[发明专利]一种工业园区大气污染监测系统

摘要

本发明提供了一种工业园区大气污染监测系统，包括基于无线传感器网络的数据采集系统、本地中央监控系统、远程控制终端；所述基于无线传感器网络的数据采集系统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；所述本地中央监控系统与所述基于无线传感器网络的数据采集系统双向通信，用于运行大气污染监测系统管理软件，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系统并接收本地中央监控系统发来的报警信号。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系统的可扩展性好，适合构建大规模的监测系统，适合推广应用。

主权项

1.一种工业园区大气污染监测系统，其特征是，基于无线传感器网络的数据采集系统、本地中央监控系统、远程控制终端；所述基于无线传感器网络的数据采集系统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；所述本地中央监控系统与所述基于无线传感器网络的数据采集系统双向通信，用于运行大气污染监测系统管理软件，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系统并接收本地中央监控系统发来的报警信号；所述基于无线传感器网络的数据采集系统包括数据采集单元、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S_I、S_J读数行为的相似度Sim(x_I(t),x_J(t))，其中x_I(t)表示传感器S_I在时间t时的传感读数，x_J(t)表示传感器S_J在时间t时的传感读数；2)定义传感器S_I、S_J的最初临时相似度为：K+1时刻的临时相似度为：式中，x_I(A+t)表示传感器S_I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S_I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S_I读取的数据与传感器S_I更具有相关性，计算传感器S_I的排序等级值Q_L(q,S_I)，计算公式为：式中，n(q,S_I)为在过去传感器S_I针对查询q对一些主题的事件查询数目，N(q,S_I)表示传感器S_I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S_I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S_I的邻居传感器集合，VDecision_J(I)表示邻居传感器S_J对传感器S_I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，VDecision_J(I)＝1，投票决定为消极时，VDecision_J(I)＝0；P_I>0时，表示传感器S_I的当前读数为正常读数，P_I<0时，表示传感器S_I的当前读数为错误读数。