CN106297252B - 一种工业园区大气污染监测*** - Google Patents
一种工业园区大气污染监测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN106297252B CN106297252B CN201610885619.4A CN201610885619A CN106297252B CN 106297252 B CN106297252 B CN 106297252B CN 201610885619 A CN201610885619 A CN 201610885619A CN 106297252 B CN106297252 B CN 106297252B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- data
- industrial park
- monitoring
- local central
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
- G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
- G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种工业园区大气污染监测***,包括基于无线传感器网络的数据采集***、本地中央监控***、远程控制终端;所述基于无线传感器网络的数据采集***用于通过无线传感器网络监测获取针对于工业园区大气污染的监测数据;所述本地中央监控***与所述基于无线传感器网络的数据采集***双向通信,用于运行大气污染监测***管理软件,接收并分析监测数据;所述远程控制终端用于远程访问、远程监控本地中央监控***并接收本地中央监控***发来的报警信号。本发明能够准确、及时地反映大气污染状况并报警,监测区域内的基于无线传感器网络的数据采集***的可扩展性好,适合构建大规模的监测***,适合推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及环保监测技术领域,具体涉及一种工业园区大气污染监测***。
背景技术
相关技术中,对工业园区大气污染监测的方法主要有:1)人工取样实验室分析的方法,这种方法只能得到监测区域内某段时间内的监测值,无法进行实时监测,监测结果受人为的影响很大。同时,当监测区域有害气体浓度很高时会严重伤害监测人员的身体健康。2)在线监测法,多采用国外进口的自动化大气环境监测设备进行监测。这种监测方法,尽管能够实现实时监测,但所用设备结构复杂、价格昂贵、难以维护、运营成本高且其工作环境苛刻。
发明内容
为解决上述问题,本发明旨在提供一种工业园区大气污染监测***。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种工业园区大气污染监测***,包括基于无线传感器网络的数据采集***、本地中央监控***、远程控制终端;所述基于无线传感器网络的数据采集***用于通过无线传感器网络监测获取针对于工业园区大气污染的监测数据;所述本地中央监控***与所述基于无线传感器网络的数据采集***双向通信,用于运行大气污染监测***管理软件,接收并分析监测数据;所述远程控制终端用于远程访问、远程监控本地中央监控***并接收本地中央监控***发来的报警信号。
本发明的有益效果:能够准确、及时地反映大气污染状况并报警,监测区域内的基于无线传感器网络的数据采集***的可扩展性好,适合构建大规模的监测***,适合推广应用。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明结构连接示意图;
图2是基于无线传感器网络的数据采集***的结构示意图。
附图标记:
基于无线传感器网络的数据采集***1、本地中央监控***2、远程控制终端3、智能终端4、数据采集单元11、数据处理单元12、数据传输单元13。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2,本实施例的一种工业园区大气污染监测***,包括基于无线传感器网络的数据采集***1、本地中央监控***2、远程控制终端3;所述基于无线传感器网络的数据采集***1用于通过无线传感器网络监测获取针对于工业园区大气污染的监测数据;所述本地中央监控***2与所述基于无线传感器网络的数据采集***1双向通信,用于运行大气污染监测***管理软件,接收并分析监测数据;所述远程控制终端3用于远程访问、远程监控本地中央监控***2并接收本地中央监控***2发来的报警信号。
本发明上述实施例能够准确、及时地反映大气污染状况并报警,监测区域内的基于无线传感器网络的数据采集***1的可扩展性好,适合构建大规模的监测***,适合推广应用。
优选的,所述工业园区大气污染监测***还包括智能终端4,所述智能终端4通过无线网络接收各本地中央监控***2发来的报警消息。优选的,所述智能终端4包括手机终端。
本优选实施例便于监测人员及时获取工业园区的监测信息。
优选的,所述基于无线传感器网络的数据采集***1包括数据采集单元11、数据处理单元12和数据传输单元13;所述数据采集单元11用于通过由各传感器构建的传感器节点相互协作进行工业园区大气污染监测数据的采集,并输出各传感器节点采集的工业园区大气污染监测数据;所述数据处理单元12用于对各传感器节点采集的工业园区大气污染监测数据进行预处理,以获得有效的工业园区大气污染监测数据;所述数据传输单元13用于采用预先设定的数据传输机制进行工业园区大气污染监测数据的传输。
优选的,所述数据采集单元11包括传感器定位子单元和数据修正子单元;所述传感器定位子单元用于进行传感器节点定位,所述进行传感器节点定位具体包括:
(1)将少部分传感器节点部署在已知的位置坐标上,作为信标节点,根据信标节点位置建立满足家居环境的局部坐标系;
(2)假设未知节点的坐标为(x,y),能够与其进行通信的信标节点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),未知节点位于各信标节点为圆心,通信半径为半径的圆的相交区域,取该区域任一点作为未知节点坐标预选点,未知节点坐标预选点到信标节点的差分函数为:
式中,ri为未知节点坐标预选点到(xi,yi)距离,i=1,2,…,n,利用最大似然估计法求取该式的最小值,即为未知节点坐标位置;
所述数据修正子单元用于对传感器在非标准环境下的监测数据进行修正,修正因子σ为:
式中,T0为传感器使用的标准温度,T为传感器使用时的环境温度。
本优选实施例实现了传感器定位和数据的准确测量。
优选的,所述数据处理单元12包括数据过滤模块和数据补全模块,所述数据过滤模块用于通过智能网关过滤错误的工业园区大气污染监测数据,所述数据补全模块用于填补丢失的工业园区大气污染监测数据;
所述通过智能网关过滤错误的工业园区大气污染监测数据,包括:
(1)去除没有落入传感器读数的有效范围内的工业园区大气污染监测数据;
(2)对剩余的工业园区大气污染监测数据进行过滤处理,具体为:
1)假设所有传感器的传感频率一致且滑动窗口大小为A,利用Jaccard相似度函数计算出两个传感器SI、SJ读数行为的相似度Sim(xI(t),xJ(t)),其中xI(t)表示传感器SI在时间t时的传感读数,xJ(t)表示传感器SJ在时间t时的传感读数;
2)定义传感器SI、SJ的最初临时相似度为:
K+1时刻的临时相似度为:
式中,xI(A+t)表示传感器SI最初的读数行为,μ为设定的可调节的变量,μ的取值范围为[-1,1];
3)设共有M个传感器,来自传感器SI的一个事件查询q,在过去被传感器频繁查询的数据比那些很少被传感器SI读取的数据与传感器SI更具有相关性,计算传感器SI的排序等级值QL(q,SI),计算公式为:
式中,n(q,SI)为在过去传感器SI针对查询q对一些主题的事件查询数目,N(q,SI)表示传感器SI针对查询q的事件查询总数,E为平滑因子;
4)采用投票法判断传感器SI的当前读数是否为错误读数,设定判断函数为:
式中,net(1)表示传感器SI的邻居传感器集合,VDecisionj(I)表示邻居传感器SJ对传感器SI作出投票决定,投票决定有两类,一类是积极的,另一类为消极的,投票决定为积极时,VDecisionj(I)=1,投票决定为消极时,VDecisionj(1)=0;PI>0时,表示传感器SI的当前读数为正常读数,PI<0时,表示传感器SI的当前读数为错误读数。
所述填补丢失的工业园区大气污染监测数据,包括:
(1)采用K-means聚类方法进行工业园区大气污染监测数据的聚类处理;
(2)对同一类中的缺失值进行却是数据的填充。
本优选实施例过滤错误的工业园区大气污染监测数据时,考虑了传感器与邻居节点以及环境之间的关联性,通过排序算法为每个传感器分配一个适当的权重来反映传感器的重要性,进而对传感器采集到的数据进行取舍来过滤采集过程中的错误数据和环境引起的不正常数据,提高了过滤的精度;采用先聚类后填补缺失值的方式填补丢失的工业园区大气污染监测数据,可以较好的考虑数据的局部特性,提高数据填补的精度。
在一个实施例中,所述预先设定的数据传输机制包括:
(1)簇内成员在各自分配的时间段内将采集到的数据以单跳的方式传输到所属簇的簇头节点Ci,簇头节点Ci对收集到的工业园区大气污染监测数据进行整合处理;
(2)簇头节点Ci根据下式选择其他簇头节点,以确定其路由候选簇头节点集合CN:
式中,diB表示簇头节点Ci到基站的距离,djB表示簇头节点Cj到基站的距离,dij表示簇头节点Ci到簇头节点Cj的距离,NSi表示簇头节点Ci的剩余能量级别,NSj表示簇头节点Cj的剩余能量级别;
(3)若路由候选簇头节点集合CN为空,则簇头节点Ci直接将工业园区大气污染监测数据发送给基站,并跳转至(6);
(4)若路由候选簇头节点集合中只存在一个比簇头节点Ci距离基站更近或者剩余能量级别更高的其他簇头节点Cj,则选择簇头节点Cj作为下一跳路由节点,并将工业园区大气污染监测数据转发给簇头节点Cj,使簇头节点Cj成为新的簇头节点Ci,并跳转回(2);
(5)若路由候选簇头节点集合中存在多个比簇头节点Ci距离基站更近或者剩余能量级别更高的其他簇头节点Cj,则选择使得转发工业园区大气污染监测数据通信开销最小的簇头节点Cj作为下一跳路由节点,并将工业园区大气污染监测数据转发给簇头节点Cj,使簇头节点Cj成为新的簇头节点Ci,并跳转回(2);
(6)基站接收簇头节点Ci发送的工业园区大气污染监测数据。
本优选实施例采用预先设定的数据传输机制进行工业园区大气污染监测数据的传输,使簇头节点的剩余能量分布更加均衡,有效解决了距离基站较近或者距离基站较远的节点能量过早消耗完的问题,从而延长了整个数据传输网络的生命周期。
在另一个实施例中,所述预先设定的数据传输机制包括:
针对不同传输数据大小和传输距离采用不同的传输方式,定义传输函数Tr:
式中,S为传输数据大小,S0为数据传输大小分界值,S0=1MB,D为传输距离,D0为传输距离远近分界值,D0=10m;
若D<D0,则采用蓝牙进行数据通信,
若D≥D0且S≤S0,则采用zigbee网络进行数据通信,
若D≥D0且S>S0,则采用WIFI进行通信。
本优选实施例在实现了对工业园区大气污染监测数据低能耗、高速率的通信。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (3)
1.一种工业园区大气污染监测***,其特征是,基于无线传感器网络的数据采集***、本地中央监控***、远程控制终端;所述基于无线传感器网络的数据采集***用于通过无线传感器网络监测获取针对于工业园区大气污染的监测数据;所述本地中央监控***与所述基于无线传感器网络的数据采集***双向通信,用于运行大气污染监测***管理软件,接收并分析监测数据;所述远程控制终端用于远程访问、远程监控本地中央监控***并接收本地中央监控***发来的报警信号;所述基于无线传感器网络的数据采集***包括数据采集单元、数据处理单元;所述数据采集单元用于通过由各传感器构建的传感器节点相互协作进行工业园区大气污染监测数据的采集,并输出各传感器节点采集的工业园区大气污染监测数据;所述数据处理单元用于对各传感器节点采集的工业园区大气污染监测数据进行预处理,以获得有效的工业园区大气污染监测数据;所述数据处理单元包括数据过滤模块和数据补全模块,所述数据过滤模块用于通过智能网关过滤错误的工业园区大气污染监测数据,所述数据补全模块用于填补丢失的工业园区大气污染监测数据;
所述通过智能网关过滤错误的工业园区大气污染监测数据,包括:
(1)去除没有落入传感器读数的有效范围内的工业园区大气污染监测数据;
(2)对剩余的工业园区大气污染监测数据进行过滤处理,具体为:
1)假设所有传感器的传感频率一致且滑动窗口大小为A,利用Jaccard相似度函数计算出两个传感器SI、SJ读数行为的相似度Sim(xI(t),xJ(t)),其中xI(t)表示传感器SI在时间t时的传感读数,xJ(t)表示传感器SJ在时间t时的传感读数;
2)定义传感器SI、SJ的最初临时相似度为:
K+1时刻的临时相似度为:
式中,xI(A+t)表示传感器SI最初的读数行为,μ为设定的可调节的变量,μ的取值范围为[-1,1];
3)设共有M个传感器,来自传感器SI的一个事件查询q,在过去被传感器频繁查询的数据比那些很少被传感器SI读取的数据与传感器SI更具有相关性,计算传感器SI的排序等级值QL(q,SI),计算公式为:
式中,n(q,SI)为在过去传感器SI针对查询q对一些主题的事件查询数目,N(q,SI)表示传感器SI针对查询q的事件查询总数,B为平滑因子;
4)采用投票法判断传感器SI的当前读数是否为错误读数,设定判断函数为:
式中,net(I)表示传感器SI的邻居传感器集合,VDecisionJ(I)表示邻居传感器SJ对传感器SI作出投票决定,投票决定有两类,一类是积极的,另一类为消极的,投票决定为积极时,VDecisionJ(I)=1,投票决定为消极时,VDecisionJ(I)=0;PI>0时,表示传感器SI的当前读数为正常读数,PI<0时,表示传感器SI的当前读数为错误读数。
2.根据权利要求1所述的一种工业园区大气污染监测***,其特征是,还包括智能终端,所述智能终端通过无线网络接收各本地中央监控***发来的报警消息。
3.根据权利要求2所述的一种工业园区大气污染监测***,其特征是,所述智能终端包括手机终端。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610885619.4A CN106297252B (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种工业园区大气污染监测*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610885619.4A CN106297252B (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种工业园区大气污染监测*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106297252A CN106297252A (zh) | 2017-01-04 |
CN106297252B true CN106297252B (zh) | 2019-07-23 |
Family
ID=57717168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610885619.4A Active CN106297252B (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种工业园区大气污染监测*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106297252B (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107197198A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-09-22 | 西安航空学院 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN107677777B (zh) * | 2017-10-13 | 2020-09-18 | 深圳博沃智慧科技有限公司 | 一种大气重污染过程智能分析*** |
CN108322898A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-07-24 | 陈剑桃 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN108235274A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-29 | 韦德永 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN108171955A (zh) * | 2018-03-03 | 2018-06-15 | 深圳森阳环保材料科技有限公司 | 一种基于大数据和wsn技术的空气污染实时监测*** |
CN109212150A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-15 | 深圳万发创新进出口贸易有限公司 | 一种污水监测*** |
CN112135328B (zh) * | 2019-06-04 | 2022-08-26 | 快住智能科技(苏州)有限公司 | 基于物联网的人工智能监测*** |
CN113709598B (zh) * | 2021-08-31 | 2022-05-17 | 宁夏百川电力股份有限公司 | 一种基于物联网的碳排放监测管理*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002311012A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Tamura Electric Works Ltd | 環境データ測定システム及び環境データ測定方法 |
CN102123495A (zh) * | 2011-01-13 | 2011-07-13 | 山东大学 | 基于rssi校正的无线传感器网络质心定位算法 |
CN102665249A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-09-12 | 河海大学常州校区 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN202720001U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-02-06 | 河海大学常州校区 | 基于无线传感器网络的空气污染实时监测*** |
CN104197995A (zh) * | 2014-09-25 | 2014-12-10 | 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 | 一种工业园区环境监测*** |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7318010B2 (en) * | 2006-02-07 | 2008-01-08 | Deere & Company | Method of regulating wireless sensor network energy use |
-
2016
- 2016-10-10 CN CN201610885619.4A patent/CN106297252B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002311012A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Tamura Electric Works Ltd | 環境データ測定システム及び環境データ測定方法 |
CN102123495A (zh) * | 2011-01-13 | 2011-07-13 | 山东大学 | 基于rssi校正的无线传感器网络质心定位算法 |
CN102665249A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-09-12 | 河海大学常州校区 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN202720001U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-02-06 | 河海大学常州校区 | 基于无线传感器网络的空气污染实时监测*** |
CN104197995A (zh) * | 2014-09-25 | 2014-12-10 | 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 | 一种工业园区环境监测*** |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于相似度的温室无线传感器网络定位算法;王俊等;《农业工程学报》;20131115;第29卷(第22期);第154-161页 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106297252A (zh) | 2017-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106297252B (zh) | 一种工业园区大气污染监测*** | |
CN107316450A (zh) | 一种基于无线传感器网络的输电线路监控*** | |
CN103247151A (zh) | 一种地质灾害监测*** | |
CN102984265A (zh) | 一种基于物联网的水环境监测方法 | |
CN106650213B (zh) | 一种远程医疗*** | |
CN106290772B (zh) | 一种污水监测*** | |
CN109361577A (zh) | 一种基于分布式传感器的数据监测方法和*** | |
CN204270487U (zh) | 基于无线传感器的水质环境监测*** | |
CN209545749U (zh) | 一种陆海空一体化生态环境监测*** | |
CN106292611B (zh) | 一种基于云计算的智慧农业控制*** | |
CN108696833A (zh) | 基于水下无线传感器网络的水污染监测*** | |
CN202102294U (zh) | 基于传感网的放射源感知监控管理*** | |
CN106292645B (zh) | 一种新能源车辆故障数据采集*** | |
CN105510610B (zh) | 一种基于无线传感器网络的远程水质监测***及控制方法 | |
CN106443130B (zh) | 一种电压监测*** | |
CN103399133A (zh) | 一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测*** | |
CN106375944A (zh) | 一种基于云计算的数据采集*** | |
CN106412073B (zh) | 一种建筑消防设施检测网络*** | |
CN108810843A (zh) | 城市空气质量智能监测*** | |
CN106292612B (zh) | 一种钢包烘烤器故障在线诊断*** | |
CN209572026U (zh) | 基于北斗gps泛在物联网资产智能化管理*** | |
CN106408983B (zh) | 一种车辆自动驾驶*** | |
Yin | Practice of air environment quality monitoring data visualization technology based on adaptive wireless sensor networks | |
CN106453001A (zh) | 基于物联网的智能家居*** | |
CN106373363B (zh) | 电能表无线抄表*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190701 Address after: 400000 Chongqing Jiangbei District, Jianxin North Road, No. 8, 30-9 Applicant after: Chongqing Jiuzheng Environmental Technology Co., Ltd. Address before: 518054 room 1002, block B, 2168 South oil building, Nanhai Road, Nanshan street, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong. Applicant before: Shenzhen innovation Import & Export Trading Co., Ltd. |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |