1.基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)前端车载移动PM2.5环境检测器部署步骤:通过环境检测器安装在城市公交车辆顶部位置,采集5米以下的大气颗粒物浓度信息,车辆电源对环境检测器进行供电;
(2)前端车载移动PM2.5环境检测器数据检测步骤:包括气路模块、光电检测模块、前置放大器模块、A/D 转换模块、数据采集与处理模块、电压转换模块、CPU处理器以及GPRS无线数据传输模块部分;气路模块采集大气颗粒物PM2.5,光电检测模块进行数据采集,将光的变化转换成电量的变化,获取PM2.5颗粒浓度数据,输出电信号,电信号经过前置放大器放大后传输给A/D 转换模块,再由数据采集与处理模块将数据传输给CPU处理器,由CPU处理器进行PM2.5颗粒物检测,最终通过GPRS无线数据传输模块进行检测数据的传输,电压转换模块用于在检测的同时向光电检测模块、前置放大器以及A/D 转换模块提供电压;
其中,大气颗粒物PM2.5的计算步骤如下:
a、经过光电检测模块的大气颗粒物检测,检测数据形成反映颗粒物粒径的PWM波形,低电平波形宽度为10 ~ 90微秒,利用PWM波形获取相关参数,通过计算低电平的占空比,从而获取对应数值,T表示30秒内低电平累积时间,L表示通道的低电平脉冲占空比,存在:L= (T/30)×100,采用P表示测试的采样值,
b、当获取到的L < 0.08,则:
P = 0.1×L×100×10 (微克/立方米) ;
当0.08≤ L < 0.15,则:
P = (((L×100–8)/6.5 + 0.8))×10 (微克/立方米);
c、将光电检测模块其中1个通道设置为检测1微米以上的粒子值P1,另1个通道设置为检测2.5微米以上的粒子值P2,通过采集两个通道的采样值,采用下式计算最终的颗粒物PM2.5采样值PL:PL = P1 - P2
最终计算出大气中粒子直径小于或等于2.5微米的颗粒物含量;
(3)进行后端云存储与云处理步骤:包括接入服务器模块、处理服务器集群、存储服务器集群及网络服务器模块部分;经过GPRS无线数据传输模块进行数据的接收,数据经处理服务器集群进行计算、处理,处理的数据存储在存储服务器集群、最终通过网络服务器模块进行实时发布。
2.根据权利要求1所述的基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测方法,其特征在于:所述光电检测模块包括红外光学传感器和外围电路。
3.根据权利要求2所述的基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测方法,其特征在于:所述红外传感器由红外光源发射部分、加热器、散射光收集部分以及透镜四部分组成。
4.根据权利要求3所述的基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测方法,其特征在于:红外光学传感器内置加热器,上升气流使传感器外部空气进入传感器内部,传感器内部的空气经过检测通道,利用上述光线传导原理并通过光与透镜的组合来进行光信号的检测。
5.根据权利要求3或4所述的基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测方法,其特征在于:电压转换模块由运算放大器、电阻与电容组成,并且通过调节以改变红外光学传感器的供电电压,从而实现功率稳定与控制调节。
6.根据权利要求5所述的基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测方法,其特征在于:作为红外光学传感器5V、 12V和3.3V 的3种工作电压,5V与 12V电压由车辆供电系统直接提供,3.3V工作电压则由12V电压通过电压转换模块转换,为保证红外光学传感器的功率稳定,选择压控电流源为红外光学传感器供电,为防止电压突变等异常因素对红外光学传感器的二极管造成损害,作为红外光学传感器的保护电路,在压控电流源前增加二极管与电容,取R1=R2=R3=R4时,压控电流源工作电压Vo与系统给定输入电压Vi之间存在:Vo = Vi / R
通过调节R值以改变红外光学传感器供电电压,从而实现功率稳定与控制调节。
7.基于云处理车载移动大气颗粒污染物的环境检测系统,其特征在于:包括设置在车辆上的前端车载移动PM2.5环境检测器系统及设置在监测站的后端云存储与云处理系统;
其中,所述前端车载移动PM2.5环境检测器系统包括以下部分:
气路模块,用于采集大气颗粒物;
光电检测模块,作为检测系统的数据源,将光的变化转换成电量的变化;
前置放大器模块,将接收到的电信号放大;
A/D 转换模块、数据采集与处理模块以及CPU处理器,电信号经过前置放大器放大后传输给A/D 转换模块,再由数据采集与处理模块将数据传输给CPU处理器,由CPU处理器进行PM2.5颗粒物检测;
GPRS无线数据传输模块,对检测数据进行无线传输;
电压转换模块,电压转换模块在检测的同时向光电检测模块、前置放大器以及A/D 转换模块提供电压,并进行转换;
所述后端云存储与云处理系统包括以下部分:
接入服务器模块、处理服务器集群、存储服务器集群及网络服务器模块部分;经过GPRS无线数据传输模块进行数据的接收,数据经处理服务器集群进行计算、处理,处理的数据存储在存储服务器集群、最终通过网络服务器模块进行实时发布。