[發明專利]一種空氣污染智能監測系統

有效

• 申請號: 201810284481.1
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108333314B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 邱林新
• 申請（專利權）人: 湖南九九智能環保股份有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G08C17/02;G06K9/62
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.一種空氣污染智能監測系統，其特征是，包括大數據處理中心和多個監測裝置，每個監測裝置皆連接至大數據處理中心，每個監測裝置用于采集一個空氣污染監測區域內的多個空氣污染監測節點的空氣污染濃度數據；大數據處理中心用于對采集的空氣污染濃度數據進行處理分析，實現對空氣污染的實時監測；大數據處理中心包括數據預處理模塊、數據聚類處理模塊、異常點檢測模塊、數據庫，數據預處理模塊用于對監測裝置采集的空氣污染濃度數據進行預處理；數據聚類處理模塊對數據預處理模塊預處理后的空氣污染濃度數據進行聚類處理；異常點檢測模塊對聚類處理后的空氣污染濃度數據進行異常點檢測，得到異常點集，并將異常點集進行標記后存儲到數據庫中；對數據預處理模塊預處理后的空氣污染濃度數據進行聚類處理，具體包括：

(1)提取預處理后的設定時間段的空氣污染濃度數據作為一個空氣污染濃度數據集，設為Z，構建每個空氣污染濃度數據的最近鄰集合：對空氣污染濃度數據集Z中的任意空氣污染濃度數據z_i，計算z_i與空氣污染濃度數據集Z中其余空氣污染濃度數據的相似度，根據相似度由小到大的順序進行排序，選擇前s個空氣污染濃度數據作為z_i的最近鄰，構建空氣污染濃度數據z_i的最近鄰集合最近鄰集合中所述s個空氣污染濃度數據根據歐式距離由小到大的順序進行排序，將排序在第ρ個位置的空氣污染濃度數據賦值為ρ；

(2)在第一次迭代時，選擇空氣污染濃度數據集Z中的第一個未標記的空氣污染濃度數據作為第一個簇中心點U₁，計算其余空氣污染濃度數據與該簇中心點U₁之間的相似距離，按照相似距離分配原則對空氣污染濃度數據z_i進行分配操作；

其中，相似距離分配原則為：若空氣污染濃度數據z_i與新選擇的簇中心點之間的相似距離不大于設定的相似距離閾值W_T，不對空氣污染濃度數據z_i進行分配操作；若空氣污染濃度數據z_i與新選擇的簇中心點之間的相似距離大于設定的相似距離閾值W_T，繼續計算空氣污染濃度數據z_i與該簇中心點的最近鄰集合中的空氣污染濃度數據之間的相似距離，若空氣污染濃度數據z_i與該簇中心點的最近鄰集合中的一個空氣污染濃度數據之間，滿足相似距離大于設定的相似距離閾值W_T，則將空氣污染濃度數據z_i分配到該簇中心點，并進行標記；

(3)令迭代次數λ加1，選擇空氣污染濃度數據集Z中的第一個未標記的空氣污染濃度數據作為另一個簇中心點U_λ+1，計算其余空氣污染濃度數據與該簇中心點U_λ+1之間的相似距離，若空氣污染濃度數據z_j未標記，按照相似距離分配原則對空氣污染濃度數據z_j進行分配操作；若空氣污染濃度數據z_j已標記且按照相似距離分配原則可分配到簇中心點U_λ+1，比較其與原分配的簇中心點、簇中心點U_λ+1之間的相似距離，選擇相似距離更大的簇中心點加入簇；

(4)重復(3)直至迭代次數λ達到設定的閾值或者所有的空氣污染濃度數據皆已被標記。

2.根據權利要求1所述的一種空氣污染智能監測系統，其特征是，每個監測裝置包括設置于各個空氣污染監測節點的傳感器節點，還包括基站，傳感器節點用于采集所在空氣污染監測節點的空氣污染濃度數據，基站負責傳感器節點和大數據處理中心之間的雙向信息交互。

3.根據權利要求2所述的一種空氣污染智能監測系統，其特征是，當空氣污染濃度數據量達到一定閾值時，傳感器節點將采集到的空氣污染濃度數據整理成空氣污染濃度數據文件并發送至基站，進而由基站將接收的空氣污染濃度數據文件發送至數據中心。