一种空气质量监测方法、系统及其装置与流程

1.本发明涉及空气质量监测技术领域，尤其涉及一种空气质量监测方法、系统及其装置。


背景技术：

2.空气质量监测是指对空气质量的好坏进行检测。空气质量的好坏反映了空气中污染物浓度的高低。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。
3.目前在空气质量监测系统中，都是采用布设监测站涵盖该区域并进行空气质量监测，而该系统仅仅能够监测该区域当天的空气质量状况，无法有效形成持续的空气质量实时在线监测，同时不能够与当月或者近几天或者当天的不同阶段空气质量状况形成有效比对，由此造成该区域内空气质量状况无法形成鲜明对比，不能起到精准掌握该区域内空气质量状况的效果，从而导致监测效果并不理想。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种空气质量监测方法、系统及其装置，解决了目前空气质量系统无法实时在线监测空气质量以及对历史空气状况无法进行累积比对的技术问题，达到了对以往阶段内的空气状况进行累积形成有效比对的目的，并得出各区域污染超标的累积概率，从而精准的掌握该区域内空气质量历史状况，并提高对空气质量的监测效果。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种空气质量监测方法，包括以下过程：
6.获取各个分布点位的空气质量测量信息；
7.对各个分布点位的空气质量测量信息进行汇总并构建分析图谱；
8.根据分析图谱信息及通讯网络构建传感监测系统，并对分布点位区域内的空气质量进行实时监测；
9.接收传感监测系统数据并分析各个布点位的空气质量并得出空气质量信息；
10.判断空气质量信息中有害物质含量状况并得出结果，判断空气质量信息中有害物质含量状况过程中包含两种独立的判断方式：
11.第一种判断方式，将各分布点位的空气质量信息值与上一阶段的空气质量信息值进行比对，得出现阶段与以往阶段空气中各项有害物质成分含量的比对结果，若有害成分含量升高则生成警报信息并列为重点关注区域，若有害成分含量降低则持续判断并生成记录；
12.第二种判断方式，将各分布点位空气质量信息中的有害物质含量值与各项预设阈值进行单独比对，若比对结果超出阈值则发出预警信息并添加标签进行标记，若比对值在标准范围内则持续判断并生成记录；
13.显示各分布点位的空气质量测量信息。
14.进一步地，分布点位为预先设置在各个合理区域内的固定空气测量点位或灵活空气测量点位，灵活空气测量点位包括以无人机或车辆为载体的移动设备；
15.空气质量测量信息包括至少三个以上的布点位空气质量测量数值，每个分布点位至少包含在同一间隔时间内的三组以上空气质量测量数值的平均值。
16.进一步地，空气质量信息中包含每阶段空气测量中所含有各项有害物质成分含量的数值；
17.分析图谱中包括空气中so2、no2、o3、co以及pm2.5和pm10的含量值。
18.进一步地，显示结果以柱形图或波形图的形式体现各个分布点位范围内的空气质量状况。
19.本发明还提供了一种技术方案：一种应用于空气质量监测的传感监测系统，所述传感监测系统中包括复合气体传感模块、处理模块和数传模块；
20.所述复合气体传感模块用于采集并检测各分布点位区域内的空气质量；
21.所述处理模块用于计算空气中各项有害物质含量的平均数值；
22.所述数传模块用于将空气质量信息数据通过数传或gprs传送至地面显示平台进行实时控制、数据管理及图表生成。
23.进一步地，所述复合气体传感模块包括空气采集模块和检测模块，所述采集模块用于采集各个分布点位区域中的空气，所述检测模块用于对所述采集模块所采集的空气进行含量检测并得出各项成分的含量值。
24.本发明还提供了一种技术方案：一种空气质量监测系统，该系统包括成分含量测定单元以及装载在其上的采样单元、服务器和终端。
25.进一步地：
26.采样单元，所述采样单元用于定点采样该分布点位区域内的空气，采样单元采用预先设置的固定采样站点或可移动载体的形式；
27.成分含量测定单元，所述成分含量测定单元用于测定采样空气中各项成分的含量值并将该数据通过数传或gprs进行传送；
28.服务器，所述服务器用于接收成分含量测定单元所发送的数据并完成各个分布点位数据的处理以及整合；
29.终端，所述终端用于接收服务器所处理以及整合后的空气质量信息并实时显示。
30.本发明还提供了一种技术方案：一种空气质量监测装置，包括：
31.获取模块，所述获取模块用于获取各个分布点位的空气质量测量信息；
32.分析图谱构建模块，所述分析图谱构建模块用于对各个分布点位的空气质量测量信息进行汇总并构建分析图谱；
33.传感监测系统构建模块，所述传感监测系统构建模块用于根据分析图谱信息及通讯网络构建传感监测系统，并对分布点位区域内的空气质量进行实时监测；
34.接收及分析模块，所述接收及分析模块用于接收传感监测系统数据并分析各个布点位的空气质量并得出空气质量信息；
35.判断模块，所述判断模块用于判断空气质量信息中有害物质含量状况并得出结果；
36.显示模块，所述显示模块用于显示各分布点位的空气质量测量信息。
37.借由上述技术方案，本发明提供了一种空气质量监测方法、系统及其装置，至少具备以下有益效果：
38.1、本发明采用两种判断方式分别对各个监测区域内的空气质量状况进行比对，能够实时在线对各区域内的空气状况进行监测，同时达到对以往阶段内的空气状况进行累积形成有效比对的目的，并得出各区域污染超标的累积概率，从而精准的掌握该区域内空气质量历史状况，并提高对空气质量的监测效果。
39.2、本发明将大气监测传感器与无人机相结合，并通过网络建立传感监测系统，整体具有立体监测、响应速度快、监测范围广、地形干扰小等优点，能够有效进行监测大气突发事件污染源识别和各项有害成分浓度的实时监测。
40.3、本发明改变了传统固定点的检测方式，使得空气质量监测变得灵活、快速、准确、方便。
41.4、本发明可对空气中各项有害或无害成分的监测数据进行实时展示，将空气质量的各项成分数据、有毒气体应急监测数据汇入到统一终端中，并具有统一管理、综合展示的优点。
42.5、本发明能够确定区域空气污染的主要成因和来源，并为预测预警、溯源及靶向治理等环保决策提供精准的大数据支持，在实现精准的网格化监测功能的同时，为相关职能部门提供空气质量预测预警、污染突发事件溯源及处置等决策支持。
附图说明
43.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
44.图1为本发明空气质量监测方法的流程图；
45.图2为本发明判断模块的流程框图；
46.图3为本发明空气质量测量信息中各项成分结果显示的示意图；
47.图4为本发明空气质量测量信息在显示模块上的柱形图；
48.图5为本发明空气质量监测系统的原理框图；
49.图6为本发明成分含量测定单元对空气中有害物质含量的测定流程图；
50.图7为本发明空气质量监测装置的原理框图；
51.图8为本发明空气质量监测的传感监测系统的原理框图。
52.图中：131、复合气体传感模块；132、处理模块；133、数传模块；1311、空气采集模块；1312、检测模块；100、采样单元；200、成分含量测定单元；300、服务器；400、终端；110、获取模块；120、分析图谱构建模块；130、传感监测系统构建模块；140、接收及分析模块；150、判断模块；160、显示模块。
具体实施方式
53.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
54.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
55.实施例一
56.请参照图1-4，本发明提供了一种空气质量监测方法，包括以下过程：
57.s1、获取各个分布点位的空气质量测量信息，分布点位为预先设置在各个合理区域内的固定空气测量点位或灵活空气测量点位，灵活空气测量点位包括以无人机或车辆为载体的移动设备，空气质量测量信息包括至少三个以上的布点位空气质量测量数值，每个分布点位至少包含在同一间隔时间内的三组以上空气质量测量数值的平均值，多个分布点位的分布能够形成对空气质量监测的网格化布点，由此能够提高监测的及时性以及精准性；
58.本发明综合解决方案针对城市、农村、居民区、工业园区，工地等存在有组织和无组织污染排放源的区域，进行全面、精准“网格化布点”，将目标区域均匀划分为若干网格点，综合固定监测和移动监测技术，形成精细的覆盖整个区域的感知物联网络，实时监控多种污染物的浓度水平和分布规律，通过环保云平台和大数据计算挖掘，确定区域空气污染的主要成因和来源，并为预测预警、溯源及靶向治理等环保决策提供精准的大数据支持；
59.网格化空气质量监测系统应用平台层在环保数据中心的基础上，充分利用大数据和环保云平台等技术，综合成熟的数据模型及算法，在实现精准的网格化监测功能的同时，为相关职能部门提供空气质量预测预警、污染突发事件溯源及处置等决策支持；
60.固定空气测量点位的设置具有以下要求：
61.1、空气质量监测仪的设置点在50m范围内不能有明显的污染源；
62.2、监测点位附近一定范围内不能有障碍物阻碍环境空气流通；
63.3、从采样口到附近最高障碍物之间的距离至少是该障碍物高出采样口的两倍以上；
64.4、监测点位周围建设情况相对稳定并地处相对安全和防火措施有保障的地方；
65.s2、对各个分布点位的空气质量测量信息进行汇总并构建分析图谱，分析图谱中包括空气中so2、no2、o3、co以及pm2.5和pm10的含量值，如图3所示，为空气中各项监测成分的分析图谱呈现形式，管理者也可通过终端人机交互界面调取该分析图谱，由此可进一步方便管理者对该区域内的空气质量进行全面了解，并且提高空气质量的监测效果；
66.s3、根据分析图谱信息及通讯网络构建传感监测系统，并对分布点位区域内的空气质量进行实时监测；
67.s4、接收传感监测系统数据并分析各个布点位的空气质量并得出空气质量信息，空气质量信息中包含每阶段空气测量中所含有各项有害物质成分含量的数值；
68.s5、判断空气质量信息中有害物质含量状况并得出结果，判断空气质量信息中有害物质含量状况过程中包含两种独立的判断方式：
69.请参阅图2，本实施例提供两种不同且同步进行的两种判断方式：
70.第一种判断方式，将各分布点位的空气质量信息值与上一阶段的空气质量信息值
进行比对，得出现阶段与以往阶段空气中各项有害物质成分含量的比对结果，若有害成分含量升高则生成警报信息并列为重点关注区域，若有害成分含量降低则持续判断并生成记录；
71.第二种判断方式，将各分布点位空气质量信息中的有害物质含量值与各项预设阈值进行单独比对，若比对结果超出阈值则发出预警信息并添加标签进行标记，若比对值在标准范围内则持续判断并生成记录；
72.通过采用两种判断方式分别对各个监测区域内的空气质量状况进行比对，能够实时在线对各区域内的空气状况进行监测，同时达到对以往阶段内的空气状况进行累积形成有效比对的目的，并得出各区域污染超标的累积概率，从而精准的掌握该区域内空气质量历史状况，并提高对空气质量的监测效果，同时得出经常发生污染的区域，即为超标重点区域，也可能为潜在污染源，管理者可根据分析结果对此类区域进行重点监管，实时排名分析让管理者掌握最新的污染动态，历史排名分析可以帮助管理者查找重点污染区域；
73.s6、显示各分布点位的空气质量测量信息，显示结果以柱形图或波形图的形式体现各个分布点位范围内的空气质量状况，如图4所示，该区域的空气质量在终端上的一种显示方式为柱形图，其中对于该区域内空气质量的评级为差、中、优、较优四种，能够更直观的显示该区域内空气的总体质量，该结果为该区域空气质量各项成分含量的总评级，能够直接了解该区域的空气质量。
74.请参阅图7，本实施例提供了一种空气质量监测装置，包括：
75.获取模块110，获取模块110用于获取各个分布点位的空气质量测量信息；
76.分析图谱构建模块120，分析图谱构建模块120用于对各个分布点位的空气质量测量信息进行汇总并构建分析图谱；
77.传感监测系统构建模块130，传感监测系统构建模块130用于根据分析图谱信息及通讯网络构建传感监测系统，并对分布点位区域内的空气质量进行实时监测；
78.接收及分析模块140，接收及分析模块140用于接收传感监测系统数据并分析各个布点位的空气质量并得出空气质量信息；
79.判断模块150，判断模块150用于判断空气质量信息中有害物质含量状况并得出结果；
80.显示模块160，显示模块160用于显示各分布点位的空气质量测量信息。
81.本发明能够确定区域空气污染的主要成因和来源，并为预测预警、溯源及靶向治理等环保决策提供精准的大数据支持，在实现精准的网格化监测功能的同时，为相关职能部门提供空气质量预测预警、污染突发事件溯源及处置等决策支持。
82.实施例二
83.请参阅图5，本实施例提供了一种空气质量监测系统，该系统包括成分含量测定单元200以及装载在其上的采样单元100、服务器300和终端400，
84.采样单元100，采样单元100用于定点采样该分布点位区域内的空气，采样单元100采用预先设置的固定采样站点或可移动载体的形式，移动载体为无人机或车辆中的任一种；
85.成分含量测定单元200，成分含量测定单元200用于测定采样空气中各项成分的含量值并将该数据通过数传或gprs进行传送，成分含量测定单元200采用复合气体传感器；
86.请参阅图6，成分含量测定单元200对采样空气中有害物质含量的测定，具体实现场景为空气质量监测仪装载在无人机上，其整个过程为：
87.打开空气质量监测仪的气体传感器，并对空气成分含量进行检测；
88.上位机发送命令，通过气体传感器对空气进行采样并检测；
89.空气质量监测仪自动识别采样气体的量程以及该区域的标记名称；
90.气体传感器向服务器反馈空气中各项成分的实时浓度；
91.若各项单一成分的浓度超出标准值则发出报警信息，并标记该区域同时向服务器发送标记信息；
92.服务器对超出标准值的成分进行处理分析；
93.服务器储存气体各项成分的浓度、检测点位的经纬度、时间以及高度等信息；
94.完成单次该区域的空气质量检测，关闭气体传感器；
95.服务器300，服务器300用于接收成分含量测定单元200所发送的数据并完成各个分布点位数据的处理以及整合；
96.终端400，终端用于接收服务器300所处理以及整合后的空气质量信息并实时显示。
97.本发明可对空气中各项有害或无害成分的监测数据进行实时展示，将空气质量的各项成分数据、有毒气体应急监测数据汇入到统一终端中，并具有统一管理、综合展示的优点。
98.实施例三
99.请参阅图8，本实施例提供了一种应用于空气质量监测的传感监测系统，传感监测系统中包括复合气体传感模块131、处理模块132和数传模块133；
100.复合气体传感模块131用于采集并检测各分布点位区域内的空气质量；
101.处理模块132用于计算空气中各项有害物质含量的平均数值；
102.数传模块133用于将空气质量信息数据通过数传或gprs传送至地面显示平台进行实时控制、数据管理及图表生成；
103.复合气体传感模块131包括空气采集模块1311和检测模块1312，采集模块1311用于采集各个分布点位区域中的空气，检测模块1312用于对采集模块1311所采集的空气进行含量检测并得出各项成分的含量值。
104.本发明将大气监测传感器与无人机相结合，并通过网络建立传感监测系统，整体具有立体监测、响应速度快、监测范围广、地形干扰小等优点，能够有效进行监测大气突发事件污染源识别和浓度监测。
105.本发明改变了传统固定点的检测方式，使得空气质量监测变得灵活、快速、准确、方便。
106.通讯网络包括有线通讯网络以及无线通讯网络，有线通讯网络包括总线(bus)、令牌环(ring)、星型(star)、树型(tree)和网状(mesh)，无线通讯网络包括无线广域网(wwan：wireless wide area network)、无线局域网(wlan：wireless local area network)、无线城域网(wman：wireless metropolitan area network)和无线个人局域网(wpan：wireless personal area network)。
107.本发明采用两种判断方式分别对各个监测区域内的空气质量状况进行比对，能够
实时在线对各区域内的空气状况进行监测，同时达到对以往阶段内的空气状况进行累积形成有效比对的目的，并得出各区域污染超标的累积概率，从而精准的掌握该区域内空气质量历史状况，并提高对空气质量的监测效果，同时得出经常发生污染的区域，即为超标重点区域，也可能为潜在污染源，管理者可根据分析结果对此类区域进行重点监管，实时排名分析让管理者掌握最新的污染动态，历史排名分析可以帮助管理者查找重点污染区域。
108.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于以上各实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
109.以上实施方式对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。