[发明专利]一种PM2.5浓度估算系统及方法

摘要

本发明属于空气检测领域，公开了一种PM2.5浓度估算方法及系统，设置有空气检测器；空气检测器包括内置检测模块、手机检测模块、与环境监测站连接的数据读取模块；内置检测模块包括电源模块、传感器模块、微控制器、第一显示模块、音频报警电路和报警器，微控制器与所述的空气净化单元连接，所述电源模块接收外部输入的电源电压并分别输出工作电压到微控制器和传感器模块，传感器连接所述微控制器，第一显示模块和音频报警电路分别连接所述微控制器，等等。本发明可以对PM2.5空气质量进行全面检测，通过空气净化单元对空气进行净化，通过蓝牙与手机APP绑定，收到空气质量报告，保证人们呼吸健康。

主权项

1.一种PM2.5浓度估算系统，其特征在于，所述的PM2.5浓度估算系统设置有空气检测器；所述的空气检测器包括内置检测模块、手机检测模块、与环境监测站连接的数据读取模块；所述的内置检测模块包括电源模块、传感器模块、微控制器、第一显示模块、音频报警电路和报警器，所述的微控制器与所述的空气净化单元连接，所述电源模块接收外部输入的电源电压并分别输出工作电压到微控制器和传感器模块，所述传感器连接所述微控制器，所述第一显示模块和音频报警电路分别连接所述微控制器，所述报警器连接音频报警电路，传感器模块用于检测环境空气质量并根据检测的空气质量结果输出对应的检测信号到微控制器，所述微控制器根据传感器模块的检测信号控制显示模块显示所检测到的空气质量并可在检测到的空气质量较差时控制音频报警电路及报警器进行报警；所述的手机检测模块包括与所述的空气净化单元连接的用于无线分享手机客户端数据的手机数据分享模块；所述的数据读取模块包括：网络数据下载模块，用于从运营商服务器下载被公钥加密后的网络鉴权数据和网络配置数据；密钥库，用于存储与所述运营商服务器的公钥相匹配的私钥；运营商数据库，用于存储网络鉴权数据和网络配置数据；分别与所述密钥库、所述运营商数据库和所述网络数据下载模块相连接的网络数据认证模块，用于获取所述密钥库中与所述公钥所对应的私钥，通过所述私钥对加密后的网络鉴权数据和网络配置数据进行解密，并对解密后的网络鉴权数据和网络配置数据进行认证，认证通过后将网络鉴权数据和网络配置数据存入所示运营商数据库中；所述的数据读取模块还包括：与所述运营商数据库相连接的鉴权模块，用于使用所述运营商数据库中的网络鉴权数据完成鉴权请求；与所述运营商数据库相连接的网络选择模块，用于通过设置所述网络鉴权数据和网络配置数据；分别与所述网络数据下载模块、所述鉴权模块和所述网络选择模块相连接的命令解释模块，用于解释来自所述移动终端的命令，并将解释后的命令发送至对应的功能模块内；与所述命令解释模块相连接的接口通信模块，用于与所述移动终端进行通信；所述传感器模块的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p‑1x*(t)；所述微控制器利用得到的传感器模块发送的信号对回波信号进行直达波及多径抑制，按以下进行：(1)对接收的传感器模块发送的信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，f_c表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后得到：构造n个信号的多径空间为：其中，Q为采样点数，K为最大时延，由最大探测距离R_max/c得到，其中x_reci(t)为参考信号，R_max为最大探测距离，c为光速；然后利用最小二乘法原理抑制直达波及其多径，将求min||S_sur‑X_ref·α||²转化为求得出：代入α_estim，解得：其中，S_sur为回波通道信号，α为自适应权值，α_estim为α的估计值，为X_ref的转置，S_other为回波通道中最终所剩的回波和噪声。