本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理領(lǐng)域，更具體地說，涉及基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)是一種集成了現(xiàn)代信息技術(shù)和環(huán)境監(jiān)測的創(chuàng)新系統(tǒng)。它利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)時(shí)地采集、存儲(chǔ)和分析分布在環(huán)境中的各種數(shù)據(jù)，如空氣質(zhì)量、水質(zhì)、氣象。通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算法，系統(tǒng)能夠從海量數(shù)據(jù)中挖掘出隱藏的模式、趨勢和異常情況。通過可視化界面，用戶直觀地監(jiān)測環(huán)境狀態(tài)，實(shí)時(shí)了解各種參數(shù)的變化。

2、此外，系統(tǒng)還能實(shí)施智能預(yù)警，一旦檢測到異常數(shù)據(jù)，就會(huì)及時(shí)向相關(guān)人員發(fā)送警報(bào)，以支持迅速的決策和應(yīng)對。為了保障數(shù)據(jù)的安全和隱私，系統(tǒng)采用了加密傳輸、權(quán)限控制措施，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。這一系統(tǒng)的應(yīng)用，將有助于更好地監(jiān)測、分析和管理環(huán)境數(shù)據(jù)，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

3、基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在歷史技術(shù)中存在不足，如數(shù)據(jù)處理速度慢、復(fù)雜數(shù)據(jù)分析難度大、隱私保護(hù)不足。傳統(tǒng)系統(tǒng)難以處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，分析效率低，難以提供實(shí)時(shí)決策支持。數(shù)據(jù)多樣性使復(fù)雜分析困難，可能忽略重要信息。此外，隱私和安全問題也受到關(guān)注，泄露隱私風(fēng)險(xiǎn)增加。歷史技術(shù)的不足使得系統(tǒng)難以充分發(fā)揮其潛力，需要新技術(shù)來克服這些問題，提高數(shù)據(jù)處理效率、分析精度和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)提出的問題：

2、基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在歷史技術(shù)中存在不足，如數(shù)據(jù)處理速度慢、復(fù)雜數(shù)據(jù)分析難度大、隱私保護(hù)不足。傳統(tǒng)系統(tǒng)難以處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，分析效率低，難以提供實(shí)時(shí)決策支持。數(shù)據(jù)多樣性使復(fù)雜分析困難，可能忽略重要信息。此外，隱私和安全問題也受到關(guān)注，泄露隱私風(fēng)險(xiǎn)增加。歷史技術(shù)的不足使得系統(tǒng)難以充分發(fā)揮其潛力，需要新技術(shù)來克服這些問題，提高數(shù)據(jù)處理效率、分析精度和安全性。

3、技術(shù)方案：

4、基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析與挖掘模塊、可視化與報(bào)告模塊、告警與預(yù)警模塊、設(shè)備管理模塊、數(shù)據(jù)安全與隱私模塊；

5、所述數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)從環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和傳感器中收集原始數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊中進(jìn)行保存；

6、對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行包括清洗、去噪和歸一化的預(yù)處理操作，獲得初步處理數(shù)據(jù)；

7、將所述初步處理數(shù)據(jù)送入所述數(shù)據(jù)分析與挖掘模塊，檢測所述初步處理數(shù)據(jù)中的模式、趨勢和異常情況，獲得分析數(shù)據(jù)；

8、所述數(shù)據(jù)分析與挖掘模塊得到的所述分析數(shù)據(jù)通過所述可視化與報(bào)告模塊以圖表、圖形和儀表盤的形式展示給用戶；

9、基于所述分析數(shù)據(jù)的結(jié)果，所述告警與預(yù)警模塊設(shè)置警報(bào)閾值，當(dāng)檢測到異常和超過預(yù)定閾值的情況時(shí)，觸發(fā)警報(bào)，通知用戶；

10、所述設(shè)備管理模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)和維護(hù)計(jì)劃；

11、所述性能監(jiān)控與優(yōu)化模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，提供監(jiān)測數(shù)據(jù)；

12、所述數(shù)據(jù)安全與隱私模塊確保所述分析數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)得到妥善的保護(hù)，防止重要數(shù)據(jù)泄露和遭遇未授權(quán)訪問；

13、優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)從所述環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和所述傳感器中收集所述原始數(shù)據(jù)；

14、所述傳感器包括如空氣質(zhì)量傳感器、溫濕度傳感器、噪聲傳感器；

15、在所述傳感器中設(shè)置數(shù)據(jù)采集的頻率，監(jiān)測輸出的所述原始數(shù)據(jù)質(zhì)量，檢測異常和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；

16、對所述傳感器進(jìn)行定期校準(zhǔn)和校驗(yàn)；

17、實(shí)時(shí)收集包括空氣中的各種化學(xué)物質(zhì)濃度、溫度、濕度、光照強(qiáng)度的數(shù)據(jù)；

18、在進(jìn)行所述原始數(shù)據(jù)采集時(shí)，同時(shí)進(jìn)行壓縮和優(yōu)化，將所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化操作；

19、實(shí)時(shí)監(jiān)測所述傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)故障和連接中斷后觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警通知；

20、優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)將所述原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒敕?wù)器，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；

21、在所述數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊預(yù)先配置包括傳輸協(xié)議、頻率、數(shù)據(jù)包大小的方式和參數(shù)；

22、采用加密和安全協(xié)議，在所述數(shù)據(jù)傳輸過程中，使用緩沖和排隊(duì)機(jī)制，處理突發(fā)情況；

23、將所述原始數(shù)據(jù)以流式傳輸?shù)姆绞絺魉偷剿鰯?shù)據(jù)庫進(jìn)行保存，對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)和歸檔，制定所述原始數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)策略；

24、優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析與挖掘模塊從收集的所述原始數(shù)據(jù)中提取信息、模式和趨勢；

25、對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去噪和去除異常值操作，選擇和提取與分析目標(biāo)相關(guān)的特征，獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

26、對所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化和統(tǒng)計(jì)分析，分析所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分布、關(guān)系和趨勢，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，獲得分析數(shù)據(jù)；

27、使用聚類和分類算法，將所述分析數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和分類，識(shí)別不同的環(huán)境模式和類別，通過檢測分析所述分析數(shù)據(jù)中的異常值，發(fā)現(xiàn)問題和異常情況，觸發(fā)所述告警與預(yù)警模塊的預(yù)警機(jī)制；

28、優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述可視化與報(bào)告模塊負(fù)責(zé)將所述分析數(shù)據(jù)的分析結(jié)果以可視化的方式展示給用戶；

29、所述可視化與報(bào)告模塊提供界面篩選和交互功能，生成定制化的報(bào)告，所述報(bào)告內(nèi)容包括圖表、數(shù)據(jù)摘要和所述分析結(jié)果；

30、優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述告警與預(yù)警模塊檢負(fù)責(zé)監(jiān)測所述分析數(shù)據(jù)中的異常情況和超過預(yù)定閾值的事件，及時(shí)通知用戶采取行動(dòng)；

31、在所述告警與預(yù)警模塊中預(yù)設(shè)包括空氣質(zhì)量指數(shù)、溫度、濕度方面環(huán)境參數(shù)的閾值；

32、將所述分析數(shù)據(jù)中的環(huán)境參數(shù)與預(yù)設(shè)的所述環(huán)境參數(shù)閾值進(jìn)行比較，檢測是否超出所述閾值范圍；

33、當(dāng)所述分析數(shù)據(jù)超出閾值范圍，所述告警與預(yù)警模塊將所述分析數(shù)據(jù)標(biāo)記為異常數(shù)據(jù)；

34、檢測到所述異常數(shù)據(jù)，所述告警與預(yù)警模塊觸發(fā)警報(bào)，通過短信、電子郵件、移動(dòng)應(yīng)用通知用戶；

35、記錄所有觸發(fā)的告警，將包括時(shí)間、觸發(fā)條件、通知方式信息儲(chǔ)存為告警數(shù)據(jù)；

36、優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備管理模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測和維護(hù)所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)，檢測和維修出現(xiàn)的故障；

37、所述設(shè)備管理模塊負(fù)責(zé)制定所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)設(shè)備的定期維護(hù)計(jì)劃，提供能夠遠(yuǎn)程控制和設(shè)置遠(yuǎn)程開關(guān)、參數(shù)調(diào)整所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)設(shè)備的功能；

38、定期更新所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)設(shè)備的固件版本和傳感器校準(zhǔn)的信息；

39、所述設(shè)備管理模塊監(jiān)測所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)設(shè)備生成的工作溫度和電池狀態(tài)數(shù)據(jù)；

40、記錄所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備的操作歷史、維護(hù)記錄、故障處理信息；

41、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)安全與隱私模塊確保所述基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)、傳輸和處理過程中的安全性和隱私保護(hù)；

42、對所述數(shù)據(jù)庫進(jìn)行加密，在所述數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊進(jìn)行所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中使用加密協(xié)議，所述加密協(xié)議選擇ssl/tls協(xié)議進(jìn)行加密數(shù)據(jù)傳輸，通過訪問控制策略管理用戶權(quán)限；

43、實(shí)時(shí)監(jiān)控所述數(shù)據(jù)庫的訪問和操作記錄，記錄用戶的操作行為。

44、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

45、(1)本發(fā)明利用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能夠更快速地處理大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和挖掘；

46、(2)本發(fā)明采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法，能夠更準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值的信息、模式和異常，為決策提供更可靠的依據(jù)；

47、(3)本發(fā)明的可視化界面和智能預(yù)警系統(tǒng)使用戶能夠及時(shí)了解環(huán)境狀況，快速做出決策和應(yīng)對異常情況；

48、(4)本發(fā)明充分考慮數(shù)據(jù)安全與隱私，采用加密傳輸、權(quán)限控制措施，確保敏感數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)訪問；

49、(5)本發(fā)明提供直觀的可視化界面，使用戶無需深入了解技術(shù)細(xì)節(jié)，即可輕松使用和理解數(shù)據(jù)分析結(jié)果；

50、(6)本發(fā)明設(shè)計(jì)靈活，能夠根據(jù)不同需求進(jìn)行定制和擴(kuò)展，適應(yīng)不同規(guī)模和類型的環(huán)境監(jiān)測需求。