城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，具體說是一種可實時精確感知城市空氣污染狀況并實時凈化的城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，屬于環(huán)境監(jiān)測與凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)、建筑業(yè)及交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，大量的有害物質(zhì)被排放到空氣中，霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，空氣污染已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，空氣污染的治理已刻不容緩，它不僅關(guān)系到公眾的健康和城市的可持續(xù)發(fā)展，甚至還關(guān)系到國家發(fā)展戰(zhàn)略和人類的生存。然而，由于技術(shù)和成本原因，國內(nèi)各大中城市中目前只有少量的空氣質(zhì)量監(jiān)測中心站點(截止2013年底北京約35個，上海約20個，廣州約30個)，空氣質(zhì)量監(jiān)測的數(shù)據(jù)只能夠從宏觀上反映城市的整體空氣質(zhì)量，無法從微觀上反映局部區(qū)域或特定區(qū)域空氣質(zhì)量的好壞，更不能分區(qū)域進行及時有效地凈化治理。
[0003]2012年5月2日，中國發(fā)明專利申請CN102435711A公開了一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其包括GPRS模塊、監(jiān)測器模塊、第一 ZigBee無線通信模塊、監(jiān)控終端，其監(jiān)控終端用于空氣質(zhì)量信息的處理，GPRS模塊與監(jiān)控終端相連接，用于無線信息的接收與發(fā)送；監(jiān)測器模塊用于無線終端信息的整合與協(xié)調(diào)并通過GPRS發(fā)送給監(jiān)控終端。本發(fā)明通過無線終端監(jiān)測空氣質(zhì)量，同時無線終端通過ZigBee技術(shù)向監(jiān)控中心報告空氣質(zhì)量信息，監(jiān)控中心保存并處理空氣質(zhì)量信息，保證空氣質(zhì)量信息能及時傳遞到監(jiān)控中心進行處理。但是其需要通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)跨網(wǎng)傳輸，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測運行成本較高，數(shù)據(jù)具有一定的延時；同時，該系統(tǒng)無法對檢測到的空氣污染進行及時有效地凈化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述缺陷，提供一種能及時檢測城市各區(qū)域空氣質(zhì)量并能有針對性對空氣污染區(qū)域進行凈化的城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，由空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)和空氣凈化控制分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器組成，所述空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)和空氣凈化控制分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器之間通過GPRS、3G或4G無線網(wǎng)絡(luò)通信；
所述空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)，由分布在城市各區(qū)域內(nèi)若干個空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備組成，用于獲取城市不同區(qū)域中的空氣污染物含量信息反饋到數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器；所述空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備由多個空氣質(zhì)量采集模塊和GPRS、3G或4G無線通信模塊組成；
所述數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器，包括數(shù)據(jù)接收服務(wù)器、數(shù)據(jù)立方、WEB服務(wù)器和WEB界面，用于收集匯總處理空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)并根據(jù)處理結(jié)果發(fā)出控制指令； 所述空氣質(zhì)量凈化分系統(tǒng)，由分布在城市各區(qū)域內(nèi)若干個空氣凈化裝置和主控設(shè)備組成，用于凈化和改善空氣質(zhì)量；所述空氣凈化裝置內(nèi)設(shè)有ZigBee、433M或Wifi無線通信模塊，用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)主控設(shè)備的指令，所述主控設(shè)備包括用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器的指令，所述空氣凈化裝置之間和主控設(shè)備間通過ZigBee、433M或Wifi網(wǎng)絡(luò)進行通?目。
[0006]本發(fā)明城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)中若干個空氣凈化裝置布設(shè)在城市道路的路燈桿上。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:(1)、本發(fā)明通過若干個分布用城市不同區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備能及時精確地監(jiān)測城市中不同區(qū)域的空氣質(zhì)量，減小了監(jiān)測誤差；數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)的進對收集到空氣質(zhì)量信息實時全面分析，并根據(jù)處理結(jié)果發(fā)出凈化系統(tǒng)控制指令，整個系統(tǒng)均通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通信，能及時高效地凈化被污染區(qū)域空氣；(2)、通過在每個空氣凈化裝置安裝無線通信模塊，實現(xiàn)控制指令逐級轉(zhuǎn)發(fā)，有效地保證控制指令實時高效傳輸；(3)、將空氣凈化裝置安裝城市道路路燈桿上，提高了空氣凈化裝置分布的均勻性和安裝效率，降低了系統(tǒng)安裝成本。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)整體示意圖；
圖2為空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)示意圖；
圖3為數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器系統(tǒng)示意圖；
圖4為空氣凈化控制分系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細介紹。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，包括:多個分布在城市各個區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，多個空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備均通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)連接；多個分布在城市各個區(qū)域內(nèi)的空氣凈化裝置，通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)與主控設(shè)備相連接，主控設(shè)備通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)連接，接收數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)的控制指令。
[0011]如圖2所示，在城市各區(qū)域分布式布設(shè)的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備由多個空氣質(zhì)量采集模塊和GPRS無線通信模塊組成；實時監(jiān)測空氣中ΡΜ2.5、PMlO等粉塵顆粒濃度，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器。
[0012]如圖3所示，數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接收服務(wù)器、數(shù)據(jù)立方、WEB服務(wù)器和WEB界面組成，數(shù)據(jù)接收服務(wù)器通過Internet與GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)立方連接數(shù)據(jù)接收服務(wù)器，WEB服務(wù)器連接數(shù)據(jù)立方；數(shù)據(jù)接收服務(wù)器將接收到的各區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)立方處理匯總保存，WEB服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)立方數(shù)據(jù)通過WEB界面顯示處理分析后的各區(qū)域空氣質(zhì)量信息，并根據(jù)各區(qū)域空氣污染程度作出啟動/關(guān)閉不同區(qū)域空氣凈化裝置指令。
[0013]如圖4所示，本發(fā)明凈化系統(tǒng)包括若干個分布在城市各區(qū)域內(nèi)的空氣凈化裝置和主控設(shè)備組成。主控設(shè)備用于接收數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)通過GPRS發(fā)送的控制指令，并作為協(xié)調(diào)器組建ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)，通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)將控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給附近的空氣凈化裝置，空氣凈化裝置接收到命令后根據(jù)命令執(zhí)行開啟或者關(guān)閉操作。每個空氣凈化裝置上均設(shè)有ZigBee無線通信模塊，用于接收主控設(shè)備的控制指令，并轉(zhuǎn)發(fā)給下一級的空氣凈化裝置。
[0014]考慮空氣凈化裝置分布的均勻和安裝方便，將空氣凈化裝置安裝城市內(nèi)各區(qū)域的路燈桿上。
[0015]系統(tǒng)工作過程中，城市內(nèi)各區(qū)域的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備全天候?qū)諝庵械母黝愇廴疚锖窟M行采集匯總后通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)處理分析，當(dāng)確定某區(qū)域空氣污染物達到設(shè)定最高閥值時，數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)發(fā)出開啟該區(qū)域空氣凈化裝置指令，開啟指令通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到主控設(shè)備再通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到附近的空氣凈化裝置，空氣凈化裝置收到指令后立即啟動進行空氣凈化，同時將開啟指令轉(zhuǎn)發(fā)到下一級空氣凈化裝置；在凈化的同時，該區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備同步將空氣信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)處理分析，當(dāng)該區(qū)域空氣污染物達到設(shè)定最低閥值時，則發(fā)出關(guān)閉該區(qū)域空氣凈化裝置指令，關(guān)閉指令通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到主控設(shè)備再通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到附近的空氣凈化裝置，空氣凈化裝置收到指令后立即關(guān)閉，同時將關(guān)閉指令轉(zhuǎn)發(fā)到下一級空氣凈化裝置執(zhí)行。
[0016]本發(fā)明中空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備、主控設(shè)備也可以通過3G或4G無線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)進行通信；主控設(shè)備與空氣凈化裝置間及空氣凈化裝置與空氣凈化裝置間可以通過433M或Wifi無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，其特征在于:由空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)和空氣凈化控制分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器組成，所述空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)和空氣凈化控制分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器之間通過GPRS、3G或4G無線網(wǎng)絡(luò)通信； 所述空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)，由分布在城市各區(qū)域內(nèi)若干個空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備組成，用于獲取城市不同區(qū)域中的空氣污染物含量信息反饋到數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器；所述空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備由多個空氣質(zhì)量采集模塊和GPRS、3G或4G無線通信模塊組成； 所述數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器，包括數(shù)據(jù)接收服務(wù)器、數(shù)據(jù)立方、WEB服務(wù)器和WEB界面，用于收集匯總處理空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)并根據(jù)處理結(jié)果發(fā)出控制指令； 所述空氣質(zhì)量凈化分系統(tǒng)，由分布在城市各區(qū)域內(nèi)若干個空氣凈化裝置和主控設(shè)備組成，用于凈化和改善空氣質(zhì)量；所述空氣凈化裝置內(nèi)設(shè)有ZigBee、433M或Wifi無線通信模塊，用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)主控設(shè)備的指令，所述主控設(shè)備包括用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器的指令，所述空氣凈化裝置之間和主控設(shè)備間通過ZigBee、433M或Wifi網(wǎng)絡(luò)進行通?目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，其特征在于:所述若干個空氣凈化裝置布設(shè)在城市道路的路燈桿上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市物聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量智能感知與控制系統(tǒng)，屬于環(huán)境監(jiān)測與凈化技術(shù)領(lǐng)域。本系統(tǒng)由空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)和空氣凈化控制分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器組成，空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)和空氣凈化控制分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器之間通過GPRS、3G或4G無線網(wǎng)絡(luò)通信；空氣質(zhì)量監(jiān)測分系統(tǒng)由多個傳感模塊和無線通信模塊組成；空氣質(zhì)量凈化分系統(tǒng)由分布在城市各區(qū)域內(nèi)若干個空氣凈化裝置和主控設(shè)備組成；數(shù)據(jù)立方云計算服務(wù)器，包括數(shù)據(jù)接收服務(wù)器、數(shù)據(jù)立方、WEB服務(wù)器和WEB界面，用于收集匯總處理數(shù)據(jù)并發(fā)出控制指令。本發(fā)明整個系統(tǒng)均通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通信，能精確地監(jiān)測不同區(qū)域的空氣質(zhì)量并進行及時高效地凈化。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN104850070
【申請?zhí)枴緾N201410099782
【發(fā)明人】張真, 吳亞洲, 譚崇剛, 江健, 袁在康
【申請人】南京云創(chuàng)存儲科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2014年3月18日