[发明专利]基于PM2.5空气质量自动监测的远程诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及国际专利分类H04数字信息的传输或G08C测量、控制信号或类似信号的传输系统技术领域，尤其是基于PM2.5空气质量自动监测的远程诊断系统。

背景技术

    现有技术中，在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。PM，英文全称为particulate matter(颗粒物）。可吸入颗粒物又称为PM10，指直径大于2.5微米、等于或小于10微米，可以进入人的呼吸系统的颗粒物；总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于或等于100微米的颗粒物。目前，通用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。 

　　气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。 

　　每个人每天平均要吸入约1万升的空气，而进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重后果。例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。总之这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害正在逐步受到广泛重视。 

　　中国研究结果还表明，PM2.5和PM10浓度越高，儿童及其双亲呼吸系统病症的发生率也越高，而PM2.5的影响尤为显著。在欧盟国家中，PM2.5导致人们的平均寿命减少8.6个月。而PM2.5还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。目前国际上主要发达国家以及亚洲的日本、泰国、印度等均将PM2.5列入空气质量标准。而最为悲催的是，PM2.5尚未被列入我国环境空气质量指标，因此这就成了美国大使馆数据和政府官方数据直接冲突的根本原因。 

一般而言，粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等；2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）则主要来自化石燃料的燃烧，如机动车尾气、燃煤、挥发性有机物等。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。

然而，在这一较前沿的领域内，监测技术公开较少，尤其是远程监测，以及具有引用价值的远程专家评断技术尚未见公开。

在已公开专利文献中，有少量涉及远程环境监测的内容，相关专利文献包括：专利申请号201020668830一种空气质量参数远程自动监测系统，包括数据采集传输终端和通过无线通信网络与数据采集传输终端进行远程通信的数据接收监控端，数据采集传输终端为布设在被测量环境中的多个传感器节点，传感器节点包括电源电路、处理器、Ａ／Ｄ转换器和接在Ａ／Ｄ转换器输入端的传感器，处理器接收Ａ／Ｄ转换器所输出的信号并经过分析处理后输出给接在其输出端的无线传输模块一，数据接收监控端由与无线传输模块一通过无线通信网络进行无线通信的无线传输模块二和与无线传输模块二相接且用于实时显示空气质量状况的数据显示模块构成。

专利申请号201110192253基于无线传感器网络的海洋环境远程监测预警系统及方法，包括无线传感器网络、无线网关、网络控制系统和海洋环境监测中心，其中无线传感器网络包括位于待测点的无线传感器节点和汇聚节点，所述无线传感器节点通过汇聚集点接入无线网关，无线网关与网络控制系统相连，网络控制系统通过英特网连接到海洋环境监测中心。相应的还公开了一种基于无线传感器网络的海洋环境监测方法。

 

发明内容