[發(fā)明專利]開放式空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010059355.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111239338A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 凌啟東;陳祥章;袁冠;王鴻磊
• 申請（專利權）人: 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;H04L29/08
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 耿路

1.開放式空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括開放式信息采集子系統(tǒng)、大數據智慧云平臺和前端用戶子系統(tǒng)，所述開放式信息采集子系統(tǒng)包括多個普通空氣質量檢測終端和多個環(huán)境監(jiān)測站的大型空氣質量檢測設備，用于采集不同地點的空氣質量數據；

所述大數據智慧云平臺由大數據處理與存儲子系統(tǒng)、空氣質量數據建模分析及預測子系統(tǒng)和云服務平臺組成，所述大數據處理和存儲模塊對所述普通空氣質量檢測終端發(fā)送的數據進行格式轉換，形成記錄數據，對于需要實時處理的數據，所述大數據處理和存儲模塊將其存儲到Kafka分布式流媒體平臺中；對于不需要實時性處理的數據，所述大數據處理和存儲模塊將其存儲到Hive倉庫中；

所述大數據分析與預測模塊用于提供多種大數據分析方法，對于實時性業(yè)務需求，所述大數據分析與預測模塊采用基于自動校準方法和信息融合方法的StructuredStreaming實時流算子，實時計算消費Kafka數據，并將結果輸出到所述云服務模塊，為檢測終端提供自動校準服務，為用戶提供基于經緯度的實時性空氣質量預測；對于非實時性業(yè)務需求，所述大數據分析與預測模塊采用基于神經元網絡算法的Spark應用程序分析空氣質量變化趨勢，通過Spark SQL離線快速分析Hive數據，為用戶提供空氣質量的查詢、分析及預測；

所述云服務模塊用于提供用戶管理和服務管理功能，對于符合標準的大氣監(jiān)測設備，在設備注冊成功后上傳監(jiān)測到的數據，同時接收所述大數據分析與預測模塊的輸出數據，進行數據整合后發(fā)給用戶，為用戶提供具體的空氣質量信息的監(jiān)測服務；

所述前端用戶子系統(tǒng)包括面向移動手機用戶的APP系統(tǒng)和面向PC機的WEB系統(tǒng)，用于實現用戶與所述大數據智慧云平臺之間的動態(tài)交互。

2.如權利要求1所述的開放式空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述普通空氣質量檢測終端包括嵌入式微控制器系統(tǒng)、傳感器組模塊、GPS/北斗定位模塊和通信模塊，所述嵌入式微控制器系統(tǒng)選用嵌入式ARM系列微控制器，所述傳感器組模塊通過傳感器采集與AQI關系密切的大氣污染物PM2.5、PM10、NO₂、CO、SO₂和O₃的濃度值，所述定位模塊選用GPS/BDS定位模塊，通過串口給檢測終端提供精確的經緯度信息，所述通信模塊采用多種通信方式實現與所述大數據智慧云平臺的遠程通信。

3.如權利要求1所述的開放式空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述大數據處理和存儲模塊對接收的數據首先進行數據清洗，根據數據包包含的經緯度坐標、校正狀態(tài)、檢測值信息分析數據是否存在問題，過濾掉問題數據后對正確的數據進行格式轉換，形成記錄數據。

4.如權利要求1所述的開放式空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述大數據分析與預測模塊采用自動校準方法對所述普通空氣質量檢測終端進行校準，所述普通空氣質量檢測終端安裝在汽車上，當汽車行駛到大型空氣質量檢測設備的校準有效范圍內時，所述數據分析與預測模塊發(fā)送指令啟動檢測終端進入校準模式，所述檢測終端按照監(jiān)測系統(tǒng)中保存的大型空氣質量檢測設備的采集數據進行校準調零，同時利用校準過的檢測終端作為輔助標準設備，對其他檢測終端進行調零。