[發(fā)明專利]隨身攜帶式數(shù)據(jù)采樣物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時(shí)空信息智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110171260.5
• 申請(qǐng)日: 2021-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN112815999A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳濱;鄧捷;王世博;劉雨蓓;黃書生;徐四維;陳宇;陳亞靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;H04L29/08;H04W4/029
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 隋秀文;溫福雪

本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種隨身攜帶式數(shù)據(jù)采樣物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時(shí)空信息智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于為進(jìn)行針對(duì)人舒適性需求導(dǎo)向的行為調(diào)節(jié)調(diào)查研究而開發(fā)，適用于監(jiān)測(cè)記錄動(dòng)態(tài)環(huán)境中受試者的環(huán)境暴露經(jīng)歷，包含光環(huán)境、熱環(huán)境、空氣質(zhì)量以及暴露過(guò)程的涉及的時(shí)空信息，主要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)人員環(huán)境暴露評(píng)價(jià)裝置“缺失空間維度信息”與“僅提供基于采集時(shí)刻的反饋評(píng)價(jià)”的缺陷，提供一種隨身攜帶式數(shù)據(jù)采樣物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時(shí)空信息智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含三部分：環(huán)境經(jīng)歷采集母模塊、環(huán)境經(jīng)歷采集子模塊、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時(shí)空信息智能化監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種隨身攜帶式數(shù)據(jù)采樣物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時(shí)空信息智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)共包含2個(gè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境參數(shù)采集模塊和1個(gè)智能化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

背景技術(shù)

研究表明，人為了獲得舒適感所采取的行為調(diào)節(jié)與環(huán)境經(jīng)歷密切相關(guān)，且有研究發(fā)現(xiàn)，人是對(duì)近期一段時(shí)間而不是某瞬間的環(huán)境狀況做出調(diào)節(jié)反應(yīng)。因此，需要一種能夠記錄環(huán)境經(jīng)歷變化過(guò)程的方法，開發(fā)一種人員隨身攜帶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的物聯(lián)網(wǎng)智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，一個(gè)成年人每天約有80％的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的好壞對(duì)人的身心健康十分重要，同時(shí)也與人的行為調(diào)節(jié)密切相關(guān)。目前，針對(duì)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量好壞的評(píng)價(jià)依據(jù)的是現(xiàn)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。例如：我國(guó)新修訂的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18883-2020)對(duì)空氣環(huán)境相關(guān)指標(biāo)及閾值范圍做出規(guī)定、室內(nèi)人體熱舒適環(huán)境要求與評(píng)價(jià)方法(GB/T 33658-2017)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境做出相關(guān)規(guī)定、采光測(cè)量方法(GB/T 5699-2017)對(duì)室內(nèi)光環(huán)境做出相關(guān)規(guī)定等。但是，幾乎所有指導(dǎo)室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都把人視為是“環(huán)境的被動(dòng)接受者”，忽視人的主動(dòng)環(huán)境調(diào)節(jié)行為，同時(shí)把達(dá)到某個(gè)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)點(diǎn)視為是理想狀態(tài)。對(duì)于這些指標(biāo)限制規(guī)定，比如“冬季室內(nèi)氣溫多少合適？”，來(lái)源于“將舒適視為‘產(chǎn)品’，需要靠空調(diào)系統(tǒng)提供服務(wù)”的國(guó)際認(rèn)知。其指標(biāo)值大部分是來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)性的評(píng)價(jià)，也包括能源、經(jīng)濟(jì)性等因素的考慮。但是，相關(guān)研究指出，人的室內(nèi)環(huán)境需求具有動(dòng)態(tài)性、周期性變化、受個(gè)體環(huán)境適應(yīng)能力和地域文化背景影響等特點(diǎn)，同時(shí)，人對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力和環(huán)境偏好很大程度上影響著這種需求。目前，個(gè)性化的需求營(yíng)造模式和動(dòng)態(tài)的調(diào)控策略是室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而需求的評(píng)價(jià)離不開與之匹配的環(huán)境暴露經(jīng)歷監(jiān)測(cè)手段的支撐。

與傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)手段相比，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有設(shè)備小型化、傳感器集成化、無(wú)線通訊等便利特點(diǎn)。目前利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行人員環(huán)境暴露經(jīng)歷信息記錄主要包括以下幾種途徑：(1)通過(guò)固定放置式裝置：針對(duì)室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測(cè)無(wú)人化需求，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由于是長(zhǎng)期固定放置的，此類設(shè)備往往是需要連接電源而非通過(guò)電池。代表性的專利有：物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)氣象站(公開號(hào)：CN 111935665 A)；適合于普通家庭的多參數(shù)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)(公開號(hào)：CN 101915597 A)；(2)通過(guò)穿戴式裝置：利用小型化技術(shù)將傳感器集成為可穿戴的監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)佩戴在人身上搜集記錄所經(jīng)歷的環(huán)境信息，代表性的專利有：為避免紫外線、空氣干燥等問(wèn)題危害皮膚健康，通過(guò)胸章形模塊監(jiān)測(cè)并提供出行建議(公開號(hào)：CN 110375850 A)；一種針對(duì)出行防曬、御寒需求的佩戴于手臂上的環(huán)境暴露監(jiān)測(cè)模塊(公開號(hào)：CN 204557870A)；一種預(yù)防近視的置于鏡架上的用眼環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊(公開號(hào)：CN 205352466U)；一種針對(duì)復(fù)雜的高熱、高原、高寒的“三高”特殊環(huán)境下的腕帶式環(huán)境負(fù)荷與生理應(yīng)激監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置(公開號(hào)：CN 211796424 U)。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)形式能滿足其各自的提出的監(jiān)測(cè)需求，但尚不能很好地匹配本發(fā)明針對(duì)的動(dòng)態(tài)環(huán)境暴露經(jīng)歷監(jiān)測(cè)需求，主要存在以下兩方面問(wèn)題：(1)數(shù)據(jù)采集部分：現(xiàn)有的裝置多為“環(huán)境參數(shù)+時(shí)間維度”的形式，缺失人員環(huán)境暴露過(guò)程的“空間維度”信息，無(wú)法完成行為軌跡描述；(2)信息反饋部分：現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)裝置主要基于當(dāng)前采集時(shí)刻的數(shù)據(jù)提供環(huán)境評(píng)價(jià)與反饋建議(如：當(dāng)前室外紫外線過(guò)強(qiáng)或用眼環(huán)境光線不足等)，其并不是通過(guò)結(jié)合人的環(huán)境暴露史去評(píng)價(jià)，但暴露史是當(dāng)前環(huán)境舒適評(píng)價(jià)的重要影響因素，因此需要采集裝置要能夠收集記錄不同時(shí)間尺度的環(huán)境暴露信息。