单元；15、处理措施推荐模块；16、处理结果反馈模块；17、数据异常上报模块；18、临时派遣模块；19、异常数据标记模块；20、异常数据删除模块。
具体实施方式
20.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。
21.如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种闭环颗粒物监测仪校准控制系统，包括数据处理交换模块8，所述数据处理交换模块8输入端连接有气象监测模块1、温度监测模块2、湿度监测模块3、颗粒物预检测模块4、颗粒物对照检测模块5、周围环境监测模块6以及标准数据获取模块7，气象监测模块1能够实时监测气象信息，温度监测模块2能够实时监测温度数据，湿度监测模块3能够实时监测湿度数据，从而能够为自适应学习校准模块9提供环境数据，所述数据处理交换模块8输出端连接有污染点上报模块11，能够通知工作人员及时清除颗粒监测仪周围的污染点，避免出现污染点干扰颗粒物监测仪的监测精度，所述数据处理交换模块8连接端连接有自适应学习校准模块9以及云服务器10，自适应学习校准模块9能够在前期进行自适应学习形成校准模型，后期出现相同环境时，能够直接对监测结果进行换算校准，降低环境对监测精度的影响，提高校准效果以及效率，所述周围环境监测模块6包括无人机搭载单元12、定位单元13以及监测单元14，能够能够定期对周围一定区域内的环境进行监测，避免出现污染点干扰颗粒物监测仪的监测精度，所述数据处理交换模块8连接端还连接有处理措施推荐模块15、处理结果反馈模块16、数据异常上报模块17、临时派遣模块18、异常数据标记模块19以及异常数据删除模块20，所述处理措施推荐模块15用于对污染点的污染类别进行识别，然后根据所识别的污染源类别推荐相应的污染源处理措
施，提高工作人员的安全性，所述处理结果反馈模块16用于让工作人员对处理结果进行上报和反馈，方便进行协调，所述数据异常上报模块17用于对相邻的两个小时内的空气质量监测数据进行比对，对于大量增加的数据进行上报，所述临时派遣模块18用于在上报异常数据后，排除无人机对周围环境进行污染点排查和监测，所述异常数据标记模块19用于对异常的数据进行标记，同时标注上异常时间段以及异常原因，方便工作人员进行数据处理，所述异常数据删除模块20用于对检测到的异常颗粒物数据进行删除，避免校准模型进行学习，提高校准的准确性；所述气象监测模块1用于对颗粒物监测仪所处的区域气象进行实时监测，并将所监测到的气象数据传递给数据处理交换模块8，能够提供气象数据，同时能够在严重恶劣的天气状况下避免采样，防止产生过大的偏差；所述温度监测模块2用于对颗粒物监测仪所处的区域温度进行实时监测，并将所监测到的温度数据传递给数据处理交换模块8，能够对校准模型提供温度数据；所述湿度监测模块3用于对颗粒物监测仪所处的区域湿度进行实时监测，并将所监测到的湿度数据传递给数据处理交换模块8，能够为校准模型提供湿度数据；所述颗粒物预检测模块4用于使用颗粒物监测仪对所处区域的颗粒物进行预检测，并将所检测到的颗粒物数据传递给数据处理交换模块8，能够为校准模型提供检测数据；所述颗粒物对照检测模块5用于定期对该区域的大气进行对照检测，并将所检测到的对照数据传递给数据处理交换模块8，能够为校准模型提供对照数据；所述周围环境监测模块6用于对颗粒物监测仪周围环境出现的污染点进行监测和定位，并拍摄下污染点的图像数据，并将所检测到的污染点相关数据传递给数据处理交换模块8，能够方便快速找到出现的污染点，避免对颗粒物监测仪的监测造成干扰；所述标准数据获取模块7用于从互联网实时获取该地区空气质量的第三方标准数据，并将该标准数据传递给数据处理交换模块8，能够为校准模型提供另一组对照数据；所述数据处理交换模块8用于接收各个监测模块传递来的数据，并将数据进行处理传递给云服务器10，同时能够对多方检测数据进行处理，能够方便进行数据传输，以及方便云服务器10进行计算；所述自适应学习校准模块9用于根据所监测的数据来生成相应的自适应学习校准模型，利用自适应学习校准模型来对各种环境下的监测仪进行校准，能够提高校准的准确性以及效率。
22.进一步的，所述颗粒物预检测模块4采用β射线吸收法进行检测，射线在通过颗粒物时会被吸收，当能量恒定时，β射线的吸收量与颗粒物的质量成正比，测量时，经过切割器，将颗粒物捕集在滤膜上，通过测量β射线的透过强度，即可计算出空气中颗粒物浓度，粉尘对β线的吸收与气溶胶的种类、粒径、形状、颜色和化学组成等无关，只与粒子的质量有关，所述颗粒物对照检测模块5采用滤膜称重法进行对照检测，以规定的流量采样，将空气中的颗粒物捕集于高性能滤膜上，称量滤膜采样前后的质量，由其质量差求得捕集的粉尘质量，其与采样空气量之比即为粉尘的质量浓度，测量结果是一段时间内的平均值，能够提高测量准确性，从而将其作为一份对照样本数据。
23.进一步的，所述气象监测模块1用于监测所处环境的雨量、风速以及降雪量，能够
提供雨量、风速以及降雪量的相关数据。
24.进一步的，所述周围环境监测模块6具体用于通过无人机搭载单元12将定位单元13和监测单元14搭载到无人机上，并控制无人机在周围一定范围内进行巡航和数据传递，通过监测单元14对所处区域内的多处进行拍摄，并对周围一定区域内进行污染监测，同时通过定位单元13对巡航路线进行定位，使用无人机进行周围小范围环境监测能够提高监测效果和效率，并且更加方便进行监测。
25.进一步的，所述周围环境监测模块6的监测周期设置为两天，所述周围环境监测模块6的监测范围设置为以颗粒物监测仪为中心方圆二十米，能够清除颗粒物监测仪周围环境的干扰点，提高监测的准确性。
26.进一步的，所述无人机搭载单元12采用云台搭载高清摄像机，能够防止高清摄像机所拍摄的污染点画面不清晰，所述监测单元14采用便携式颗粒物监测仪，能够方便安装在无人机上。
27.进一步的，所述云服务器10用于接收数据处理交换模块8传递来的数据，并对数据进行计算和处理，将数据回传给数据处理交换模块8，同时对数据进行保存，能够利用云服务器10的强大的计算能力对数据进行处理和计算，同时能够对数据进行保存，防止数据丢失。
28.进一步的，所述自适应学习校准模块9具体用于根据所监测的气象数据、温度数据、湿度数据、颗粒物预检测数据、颗粒物对照数据以及标准数据来生成不同气象、温度、湿度条件下的检测响应曲线，同时生成校准模型，将响应曲线与标准数据和对照数据进行对比生成校准系数，自适应学习校准模型根据不断检测得到的数据修改响应曲线，并对校准系数进行完善，对检测到的数据进行校准，能够有效提高后期数据的校准精度和效率。
29.进一步的，所述污染点上报模块11用于对周围环境监测模块6所监测到的数据进行上报，并向工作人员发送相关信息的通知，使得能够对污染点进行清除，或者改变颗粒物监测仪的监测位置。
30.进一步的，所述污染点上报模块11所发送的相关信息包括拍摄的污染点图片，污染点的位置定位以及污染指数，方便工作人员快速找到污染点位置。
31.综上可得，本发明的工作流程：在实际使用本发明时，气象监测模块1对颗粒物监测仪所处的区域气象进行实时监测，温度监测模块2对颗粒物监测仪所处的区域温度进行实时监测，湿度监测模块3对颗粒物监测仪所处的区域湿度进行实时监测，颗粒物预检测模块4对所处区域的颗粒物进行预检测，颗粒物对照检测模块5对该区域的大气进行对照检测，标准数据获取模块7从互联网实时获取该地区空气质量的第三方标准数据，自适应学习校准模块9能够在前期根据所检测到的相关数据进行自适应学习形成校准模型，后期出现相同环境时，能够直接对监测结果进行换算校准，降低环境对监测精度的影响，提高校准效果以及效率。
32.需要说明的是，在本文中，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。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。