[發(fā)明專利]一種PM2.5個(gè)體暴露自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810979662.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN109283107B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李湉湉;孫慶華;班婕;杜艷君;王彥文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所
• 主分類號(hào): G01N15/06
• 分類號(hào): G01N15/06
• 代理公司: 廣州高炬知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44376
• 代理人: 孫明科

1.一種PM_2.5個(gè)體暴露自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：其采用的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置包括平臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和平臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；

平臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀、可穿戴設(shè)備、可插卡式路由器及云平臺(tái)；室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀及可穿戴式設(shè)備與可插卡式路由器連接通訊，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)；室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀、可插卡式路由器、可穿戴設(shè)備與被監(jiān)測(cè)個(gè)體綁定；

其中可穿戴設(shè)備安裝有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用端，用于可穿戴設(shè)備佩戴情況監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)定位以及是否在常駐區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)；可穿戴設(shè)備至少包括心率模塊、GPS定位模塊、Wi-Fi模塊；

平臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括：網(wǎng)頁(yè)端和應(yīng)用端，二者共同對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行管理；具體如下：

網(wǎng)頁(yè)端具體包括：

1）地圖模塊，用于查看項(xiàng)目中可穿戴設(shè)備、室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀、可插卡式路由器所處位置以及通過顏色來區(qū)分其在線/離線狀態(tài)；

2）項(xiàng)目管理模塊，用于項(xiàng)目的建設(shè)功能、數(shù)據(jù)的查閱與導(dǎo)出功能、告警以及解綁統(tǒng)計(jì)，具體包括項(xiàng)目建設(shè)模塊、數(shù)據(jù)匹配模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、報(bào)告生成模塊、告警模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、解綁模塊；

3）設(shè)備管理模塊，用于可穿戴設(shè)備、室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀、可插卡式路由器三種設(shè)備的新增、刪除、更改、查詢以及可插卡式路由器與室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀的綁定功能；

4）個(gè)體管理模塊，用于對(duì)被監(jiān)測(cè)個(gè)體個(gè)人信息的新增、刪除、更改、查詢功能；

應(yīng)用端具體包括：

1）應(yīng)用首頁(yè)模塊，顯示項(xiàng)目中可穿戴設(shè)備、室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀、可插卡式路由器在線/離線情況，統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目開展地區(qū)被監(jiān)測(cè)個(gè)體人群的人均24H濃度值、室內(nèi)/外平均濃度、室內(nèi)/外平均監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)信息；

2）項(xiàng)目管理模塊，用于創(chuàng)建項(xiàng)目，分配個(gè)體，分配階段，執(zhí)行和開展項(xiàng)目；

3）設(shè)備管理模塊；用于可穿戴設(shè)備、室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀、可插卡式路由器三種設(shè)備的新增、刪除、更改、查詢以及可插卡式路由器與室內(nèi)監(jiān)測(cè)儀的綁定；

4）個(gè)體管理模塊用于對(duì)被監(jiān)測(cè)個(gè)體個(gè)人信息的新增、刪除、更改、查詢；

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法具體步驟如下：

S1、數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集包括可穿戴設(shè)備采集、室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)采集、室外站點(diǎn)PM_2.5數(shù)據(jù)采集，通過采集這些數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送到平臺(tái)服務(wù)器，平臺(tái)服務(wù)器自動(dòng)構(gòu)建模型計(jì)算出更接近實(shí)際活動(dòng)的個(gè)體暴露水平；

S2、數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理包括定位數(shù)據(jù)矯正、室外PM_2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)矯正、告警監(jiān)測(cè)、設(shè)備解綁、個(gè)體PM_2.5實(shí)際暴露數(shù)據(jù)生成；

步驟S1數(shù)據(jù)采集具體過程如下：

S11、可穿戴設(shè)備采集

安裝在可穿戴設(shè)備上的定制App后臺(tái)可自動(dòng)采集佩戴情況、定位數(shù)據(jù)，自動(dòng)掃描周邊是否有常駐場(chǎng)所Wi-Fi；

S12、室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)采集

項(xiàng)目實(shí)施方將可插卡式路由器和室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀放置在各被監(jiān)測(cè)個(gè)體的常駐場(chǎng)所，開啟并設(shè)置其網(wǎng)絡(luò)，記錄該Wi-Fi的獨(dú)立MAC地址，以及被監(jiān)測(cè)個(gè)體家或辦公室的坐標(biāo)；將室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀連接可插卡式路由器，室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)將室內(nèi)PM_2.5值上傳至監(jiān)測(cè)儀廠家服務(wù)支持平臺(tái)，PM_2.5個(gè)體暴露科研集成平臺(tái)后端服務(wù)程序會(huì)通過監(jiān)測(cè)儀的設(shè)備編號(hào)和廠家提供的服務(wù)接口獲取該場(chǎng)所監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳至平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)；

S13、室外站點(diǎn)PM_2.5數(shù)據(jù)采集

室外環(huán)境監(jiān)測(cè)站的空氣質(zhì)量指數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源于國(guó)家環(huán)境保護(hù)部服務(wù)接口，平臺(tái)服務(wù)器會(huì)定時(shí)采集網(wǎng)站提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存入平臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中；

步驟S2數(shù)據(jù)處理的具體過程如下：

S21、定位數(shù)據(jù)矯正

針對(duì)被監(jiān)測(cè)個(gè)體佩戴可穿戴設(shè)備所處環(huán)境存在無網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差及GPS信號(hào)差造成的定位精度低、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況，被監(jiān)測(cè)個(gè)體定位應(yīng)用端會(huì)優(yōu)先排除掉定位精度低的坐標(biāo)點(diǎn)，并估算出被監(jiān)測(cè)個(gè)體移動(dòng)的平均速度，對(duì)超出120km/h的定位點(diǎn)進(jìn)行矯正或排除，從而保留更加接近個(gè)體行動(dòng)軌跡的定位數(shù)據(jù)；

S22、室外PM_2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)矯正

將等于3的值保留處理，小于3的值則排除，使室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加接近真實(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，降低PM_2.5數(shù)據(jù)誤差；

S23、告警監(jiān)測(cè)

平臺(tái)根據(jù)被監(jiān)測(cè)個(gè)體的監(jiān)測(cè)情況自動(dòng)生成告警，當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)未配置相關(guān)設(shè)備、配置信息錯(cuò)誤、斷網(wǎng)、關(guān)機(jī)的情況，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸情況自動(dòng)生成該設(shè)備的信息有誤、離線的告警提示，用戶可根據(jù)告警提示，找到為個(gè)體配置監(jiān)測(cè)設(shè)備的環(huán)節(jié)中漏掉的或錯(cuò)誤的操作，以及需要重啟的設(shè)備，及時(shí)作出相關(guān)處理；

S24、個(gè)體PM_2.5實(shí)際暴露數(shù)據(jù)生成

平臺(tái)服務(wù)器定時(shí)通過可穿戴設(shè)備的定位數(shù)據(jù)匹配出最近的室外PM_2.5監(jiān)測(cè)站；通過綁定的室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀獲取到室內(nèi)PM_2.5的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；通過綁定的可插卡式路由器的MAC地址與定位數(shù)據(jù)中附近Wi-Fi的MAC對(duì)比判斷出所處位置屬于家、辦公室、常駐場(chǎng)所，從而構(gòu)建個(gè)體PM_2.5實(shí)際暴露數(shù)據(jù)模型；

S25、數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，回收設(shè)備，一鍵解綁；

S26、個(gè)體暴露報(bào)告單

項(xiàng)目結(jié)束后，選擇單一被監(jiān)測(cè)個(gè)體，根據(jù)該個(gè)體在項(xiàng)目期間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，生成個(gè)體暴露報(bào)告單，該報(bào)告單具有實(shí)時(shí)暴露監(jiān)測(cè)報(bào)告、綜合暴露監(jiān)測(cè)報(bào)告、溫馨提示內(nèi)容，且該報(bào)告支持在線查看，一鍵導(dǎo)出；

S27、數(shù)據(jù)傳輸支持

可穿戴移動(dòng)設(shè)備定位信息使用SIM的3G/4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，配備給被監(jiān)測(cè)個(gè)體的可插卡式路由器設(shè)備為室內(nèi)PM_2.5監(jiān)測(cè)儀提供網(wǎng)絡(luò)支持。