一种环境监测用大数据实时监控系统及方法与流程

1.本发明涉及环境监测技术领域，具体为一种环境监测用大数据实时监控系统及方法。


背景技术：

2.环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。现有的环境监测常出现以下问题:
3.1.在监控时会有数据传输延迟的问题发生，数据延迟后导致在终端监测实时数据时产生的数据不准确的情况。
4.2.监控将实时数据传输来时，在终端会出现数据不精准的情况发生，数据不精准会导致工作进度减缓。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种环境监测用大数据实时监控系统及方法，采集预摄模块对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块将采集的监控信息传输至采集分析模块，并且采集分析模块中设置有异常分析模块，采集分析模块提前输入有正确的数据模块，异常分析模块能够与正确的数据模块进行对比，对比出与正确的数据有误的数据，对比出后将通过异常分析模块进行预先报备，减少失误，提高分析精准度，实时检测模块对监控延迟进行检测，通过进行预检，能够根据需要进行调改，保证了实时监控采集的同步精确性，能够对其延迟进行检测更改，提高使用的便捷性，实时分析器按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块进行监控采集，数据评估模块中的能力层模块、功能层模块、模型层模块、数据层模块和物理层模块将数据进一步精准，可以解决现有技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种环境监测用大数据实时监控系统，包括实时采集单元、中央处理单元、数据管理单元、反馈调频单元、无线传感单元和监测终端，所述实时采集单元的输出端与中央处理单元的输入端相连，中央处理单元的输出端与数据管理单元的输入端相连，数据管理单元的输出端与反馈调频单元的输入端相连，反馈调频单元的输出端与无线传感单元的输入端相连，无线传感单元的输出端与监测终端的输入端相连。
8.优选的，所述实时采集单元包括视频采集模块和空气采集模块，视频采集模块包括采集预摄模块、采集分析模块、实时检测模块和实时分析器，采集预摄模块的输出端与采集分析模块的输入端相连，采集分析模块的输出端与实时检测模块输入端相连，实时检测模块的输出端与实时分析器的输入端相连。
9.优选的，所述视频采集模块的实时采集依赖采集总系统实现，实时采集总系统通过独立的处理器定时模块，其实时报文的播发间隔在不超过监控的最高帧速率的情况下可
以根据需要进行设定。
10.优选的，所述采集预摄模块对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块将采集的监控信息传输至采集分析模块，之后将视频信息传输至实时检测模块。
11.优选的，所述实时检测模块对监控延迟进行检测，之后将将监控信息传输至实时分析器，实时分析器按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块进行监控采集，然后连同序列号打包后发送到中央处理单元，由中央处理单元进行后续的位移判别、计算等工作，实现了采集预摄模块的同步采样，在同步报文中添加序列号，避免了因以太网传输延迟的不确定性而可能造成的各个采集预摄模块之间的数据包匹配错误问题。
12.优选的，所述数据管理单元包括数据评估模块、数据存储模块和数据分析模块，数据评估模块包括能力层模块、功能层模块、模型层模块、数据层模块和物理层模块。
13.优选的，所述能力层模块包括节能运行模式、日常运行模式和大流量调度，通过能力层模块的搭配解决特定应用数据中某类具体问题的解决方案，在归纳总结后整合成专业知识体系，并且使形成的模式在一定程度上实现自适应调整；功能层模块包括数化仿真、分析诊断和决策自治，功能层模块使同时传输的数据遵守共同的传输规则，互相保持一定的统一性。
14.优选的，所述模型层模块包括数据模型和数据驱动模型，数据模型和数据驱动模型构成动态模型，具备自我调整数据的能力，数据层模块包括固有数据和实时采集数据，固有数据为数据层模块提供物理空间中存在的数据，以及由各类传感器实时采集的多模式多类型的运行数据，物理层模块包括物理实体和逻辑规则，也包括物理实体内部及互相之间存在的各类运行逻辑、数据传输流程等已存在的逻辑规则。
15.优选的，所述数据分析模块包括地质视频分析模块和空气分析模块，地质视频分析模块对于监控到的地质数据进行最后流量分析，空气分析模块对于监控到的空气中的物质进行最后的流量分析，均分析完成后，数据传输至反馈调频单元，由反馈调频单元将数据实时统一，统一完成后由无线传感单元将数据传输至监测终端。
16.发明提供另一种技术方案，一种环境监测用大数据实时监控系统的监控方法，包括以下步骤：
17.步骤一:环境监测装置将采集到的数据通过实时采集单元进行传输；
18.步骤二:视频采集模块中的采集预摄模块对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块将采集的监控信息传输至采集分析模块，并且采集分析模块中设置有异常分析模块，采集分析模块提前输入有正确的数据模块，异常分析模块能够与正确的数据模块进行对比，对比出与正确的数据有误的数据，对比出后将通过异常分析模块进行预先报备，减少失误，提高分析精准度，之后将视频信息传输至实时检测模块。
19.步骤三:实时检测模块对监控延迟进行检测，通过进行预检，能够根据需要进行调改，保证了实时监控采集的同步精确性，能够对其延迟进行检测更改，提高使用的便捷性，之后将将监控信息传输至实时分析器；
20.步骤四:实时分析器按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块进行监控采集，然后连同序列号打包后发送到中央处理单元；
21.步骤五:由中央处理单元进行后续的位移判别、计算等工作，实现了采集预摄模块
的同步采样，在同步报文中添加序列号，避免了因以太网传输延迟的不确定性而可能造成的各个采集预摄模块之间的数据包匹配错误问题；
22.步骤六:视频采集模块数据统计完成后由中央处理单元传输至数据管理单元，数据评估模块中的能力层模块、功能层模块、模型层模块、数据层模块和物理层模块将数据进一步精准，最后总数据传输至反馈调频单元，由反馈调频单元将数据实时统一，统一完成后由无线传感单元将数据传输至监测终端。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
24.1.本发明提供一种环境监测用大数据实时监控系统及方法，采集预摄模块对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块将采集的监控信息传输至采集分析模块，并且采集分析模块中设置有异常分析模块，采集分析模块提前输入有正确的数据模块，异常分析模块能够与正确的数据模块进行对比，对比出与正确的数据有误的数据，对比出后将通过异常分析模块进行预先报备，减少失误，提高分析精准度，之后将视频信息传输至实时检测模块，实时检测模块对监控延迟进行检测，通过进行预检，能够根据需要进行调改，保证了实时监控采集的同步精确性，能够对其延迟进行检测更改，提高使用的便捷性，之后将将监控信息传输至实时分析器，实时分析器按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块进行监控采集，然后连同序列号打包后发送到中央处理单元，中央处理单元进行后续的位移判别、计算等工作，实现了采集预摄模块的同步采样，在同步报文中添加序列号，避免了因以太网传输延迟的不确定性而可能造成的各个采集预摄模块之间的数据包匹配错误问题。
25.2.本发明提供一种环境监测用大数据实时监控系统及方法，能力层模块包括节能运行模式、日常运行模式和大流量调度，通过能力层模块的搭配解决特定应用数据中某类具体问题的解决方案，在归纳总结后整合成专业知识体系，并且使形成的模式在一定程度上实现自适应调整；功能层模块包括数化仿真、分析诊断和决策自治，功能层模块使同时传输的数据遵守共同的传输规则，互相保持一定的统一性，模型层模块包括数据模型和数据驱动模型，数据模型和数据驱动模型构成动态模型，具备自我调整数据的能力，数据层模块包括固有数据和实时采集数据，固有数据为数据层模块提供物理空间中存在的数据，以及由各类传感器实时采集的多模式多类型的运行数据，物理层模块包括物理实体和逻辑规则，也包括物理实体内部及互相之间存在的各类运行逻辑、数据传输流程等已存在的逻辑规则。
附图说明
26.图1为本发明的单元流程图；
27.图2为本发明的实时采集单元示意图；
28.图3为本发明的视频采集模块示意图；
29.图4为本发明的数据管理单元示意图；
30.图5为本发明的数据评估模块示意图；
31.图6为本发明的数据分析模块示意图。
32.图中：1、实时采集单元；11、视频采集模块；111、采集预摄模块；112、采集分析模块；113、实时检测模块；114、实时分析器；12、空气采集模块；2、中央处理单元；3、数据管理
单元；31、数据评估模块；311、能力层模块；312、功能层模块；313、模型层模块；314、数据层模块；315、物理层模块；32、数据存储模块；33、数据分析模块；331、地质视频分析模块；332、空气分析模块；4、反馈调频单元；5、无线传感单元；6、监测终端。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.请参阅图1，一种环境监测用大数据实时监控系统，包括实时采集单元1、中央处理单元2、数据管理单元3、反馈调频单元4、无线传感单元5和监测终端6，所述实时采集单元1的输出端与中央处理单元2的输入端相连，中央处理单元2的输出端与数据管理单元3的输入端相连，数据管理单元3的输出端与反馈调频单元4的输入端相连，反馈调频单元4的输出端与无线传感单元5的输入端相连，无线传感单元5的输出端与监测终端6的输入端相连。
35.请参阅图2-3，所述实时采集单元1包括视频采集模块11和空气采集模块12，视频采集模块11包括采集预摄模块111、采集分析模块112、实时检测模块113和实时分析器114，采集预摄模块111的输出端与采集分析模块112的输入端相连，采集分析模块112的输出端与实时检测模块113输入端相连，实时检测模块113的输出端与实时分析器114的输入端相连，视频采集模块11的实时采集依赖采集总系统实现，实时采集总系统通过独立的处理器定时模块，其实时报文的播发间隔在不超过监控的最高帧速率的情况下可以根据需要进行设定，采集预摄模块111对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块111将采集的监控信息传输至采集分析模块112，之后将视频信息传输至实时检测模块113，实时检测模块113对监控延迟进行检测，之后将将监控信息传输至实时分析器114，实时分析器114按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块111进行监控采集，然后连同序列号打包后发送到中央处理单元2，由中央处理单元2进行后续的位移判别、计算等工作，实现了采集预摄模块111的同步采样，在同步报文中添加序列号，避免了因以太网传输延迟的不确定性而可能造成的各个采集预摄模块111之间的数据包匹配错误问题。
36.请参阅图4-5，所述数据管理单元3包括数据评估模块31、数据存储模块32和数据分析模块33，数据评估模块31包括能力层模块311、功能层模块312、模型层模块313、数据层模块314和物理层模块315，能力层模块311包括节能运行模式、日常运行模式和大流量调度，通过能力层模块311的搭配解决特定应用数据中某类具体问题的解决方案，在归纳总结后整合成专业知识体系，并且使形成的模式在一定程度上实现自适应调整；功能层模块312包括数化仿真、分析诊断和决策自治，功能层模块312使同时传输的数据遵守共同的传输规则，互相保持一定的统一性，模型层模块313包括数据模型和数据驱动模型，数据模型和数据驱动模型构成动态模型，具备自我调整数据的能力，数据层模块314包括固有数据和实时采集数据，固有数据为数据层模块314提供物理空间中存在的数据，以及由各类传感器实时采集的多模式多类型的运行数据，物理层模块315包括物理实体和逻辑规则，也包括物理实体内部及互相之间存在的各类运行逻辑、数据传输流程等已存在的逻辑规则。
37.请参阅图6，所述数据分析模块33包括地质视频分析模块331和空气分析模块332，
地质视频分析模块331对于监控到的地质数据进行最后流量分析，空气分析模块332对于监控到的空气中的物质进行最后的流量分析，均分析完成后，数据传输至反馈调频单元4，由反馈调频单元4将数据实时统一，统一完成后由无线传感单元5将数据传输至监测终端6。
38.一种环境监测用大数据实时监控系统的监控方法，包括以下步骤：
39.步骤一:环境监测装置将采集到的数据通过实时采集单元1进行传输；
40.步骤二:视频采集模块11中的采集预摄模块111对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块111将采集的监控信息传输至采集分析模块112，并且采集分析模块112中设置有异常分析模块，采集分析模块112提前输入有正确的数据模块，异常分析模块能够与正确的数据模块进行对比，对比出与正确的数据有误的数据，对比出后将通过异常分析模块进行预先报备，减少失误，提高分析精准度，之后将视频信息传输至实时检测模块113。
41.步骤三:实时检测模块113对监控延迟进行检测，通过进行预检，能够根据需要进行调改，保证了实时监控采集的同步精确性，能够对其延迟进行检测更改，提高使用的便捷性，之后将将监控信息传输至实时分析器114；
42.步骤四:实时分析器114按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块111进行监控采集，然后连同序列号打包后发送到中央处理单元2；
43.步骤五:由中央处理单元2进行后续的位移判别、计算等工作，实现了采集预摄模块111的同步采样，在同步报文中添加序列号，避免了因以太网传输延迟的不确定性而可能造成的各个采集预摄模块111之间的数据包匹配错误问题；
44.步骤六:视频采集模块11数据统计完成后由中央处理单元2传输至数据管理单元3，数据评估模块31中的能力层模块311、功能层模块312、模型层模块313、数据层模块314和物理层模块315将数据进一步精准，最后总数据传输至反馈调频单元4，由反馈调频单元4将数据实时统一，统一完成后由无线传感单元5将数据传输至监测终端6。
45.综上所述，本环境监测用大数据实时监控系统及方法，采集预摄模块111对监控到的环境进行数据采集分析，采集预摄模块111将采集的监控信息传输至采集分析模块112，并且采集分析模块112中设置有异常分析模块，采集分析模块112提前输入有正确的数据模块，异常分析模块能够与正确的数据模块进行对比，对比出与正确的数据有误的数据，对比出后将通过异常分析模块进行预先报备，减少失误，提高分析精准度，之后将视频信息传输至实时检测模块113，实时检测模块113对监控延迟进行检测，通过进行预检，能够根据需要进行调改，保证了实时监控采集的同步精确性，能够对其延迟进行检测更改，提高使用的便捷性，之后将将监控信息传输至实时分析器114，实时分析器114按照既定的间隔定时拍摄含有序列号的同步消息，通知采集预摄模块111进行监控采集，然后连同序列号打包后发送到中央处理单元2，中央处理单元2进行后续的位移判别、计算等工作，实现了采集预摄模块111的同步采样，在同步报文中添加序列号，避免了因以太网传输延迟的不确定性而可能造成的各个采集预摄模块111之间的数据包匹配错误问题，能力层模块311包括节能运行模式、日常运行模式和大流量调度，通过能力层模块311的搭配解决特定应用数据中某类具体问题的解决方案，在归纳总结后整合成专业知识体系，并且使形成的模式在一定程度上实现自适应调整；功能层模块312包括数化仿真、分析诊断和决策自治，功能层模块312使同时传输的数据遵守共同的传输规则，互相保持一定的统一性，模型层模块313包括数据模型和数据驱动模型，数据模型和数据驱动模型构成动态模型，具备自我调整数据的能力，数据层
模块314包括固有数据和实时采集数据，固有数据为数据层模块314提供物理空间中存在的数据，以及由各类传感器实时采集的多模式多类型的运行数据，物理层模块315包括物理实体和逻辑规则，也包括物理实体内部及互相之间存在的各类运行逻辑、数据传输流程等已存在的逻辑规则。
46.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。