基于廉價(jià)傳感器的城市大氣顆粒污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng).pdf

1、空氣是我們共享的重要的生存資源，但是近年來某些區(qū)域的空氣質(zhì)量卻呈現(xiàn)出逐漸惡化的趨勢(shì)，尤其是對(duì)于一些發(fā)展中國家的超大型城市，如北京和新德里，空氣污染已經(jīng)成為這些城市一個(gè)很嚴(yán)重的問題。在空氣污染的眾多維度中，細(xì)粒度顆粒，尤其是 P M2.5近來越來越受到人們的關(guān)注，其中很重要的原因在于P M2.5在人們身體健康的直接影響，有研究資料表明 P M2.5粒子很容易被人體肺部器官吸收，長(zhǎng)時(shí)間的P M2.5環(huán)境會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)甚至血液系統(tǒng)疾病,P M

2、2.5相關(guān)的問題也是本文主要研究的內(nèi)容。
　　由于P M2.5的嚴(yán)重影響，引發(fā)了民眾想要時(shí)刻的知道自身周圍環(huán)境的空氣質(zhì)量指數(shù)，由此來做出相應(yīng)的防護(hù)措施。目前有很多的手機(jī)應(yīng)用，直接使用公共監(jiān)測(cè)站的數(shù)值提供給用戶，但是這些數(shù)值并不是用戶更加關(guān)心的當(dāng)前位置準(zhǔn)確的數(shù)值，因?yàn)橛脩艚^大部分時(shí)間所處場(chǎng)所的P M2.5的數(shù)值對(duì)其健康的影響才是用戶關(guān)注所在。同時(shí)，政府也意識(shí)到了更密集部署監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)可能會(huì)對(duì)“科技治霾”起到很大的幫助作用。

3、　　因此，本項(xiàng)目我們針對(duì)如何在控制成本保證精度的情況下進(jìn)行 P M2.5設(shè)備的大密度監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行了研究。我們提出了AirCloud系統(tǒng)，AirCloud采用了client-cloud架構(gòu)。硬件前端，我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了廉價(jià)聯(lián)網(wǎng)式的P M2.5監(jiān)測(cè)設(shè)備——基站式AQM和移動(dòng)式miniAQM。我們?cè)O(shè)計(jì)了其中的風(fēng)道和結(jié)構(gòu)，確?？梢詼?zhǔn)確一致的測(cè)到P M2.5的數(shù)值。云端我們?cè)O(shè)計(jì)了云端的數(shù)據(jù)校正處理框架，設(shè)備的數(shù)據(jù)將會(huì)得到實(shí)時(shí)校正。我們使用了5個(gè)月的實(shí)

4、驗(yàn)室數(shù)據(jù)和2個(gè)月的實(shí)際部署數(shù)據(jù)，對(duì)云端算法和整體系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試，經(jīng)過試驗(yàn)，我們的云端校正框架可以將傳感器的準(zhǔn)確率提高53.6％。通過這種校正處理，我們?cè)诮档颓岸擞布杀镜幕A(chǔ)上，保證了準(zhǔn)確率，使得大密度部署并保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性成了可能。
　　我們后續(xù)在北京海淀進(jìn)行了高密度的部署實(shí)驗(yàn)（200個(gè)基站式AQM設(shè)備）。我們對(duì)部署數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析并給出了一些有意義和初創(chuàng)的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)后續(xù) P M2.5在時(shí)空層面上傳播路徑還原，污染源