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申请/专利权人：山东嘉源检测技术股份有限公司

摘要：本发明涉及大气环境质量监测技术领域，具体公开了一种基于物联网的城市大气环境质量监测系统，包括区域划分模块、工业环境数据采集模块、环境数据预处理模块、工业环境数据分析模块、环境质量监测预警模块、环境数据综合分析模块、工业区环境质量评估模块，以及用户界面模块；本发明通过对工业区大气环境数据的采集并进行预处理，分析得到工业区污染物安全系数、工业区空气质量健康系数，以及工业环境质量系数，进而分析得到目标区域城市工业区环境质量综合评估指数，通过引入物联网技术和数据分析技术实现了无障碍通信和高速数据传输，也实现了对工业区大气环境质量的全面、实时、准确监测。

主权项：1.一种基于物联网的城市大气环境质量监测系统，其特征在于，包括：区域划分模块：用于将城市工业区确定为目标区域，按照等时间将目标区域划分为各监测子区域，并依次编号为1，2，...，i，...，n；工业环境数据采集模块：包括工业区污染物信息采集单元、工业区空气质量信息采集单元，以及工业环境质量信息采集单元，各采集单元用于采集各监测子区域的综合参数，并将采集到的综合参数传输至环境数据预处理模块；所述工业区污染物信息采集单元用于采集各监测子区域的工业区污染物参数包括工业区燃煤量、煤中含硫量、二氧化硫浓度、一氧化氮浓度，以及挥发性有机物浓度；所述工业区空气质量信息采集单元用于采集各监测子区域的工业区空气质量参数包括光照时长、光照强度、风速、大气温度、空气湿度，以及臭氧浓度；所述工业环境质量信息采集单元用于采集各监测子区域的工业环境质量参数包括工业区废水排放总时间、废水排放速率、PM2.5含量浓度、降雨量，以及微塑料颗粒物浓度；环境数据预处理模块：用于将所述工业环境数据采集模块采集的综合参数进行预处理，并将预处理后的数据传输至工业环境数据分析模块；工业环境数据分析模块：包括工业区污染物分析单元、工业区空气质量分析单元，以及工业环境质量分析单元，将所述环境数据预处理模块传输的数据导入对应的分析单元数学模型中，计算出各监测子区域的工业区污染物安全系数、工业区空气质量健康系数，以及工业环境质量系数，并将计算结果传输至环境质量监测预警模块；所述各监测子区域的工业区污染物安全系数的计算模型如下：，其中，PSCi表示为第i个监测子区域的工业区污染物安全系数，Aci表示为第i个监测子区域的工业区燃煤量，Sci表示为第i个监测子区域的煤中含硫量，SO2i表示为第i个监测子区域的二氧化硫浓度，SO20表示为预设的安全二氧化硫浓度，COi表示为第i个监测子区域的一氧化氮浓度，CO0表示为预设的安全一氧化氮浓度，VOCSi表示为第i个监测子区域的挥发性有机物浓度，VOCS0表示为预设的安全挥发性有机物浓度；所述各监测子区域的工业区空气质量健康系数的计算模型如下：，其中，QSCi表示为第i个监测子区域的工业区空气质量健康系数，Lti表示为第i个监测子区域的光照时长，LIi表示为第i个监测子区域的光照强度，Wvi表示为第i个监测子区域的风速，ATi表示为第i个监测子区域的大气温度，Ahi表示为第i个监测子区域的空气湿度，O3i表示为第i个监测子区域的臭氧浓度，O30表示为预设的臭氧浓度；所述各监测子区域的工业环境质量系数的计算步骤如下：步骤S01：计算工业区废水平均排放量，计算模型如下：，其中，WDVi表示为第i个监测子区域的工业区废水平均排放量，Wti表示为第i个监测子区域的工业区废水排放总时间，Evi表示为第i个监测子区域的废水排放速率；步骤S02：计算工业环境质量系数，计算模型如下：，其中，EQCi表示为第i个监测子区域的工业环境质量系数，PM2.5i表示为第i个监测子区域的PM2.5含量浓度，PM2.50表示为预设的安全PM2.5含量浓度，WDVi表示为第i个监测子区域的工业区废水平均排放量，Rai表示为第i个监测子区域的降雨量，MPci表示为第i个监测子区域的微塑料颗粒物浓度，MPc0表示为预设的安全微塑料颗粒物浓度；环境质量监测预警模块：用于将工业环境数据分析模块传输的数据与预设值对比判断是否出现异常，并对异常数据发出预警信号；所述环境质量监测预警模块将工业环境数据分析模块传输的数据与预设值对比判断的具体方式为：提取目标区域内各监测子区域的工业区污染物安全系数，得到目标区域内各监测子区域的工业区污染物安全变化波动系数公式：，其中，PSC表示为预设的工业区污染物安全阈值，若第i个监测子区域的工业区污染物安全系数小于预设的工业区污染物安全阈值，则判断工业区大气环境中工业污染物存在安全异常，将异常结果发送至管理人员，并发出预警信号，反之则表明工业区大气环境中工业污染物无安全异常提取目标区域内各监测子区域的工业区空气质量健康系数，得到目标区域内各监测子区域的工业区空气质量健康变化波动系数公式：，其中，QSC表示为预设的工业区空气质量健康阈值，若第i个监测子区域的工业区空气质量健康系数小于预设的工业区空气质量健康阈值，则判断工业区大气环境中空气质量存在安全异常，将异常结果发送至管理人员，并发出预警信号，反之则表明工业区大气环境中空气质量无安全异常；提取目标区域内各监测子区域的工业环境质量系数，得到目标区域内各监测子区域的工业环境质量变化波动系数公式：，其中，EQC表示为预设的工业环境质量安全阈值，若第i个监测子区域的工业环境质量系数小于预设的工业环境质量安全阈值，则判断工业环境质量存在安全异常，将异常结果发送至管理人员，并发出预警信号，反之则表明工业环境质量无安全异常；环境数据综合分析模块：根据环境质量监测预警模块对比判断后得到的数据，建立数学模型计算目标区域城市工业区环境质量综合评估指数，并传输至工业区环境质量评估模块；所述目标区域城市工业区环境质量综合评估指数计算模型如下：，其中，QCEI表示为目标区域城市工业区环境质量综合评估指数，PSCi表示为第i个监测子区域的工业区污染物安全系数，QSCi表示为第i个监测子区域的工业区空气质量健康系数，EQCi表示为第i个监测子区域的工业环境质量系数，k1、k2和k3表示常数；工业区环境质量评估模块：用于将所述环境数据综合分析模块计算得到的城市工业区环境质量综合评估指数与预设的质量评估指数阈值进行对比分析，得出判断结果，并将判断结果传输至用户界面模块；用户界面模块：用于接收环境质量分析数据和预警信息，通过用户界面直观展示，并为管理人员提供环境质量改善建议与安全警示。

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