一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统的制作方法

本发明涉及环境监测和数据处理，特别涉及一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，属于环境工程和信息。

背景技术：

1、随着工业化和城市化的快速发展，大气污染已成为全球范围内的主要环境问题，传统的大气污染监测方法依赖于固定监测站点或人工采样，这些方法在空间覆盖和实时数据获取方面存在局限性，例如，固定监测站点无法有效覆盖广阔区域，而人工采样方法在时间效率和数据实时性方面受限，此外，现有的监测系统往往无法提供污染物在不同空间层面的分布数据，如地面至高空的垂直剖面信息，这些局限性导致难以实时准确地评估和响应大气污染状况；

2、为此，提出一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，包括

3、多层次感知网络单元，包括多个分布式的地面传感器、多个无人机传感器以及一个与地面和无人机传感器协同工作的卫星传感器；

4、数据融合与处理单元，用于接收来自地面传感器、无人机传感器和卫星传感器的数据；

5、网络机制调整单元，用于调整地面传感器网络配置的机制，适应环境变化和优化数据采集效率；

6、监测机制调整单元，用于根据实时监测数据动态调整无人机传感器监测策略和飞行路线的机制；

7、实时数据同步与协调单元，用于实现地面传感器、无人机传感器和卫星传感器之间的实时数据同步和协调的通信机制。

8、进一步优选的，所述地面传感器配置有用于检测大气污染物的化学传感器，该化学传感器能够检测的污染物包括pm2.5、pm10、二氧化硫(so2)、一氧化碳(co)、二氧化氮(no2)和臭氧(o3)；

9、所述地面传感器的分布密度为每平方公里至少2个，以确保覆盖监测区域内的关键位置，并且每个传感器的检测灵敏度应达到±10％的误差范围内。

10、进一步优选的，所述无人机传感器配备有高精度气象传感器，用于测量温度、湿度、风速和风向的气象参数，其测量精度分别为：温度±0.5℃、湿度±5％、风速±0.5m/s、风向±5°；

11、无人机传感器还配备有高灵敏度的污染物监测传感器，能够实时监测大气中污染物的浓度和分布。

12、进一步优选的，所述卫星传感器覆盖至少100平方公里的监测区域，提供每天三次的全区域大气污染状况报告；

13、卫星传感器的监测数据具有10-15米的分辨率，能提供大气污染分布的宏观视图，并与地面传感器及无人机传感器的数据进行对比分析。

14、进一步优选的，所述数据融合与处理单元采用高效的数据处理算法，在不超过5分钟内完成来自地面传感器、无人机传感器和卫星传感器的数据融合处理，以提供准确的大气污染分析结果。

15、进一步优选的，所述网络机制调整单元能够根据温度、湿度和风速的环境变化调整地面传感器的采样频率，采样频率的调整范围为每小时一次到每分钟一次。

16、进一步优选的，所述监测机制调整单元根据地面和卫星传感器的实时数据，调整无人机传感器的飞行高度和路线，飞行高度调整范围为地面以上50米至1000米，并同时根据监测需求调整无人机传感器的飞行速度，速度范围为5至50公里/小时。

17、进一步优选的，所述实时数据同步与协调单元使用5g或卫星通信，以保证地面传感器、无人机传感器和卫星传感器之间的数据实时传输。

18、进一步优选的，还包括应急响应机制单元，当监测到大气污染超过预定阈值时，通过所述应急响应机制单元能够自动通知相关部门。

19、本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

20、一、本发明通过结合地面传感器、无人机传感器和卫星传感器，形成了一个多层次感知网络，能够实现从地面到高空的全方位监测，不仅提高大气污染监测的空间覆盖范围，而且通过不同层次的数据融合，能够更准确地识别污染源和污染分布。

21、二、本发明利用无线传感器网络实现数据的实时收集和传输，大大提高了数据的实时性，同时能够根据环境变化动态调整传感器的工作参数，如采样频率和灵敏度，从而确保数据的准确性和可靠性。

22、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

技术特征：

1.一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述地面传感器配置有用于检测大气污染物的化学传感器，该化学传感器能够检测的污染物包括pm2.5、pm10、二氧化硫(so2)、一氧化碳(co)、二氧化氮(no2)和臭氧(o3)；

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述无人机传感器配备有高精度气象传感器，用于测量温度、湿度、风速和风向的气象参数，其测量精度分别为：温度±0.5℃、湿度±5％、风速±0.5m/s、风向±5°；

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述卫星传感器覆盖至少100平方公里的监测区域，提供每天三次的全区域大气污染状况报告；

5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述数据融合与处理单元采用高效的数据处理算法，在不超过5分钟内完成来自地面传感器、无人机传感器和卫星传感器的数据融合处理，以提供准确的大气污染分析结果。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述网络机制调整单元能够根据温度、湿度和风速的环境变化调整地面传感器的采样频率，采样频率的调整范围为每小时一次到每分钟一次。

7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述监测机制调整单元根据地面和卫星传感器的实时数据，调整无人机传感器的飞行高度和路线，飞行高度调整范围为地面以上50米至1000米，并同时根据监测需求调整无人机传感器的飞行速度，速度范围为5至50公里/小时。

8.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：所述实时数据同步与协调单元使用5g或卫星通信，以保证地面传感器、无人机传感器和卫星传感器之间的数据实时传输。

9.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征在于：还包括应急响应机制单元，当监测到大气污染超过预定阈值时，通过所述应急响应机制单元能够自动通知相关部门。

技术总结本发明提供了一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，包括多层次感知网络单元，包括多个分布式的地面传感器、多个无人机传感器以及一个与地面和无人机传感器协同工作的卫星传感器；数据融合与处理单元，用于接收来自地面传感器、无人机传感器和卫星传感器的数据；网络机制调整单元，用于调整地面传感器网络配置的机制，适应环境变化和优化数据采集效率。本发明通过结合地面传感器、无人机传感器和卫星传感器，形成了一个多层次感知网络，能够实现从地面到高空的全方位监测，不仅提高大气污染监测的空间覆盖范围，而且通过不同层次的数据融合，能够更准确地识别污染源和污染分布。技术研发人员：徐腾,黄作亮受保护的技术使用者：四川兴岑环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18