[发明专利]基于云计算技术的颗粒物采样称重系统及方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及大气环境科学、环境监测技术领域，尤其涉及基于云计算技术的颗粒物采样称重系统。

背景技术

在全球范围内重量法是公认的大气颗粒物浓度监测的基准测量方法。其原理是分别通过一定颗粒物切割特征的采样头，以恒流量抽取空气，使空气中的特定颗粒物被截留在已知质量的空白滤膜上。根据采样前后滤膜的质量差和累计采样体积，计算出特定颗粒物的浓度。

然而看似一个简单的工作，却存在着一大堆的麻烦。传统方法需要给滤膜编号，称重，记录采样前称重数据；指定并配送到采样点；蹲点换膜，记录采样标况体积；采样完成后取出采样膜，再次称重，记录数据，并匹配第一次采样编号等等。在整个过程中，工作人员需携带滤膜往返于采样器和称重实验室之间，并记录相关的数据，所有的这些工作都要依赖于人工。如果管理这些滤膜并记录相应的数据成了一大问题。

发明内容

本发明提供基于云计算技术的颗粒物采样称重系统及方法，利用RFID码实现滤膜的跟踪、编码、建立云端数据库与编码之间的对应关系，本发明能够利用云端控制滤膜自动采样器的自动采样、更换滤膜工作，本专利申请还提供自动称重设备，将滤膜重量信息称重后传给云端，利用云端软件进行浓度的计算，节省人力，为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：基于云计算技术的颗粒物采样称重方法，S1、准备空白滤膜，利用RFID技术对空白滤膜进行编码；S2、建立电脑以及云端与自动称重系统的连接，对空白滤膜称重并将重量信息自动保存至电脑和云端数据库中；S3、将滤膜放入滤膜夹中，输送至滤膜采样器处；S4、远程控制滤膜采样器更换滤膜；S5、采样后滤膜进行称重，并将重量信息保存至电脑和云端数据库中；S6、通过数据库中保存的滤膜采样前后的重量信息、温度、湿度、空气流量、采样周期，利用算法软件计算每张滤膜上的颗粒物浓度。

基于云计算技术的颗粒物采样称重系统，包括：滤膜自动采样器、云服务器、远程监控端、RFID滤膜夹、自动称重设备，所述远程监控端通过网络与云服务器连接，所述云服务器通过网络与滤膜自动采样器连接，用于控制滤膜自动采样器的开关、滤膜更换，还用于获取采样时滤膜所处的温度、湿度、空气流量及其他实时数据，所述自动称重设备与电脑连接，滤膜信息保存至电脑数据库中，同时利用网络将数据保存至云端数据库中便于异地或远端查询；所述RFID滤膜夹用于存放滤膜，通过RFID读取器读取RFID滤膜夹中存储的滤膜编码、滤膜重量信息、滤膜所处环境信息，用于建立云端数据库与滤膜的对应关系。

优选的，所述RFID滤膜夹包括有：滤膜夹、RFID芯片、通讯线圈，RFID芯片中保存有滤膜的颗粒物浓度信息，利用通讯线圈与读取器的通信实现滤膜编码的读取、滤膜信息的查询。

优选的，所述滤膜自动采样器包括有：滤膜采样模块、滤膜自动更换模块、采样环境监测模块、控制系统，所述内部控制系统包括有：处理器、GPS定位模块、存储模块、网络通讯模块；利用内部控制系统控制滤膜采样模块、滤膜自动更换模块、采样环境监测模块的工作，利用网络通讯模块将数据传输至云端。

优选的，滤膜采样模块包括有：采样头、滤膜采样室、滤膜储存筒，采样头通过采样管与滤膜采样室连通；所述滤膜自动更换模块包括有：工作台、马耳他十字机芯以及滤膜夹托起装置，所述滤膜夹托起装置采用上下交替运动方式，所述滤膜夹托起装置的两个力臂上分别安装有滤膜夹托起装置，所述滤膜夹托起装置位于马耳他十字机芯的下方，所述马耳他十字机芯位于工作台内部，所述工作台的上方开设有两个盲孔和两个通孔，所述两个通孔上方分别与滤膜采样室、滤膜储存筒相通，所述两个通孔的下方滤膜夹托起装置的两个滤膜夹托起装置连通。

优选的，所述自动称重设备包括:称重天平、防震底座，所述称重天平放置于防震底座上，用于减少震颤干扰；所述称重天平采用称重传感器进行称重，并将重量信息进行有线或无线传输至电脑进行数据保存。

优选的，所述自动称重设备处于恒温恒湿控制柜中，所述恒温恒湿控制柜中还设置有RFID读码器、滤膜储存塔以及滤膜输送叉，滤膜储存塔上存储有滤膜，利用滤膜输送叉将滤膜从滤膜储存塔处输送至自动称重设备上，称重前利用RFID读码器读取滤膜的RFID编码信息。