[发明专利]一种基于LoRa的立体式环境在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，包括：

数据采集层，其包括若干个LoRa采集节点，LoRa采集节点预设在待监测环境中预先分割的网格位置处；每个LoRa采集节点将其采集的环境信息及当前地理位置信息一起发送至数据管理层；

数据管理层，其包括LoRa网关和服务器；LoRa网关用于接收每个LoRa采集节点传送来的数据并传送至服务器；所述服务器用于：根据各个地理位置处的当前环境信息与对应历史信息进行匹配，预测出环境变化预警信息；根据各个时间点所有地理位置处环境信息的变化，确定出超标污染物以及超标污染物的移动速度与方向；

UI界面层，其用于展示环境变化预警信息、超标污染物以及超标污染物的移动速度与方向信息。

2.如权利要求1所述的基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，在所述服务器中，利用k近邻算法识别出与环境信息相似度最高的历史环境信息，以历史环境信息的变化作为环境变化预警信息预测值。

3.如权利要求1所述的基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，在所述服务器中，根据当前环境信息与各种类别污染物的阈值信息比较，判断出超标污染物类别。

4.如权利要求1所述的基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，所述服务器，其还用于：

当环境信息包括温度、湿度、光照度、灰尘颗粒PM2.5/10和CO₂浓度时，利用k近邻算法识别出与环境信息相似度最高的历史环境信息，将查找到的历史环境信息时间前推24小时，记录为预警参考数据；

将预警参考数据输入至天气状况指数模型，得到预警指数；

将预警指数与预置预警信息分级匹配，得到环境质量指数、户外活动建议和未来天气变化预警信息；其中，天气状况指数模型为已知神经网络模型，根据历史温度、湿度、光照度、灰尘颗粒PM2.5/10和CO₂浓度数据训练得到。

5.如权利要求1所述的基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，所述服务器，其还用于：

根据超标污染物类别以及超标污染物的移动速度与方向，绘制出相应超标污染物的移动轨迹。

6.如权利要求1所述的基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，所述LoRa采集节点包括微处理器MCU，所述微处理器MCU与传感器模块和LoRa通信单元分别相连。

7.如权利要求1所述的基于LoRa的立体式环境在线监测系统，其特征在于，所述服务器与UI界面层之间通过GPRS网络相互通信。

8.一种基于LoRa的立体式环境在线监测方法，其特征在于，包括：

接收采用LoRa通信方式传送来预设在待监测环境中预先分割的网格位置处的环境信息以及相应地理位置信息；

根据各个地理位置处的当前环境信息与对应历史信息进行匹配，预测出环境变化预警信息；根据各个时间点所有地理位置处环境信息的变化，确定出超标污染物以及超标污染物的移动速度与方向。

9.如权利要求8所述的基于LoRa的立体式环境在线监测方法，其特征在于，利用k近邻算法识别出与环境信息相似度最高的历史环境信息，以历史环境信息的变化作为环境变化预警信息预测值。

10.如权利要求8所述的基于LoRa的立体式环境在线监测方法，其特征在于，根据当前环境信息与各种类别污染物的阈值信息比较，判断出超标污染物类别。