(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210528068.1 (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 安徽理工大 学 地址 232001 安徽省淮南市山 南新区泰丰 大街168号 (72)发明人 杨振文　葛斌　 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01N 15/06(2006.01) G01N 33/00(2006.01) H04Q 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于树莓派的城市环境 监测系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于树莓派的城市环境监 测系统， 其特征在于， 包括： 温湿度传感器模块、 CO2监测传感器模块、 PM2.5监测传感器模块、 云 服务器、 树莓派主控板、 电源模 块、 GPS/北斗定位 模块、 数据采集模块、 数据传输模块、 IoT消息代 理模块、 树莓派子系统、 客户端子系统和服务器 子系统； 数据传输模块、 GPS/北斗定位模块、 IoT 消息代理模块、 温湿度传感器、 CO2监测传感器、 PM2.5监测传感器电源模 块分别与树莓派主控板 相连； 树莓派子系统将 采集到的信息通过MQTT传 输到服务器子系统上， 客户端子系统通过调用 API接口， 访问服务器子系统， 查看实时的城市环 境监测数据， 适用于各种城市环境， 以解决智能 城市环境监测系统不具有远程监控以及延迟高 的问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图7页 CN 114964363 A 2022.08.30 CN 114964363 A 1.一种基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， 包括： 温湿度传感器模块、 CO2监 测传感器模块、 PM2.5监测传感器模块、 云服务器、 树莓派主控板、 电源模块、 GPS/北斗定位 模块、 数据采集模块、 数据传输模块、 IoT消息代理模块、 树莓派子系统、 客户端子系统和服 务器子系统； 所述数据传输模 块、 GPS/北斗定位模 块、 IoT消息代理模 块、 温湿度传感器、 CO2监测传感 器、 PM2.5监测传感器电源 模块分别与树莓派主控板相连； 所述树莓派子系统将采集到的信息通过MQTT传输到服务器子系统上， 客户端子系统通 过调用API接口， 访问服 务器子系统， 查看实时的监测数据。 2.根据权利要求1所述的基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， 所述数据采集 模块、 GPS/北斗定位模块、 数据传输模块和IoT消息代理模块， 通过RS48 5接口的转换后将采 集到的城市大气中的相关要 素传送到主控板上进 行存储处理， 通过WiFi网络上传至 云平台 服务器。 3.根据权利要求1所述的基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， 所述系统中还 包括小程序模块， 所述小程序模块可以实时查看监测区域的环境信息， 也可查看所在区域 的监测设备。 4.根据权利要求1所述的基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， 所述树莓派主 控板采用Pizero w的系统。 5.根据权利要 求1所述的基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， CO2监测传感器 为JX‑CO2‑103‑20W。 6.根据权利要求3所述的基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， 树莓派子系统 将采集到的信息通过MQTT传输到服务器子系统上， 通过调用API接口， 访问服务器子系统， 查看实时的监测数据。 7.根据权利要求6所述的基于树莓派的城市环境监测系统， 其特征在于， 服务器子系统 提供MQTT协 议接收来自树莓派子系统的数据信息， 通过接收来自终端设备的数据服务和响 应小程序API接口 的调用， 完成数据传输 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114964363 A 2一种基于树莓派的城市环境 监测系统 技术领域 [0001]本发明涉及无线组网和物联 网技术领域， 尤其涉及一种基于树莓派的城市环境监 测系统。 背景技术 [0002]随着社会经济水平的高速发展， 所产生的各类有害物资通过多种方式进入环境 中， 长期共存于我们的生活中， 损害人体健康。 所以， 构建完备的城市环境监测系统的必不 可少的。 不同城市所面临的工业化污染大同小异， 由PM2.5引起的雾霾对人们的健康 危害尤 其严重。 因此， 如果能够对环境中的PM2.5浓度 实时监测， 可以让生活在不同区域民众做好 相应的防护举措， 从而减少对人体的危害。 [0003]现有的环境监测系统中存在站点建设成本高的问题， 我国各大高校和学术研究机 构已开始城市环 境监测系统。 在STM32的基础上研发了一套 大气环境监测系统， 其中将传感 器采集到的大气环境质量信息传送到用户监控设备上进行查看， 存在作用距离较近， 无法 满足远程监控的缺点。 本发明环境监测系统， 在树莓派的基础上设计了一种环 境监测系统， 被监测区域的环境状况通过传感器数据采集、 传输至云服务器， 用户使用微信小程序即可 查看监测数据。 解决了现有系统功耗大、 延时高的问题以及提供了可视化的数据图表。 发明内容 [0004]针对现有技术存在的不足， 本发明的目的是提供一种树莓派系统的智能城市环境 监测系统， 以解决智能城市环境 监测系统不具有远程 监控以及延迟高的问题。 [0005]为实现上述目的， 本发明提供了如下 方案： [0006]一种基于树莓派系统的城市环境监测系统， 其结构包括温湿度传感器模块、  CO2 监测传感器模块、 PM2.5监测传感器模块、 UART转485模块、 云服务器、 树莓派主控板、 电源模 块、 GPS/北斗定位模块、 数据传输模块、 IoT消息代理模块、 树莓派子系统、 客户端子系统和 服务器子系统。 [0007]所述树莓派主控板， 一种便携式微型电脑， 内嵌L inux系统， 可 执行多种编程语言。 [0008]所述数据传输模块、 GPS/北斗定位模块、 IoT消息代理模块、 温湿度传感器、 CO2监 测传感器、 PM2.5监测传感器电源 模块分别与树莓派主控板相连。 [0009]所述树莓派子系统将采集到的信息通过MQTT传输到服务器子系统上， 客户端子系 统通过调用API接口， 访问服 务器子系统， 查看实时的监测数据。 [0010]优选的， 所述树莓派子系统通过询问的方式获取传感器数据， 进行设备的初始化 设置， 包括传感器设置、 站点ID设置、 GPS设置以及WiFi网络连接设置。 当网络正常时， 正常 周期上传数据， 网络异常时， 则停止数据的上传， 同时进行网络的重新连接 。 [0011]优选的， 所述UART转485模块具有RS485总线接口与UART转换接口， 可进行数据转 换， 通过使用标准的Modbus协议接口实现控制器之间以及控制器与其他设备之间对等通 信， 完成有效的多路控制。说　明　书 1/3 页 3 CN 114964363 A 3