一种基于大数据分析的地块土壤环境快速监测系统的制作方法

本发明涉及地块土壤环境监测，尤其涉及一种基于大数据分析的地块土壤环境快速监测系统。

背景技术：

1、土壤环境监测是指了解土壤环境质量状况的重要措施，以防治土壤污染危害为目的，对土壤污染程度、发展趋势的动态分析测定，包括土壤环境质量的现状调查、区域土壤环境背景值的调查、土壤污染事故调查和污染土壤的动态观测，且土壤环境监测设备主要是通过布点的方法对特定位置的土壤环境进行监测的设备；

2、土壤环境监测设备一般是直接安装在土壤表面，然后将设备的土壤监测传感器安插到土壤中对土壤环境进行监测，但无法对现有技术中的土壤监测设备的数据传输进行监管，进而影响土壤环境监测的速率，同时土壤监测设备的数据传输延误过大，极易影响土壤环境监测结果的准确性，且无法对土壤监测设备的数据传输延误进行原因分析，进而存在维护管理效率低的问题，以及无法对土壤监测设备的工作效率进行判别和合理优化管理；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据分析的地块土壤环境快速监测系统，去解决上述提出的技术缺陷，是通过对待监测农田土壤环境监测前的农田上的各个检测点的数据传输情况进行分析，以便及时的对监测点进行管理，提高待监测农田土壤环境监测的速率，并通过深入式的分析方式，对监测点的工作数据和干扰数据分别进行状态评估分析和影响程度分析，判断监测点的数据传输延误过大是因为监测点的内部故障、监测点的外部干扰，还是两者皆有，并通过标记的方式直观反映监测点的状态严重情况，以便及时的对监测点进行维护管理和防干扰处理，以及通过对监测点整体的工作效率进行效率评估分析，以判断监测点整体的工作效率是否达标，且通过文字反馈的方式直观的了解到各个监测点的工作情况。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于大数据分析的地块土壤环境快速监测系统，包括服务器、采集监管单元、反馈自检单元、网络监管单元、预警显示单元、效率分析单元以及优化管理单元；

3、当服务器生成运管指令时，并将运管指令发送至采集监管单元，采集监管单元在接收到运管指令后，立即采集监测点中设备的数据上传速度，并对数据上传速度进行延误判别分析，将得到的合格信号发送至效率分析单元，将延误信号发送至反馈自检单元和网络监管单元；

4、反馈自检单元在接收到延误信号后，立即采集监测点的工作数据，工作数据包括监测点的运行电流和内环境温度值，并对工作数据进行状态评估分析，将得到的故障信号发送至预警显示单元；

5、网络监管单元在接收到延误信号后，立即采集监测点的干扰数据，干扰数据包括环境电磁值和数据端口粉尘面积，并对干扰数据进行影响程度分析，将得到的干扰信号发送至预警显示单元；

6、效率分析单元在接收到合格信号后，立即对监测点整体的工作效率进行效率评估分析，将得到的效率信号发送至预警显示单元，将得到的风险信号发送至优化管理单元；

7、优化管理单元在接收到风险信号后，立即构建风险信号所对应监测点的集合b，并对集合b进行优化分级分析，将得到的一级优化点、二级优化点以及三级优化点所对应的监测点的编号经效率分析单元发送至预警显示单元。

8、优选的，所述采集监管单的延误判别分析过程如下：

9、将待监测农田划分的i个子区域块，i为大于零的自然数，同时在各个子区域块内设置监测点，采集监测点开始工作监测前一段工作时间的时长，并将其标记为时间阈值，将时间阈值划分为o个子时间节点，o为大于零的自然数，获取到各个子时间节点内监测点的数据上传速度，并以时间为x轴，以数据上传速度为y轴建立直角坐标系，同时通过描点的方式绘制数据上传速度曲线，且在坐标系中绘制预设数据上传速度阈值曲线，获取到位于预设数据上传速度阈值曲线下方的数据上传速度曲线所对应的时长，并将其标记为延误时长，将延误时长与其内部录入存储的预设延误时长阈值进行比对分析：

10、若延误时长小于等于预设延误时长阈值，则生成合格信号；

11、若延误时长大于预设延误时长阈值，则生成延误信号。

12、优选的，所述反馈自检单元的状态评估分析过程如下：

13、ss1：获取到各个子时间节点内监测点的运行电流，并将运行电流与预设运行电流阈值进行比对分析，若运行电流大于预设运行电流阈值，则获取到运行电流大于预设运行电流阈值部分是预设运行电流阈值的倍数值，并将其标记为电流风险倍数值；

14、ss12：获取到各个子时间节点内监测点的内环境温度值，并以时间为x轴，以内环境温度值为y轴建立直角坐标系，同时通过描点的方式绘制内环境温度值曲线，将内环境温度值曲线中上升段两个端点之间的差值标记为正数，将内环境温度值曲线中下升段两个端点之间的差值标记为负数，以此获取到所有的上升段和下升段两个端点之间的差值的和，并将其标记为温度趋势值；

15、ss13：将电流风险倍数值和温度趋势值与其内部录入存储的预设电流风险倍数值阈值和预设温度趋势值阈值进行比对分析：

16、若电流风险倍数值小于等于预设电流风险倍数值阈值，且温度趋势值小于等于预设温度趋势值阈值，则不生成任何信号；

17、若电流风险倍数值大于预设电流风险倍数值阈值，或温度趋势值大于预设温度趋势值阈值，则生成故障信号。

18、优选的，所述网络监管单元的影响程度分析过程如下：

19、第一步：获取到各个子时间节点内监测点的环境电磁值，并将环境电磁值与预设环境电磁值阈值进行比对分析，若环境电磁值大于预设环境电磁值阈值，则获取到环境电磁值大于预设环境电磁值阈值所对应子时间节点的总个数，并将其标记为风险干扰值fgi；

20、第二步：获取到时间阈值内监测点的数据端口粉尘面积，将数据端口粉尘面积与预设环境电磁值阈值进行比对分析，若数据端口粉尘面积大于预设环境电磁值阈值，则将数据端口粉尘面积大于预设环境电磁值阈值的部分标记为风险堵塞值fdi；

21、第三步：根据公式得到各个监测点的影响风险系数gi，并将影响风险系数gi与其内部录入存储的预设影响风险系数阈值进行比对分析：

22、若影响风险系数gi小于等于预设影响风险系数阈值，则不生成任何信号；

23、若影响风险系数gi大于预设影响风险系数阈值，则生成干扰信号。

24、优选的，所述效率分析单元的效率评估分析过程如下：

25、步骤一：从采集监管单元调取各个子时间节点内监测点的数据上传速度，并以此构建数据上传速度的集合a，获取到集合a的均值，并将其标记为平均上传速度值psi，同时获取到时间阈值内监测点的电流风险倍数值和温度趋势值以及监测点的影响风险系数gi，并将电流风险倍数值和温度趋势值分别标号为fbi和wqi；

26、步骤二：根据公式得到各个监测点的效率评估系数，其中，b1、b2、b3以及b4分别为电流风险倍数值、温度趋势值平均上传速度值以及影响风险系数的预设权重系数，b5为预设补偿修正系数，b1、b2、b3、b4以及b5均为大于零的正数，xi为各个监测点的效率评估系数，并将效率评估系数xi与其内部录入存储的预设效率评估系数阈值进行比对分析：

27、若效率评估系数xi小于等于预设效率评估系数阈值，则生成效率信号；

28、若效率评估系数xi大于预设效率评估系数阈值，则生成风险信号。

29、优选的，所述优化管理单元的优化分级分析过长如下：

30、获取到时间阈值内风险信号所对应子区域的效率评估系数xg超出预设效率评估系数阈值的部分，并将其标记为优化管理值ylg，并以风险信号所对应监测点为x轴，以优化管理值ylg为y中建立直角坐标系，并在直角坐标系中绘制优化管理值ylg的点，并将其标记为分析点，同时在坐标系中绘制优化管理值阈值曲线，并对坐标系进行分析：

31、将位于优化管理值阈值曲线上方的分析所对应的监测点标记为一级优化点；

32、将位于优化管理值阈值曲线之上的分析所对应的监测点标记为二级优化点；

33、将位于优化管理值阈值曲线下方的分析所对应的监测点标记为三级优化点。

34、本发明的有益效果如下：

35、(1)本发明是通过对待监测农田土壤环境监测前的农田上的各个检测点的数据传输情况进行分析，以便及时的对监测点进行管理，提高待监测农田土壤环境监测的速率，并通过深入式的分析方式，对监测点的工作数据和干扰数据分别进行状态评估分析和影响程度分析，判断监测点的数据传输延误过大是因为监测点的内部故障、监测点的外部干扰，还是两者皆有，并通过标记的方式直观反映监测点的状态严重情况，以便及时的对监测点进行维护管理和防干扰处理，进而有助于提高监测点的监测效果。

36、(2)本发明还通过对监测点整体的工作效率进行效率评估分析，以判断监测点整体的工作效率是否达标，进而保证监测点对土壤环境监测的速率，并结合监测点的工作数据和干扰数据进行分析，即从监测点的内部工作数据和监测点的外部干扰数据两个角度进行分析，有助于提高数据分析结果的准确性和全面性，且通过文字反馈的方式直观的了解到各个监测点的工作情况，并对工作效率不达标的监测点进行优化分级分析，以便合理的对监测点进行优化处理，即根据优化等级情况合理高效的对监测点进行优化处理，提高监测点的工作效率，进而有助于加快监测点对土壤环境监测的速率。