监测用户吸入空气颗粒物的方法和网络应用设备技术领域
本发明涉及环保和个人健康网络应用领域，尤其涉及一种监测用户吸
入环境空气颗粒物的方法和相关网络应用系统和设备。
背景技术
当前用于环境空气颗粒物的监测方法和系统主要针对各城市的平均
大气污染水平进行监测，这种监测只能反映城市的总体空气情况，而不能
反映个人吸入空气中颗粒物(如PM10、PM2.5等)含量的地域和个体差
异，更不能及时反映个人的实时吸入环境颗粒物的情况。
现在各地有大气污染监测部门定期发布大气污染数据，也有具备数据
接口的大气污染数据发布网站。这些发布的数据主要记录的是当地室外环
境状态下的平均大气污染水平。因此这样的计量方式较适合人群的平均值，
但具体到人群个体则有不少偏差。一是人群个体活动的特定环境不同时，
其对污染物的吸入量会有所不同。例如某个体大多工作时间均处在室内，
其吸入量远小于同样在大多时间在室外工作的个体；或者有个体每天有较
大室外运动量时，其吸入量应远高于静止的个体。二是在同一城市，在不
同区域范围内由于汽车排放等不同，其污染物浓度在同一时间会有很大不
同甚至有倍数差别。三是在时间分布上，在同一区域中一年四季不同的时
间，空气污染最好有优，也有最差严重污染，其相对应的PM2.5浓度差别
也极大。总的来说，针对生活在同一城市人群里的个体，在何时处于何种
区域，每天的工作活动环境如何、状态如何，将会导致其每天乃至每月每
年的暴露量有非常明显的个体差别，但目前尚无较成熟与精确的方法来长
期监测和记录单独个体的暴露量。
为了得到用户个体的吸入空气中颗粒物的含量，现有技术中采用随身
佩戴的个体采样器，将空气中污染物收集到个体采样器的滤膜上，并通过
专业的化学仪器对滤膜上手机的污染物进行分析。目前这种分析方案的不
足是：1)个体采样器相对比较沉重(重量达到公斤级别)，不便于用户长
期携带，特别是进行体育运动时尤其不便；2)这种随身收集污染物，后
续通过化学仪器进行分析，不仅操作繁琐，而且成本相对较高；3)这种
对空气中污染物的收集通常是一次性的，收集的时间较短(一般为几个小
时或几天)，不利于对个体吸入空气中颗粒物的含量进行长期的监测。
本领域还需要一种方便可行的全天候长时间监测人体吸入环境空气
颗粒物种类和剂量的方法和系统。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种实时的、便捷的、针对性强的、对不同
用户吸入空气颗粒物的含量进行监测的方法和系统。
根据本申请的一个实施例，提供了一种监测用户吸入空气颗粒物的方
法，包括：
采集用户的当前地理位置；
基于所述当前地理位置，获取与当前地理位置对应的特定时间空气中
颗粒物的组分和浓度；
获取所述用户的当前运动状态；
基于所述当前运动状态和所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物
的组分和浓度，计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的组分
和剂量。
由于处在不同地区、不同运动状态下的用户，其吸入空气中颗粒物的
组分和剂量(如颗粒物组分、颗粒物剂量等)相对而言是有区别的。例如，
处在灰霾天气的北京进行大量运动(如跑步)的用户A比处在空气良好的
三亚坐在书店看书的用户B，由于空气质量的差异、不同运动所导致的肺
通气量的差异，两者吸入空气中颗粒物的组分与剂量显然是存在差别的。
而本申请的上述实施例可以根据用户的不同地理位置、不同运动状态进行
综合分析，从而准确地测量为处在不同地理位置、不同运动状态的用户在
特定时间区间内吸入所述大气颗粒物的组分和剂量。
根据本申请的一个优选实施例，所述基于所述当前地理位置，获取与
当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度的步骤包括：
基于所述当前地理位置，判断所述当前地理位置的用户位于室内还是
室外；
基于所述判断，从数据源获取与当前地理位置对应的空气中颗粒物的
组分和浓度。
由于处在室内环境的用户相对于处在室外环境的用户，其吸入空气中
颗粒物的浓度和组成有可能存在差异，而本申请优选的实施例可以根据对
用户所处的环境是室外还是室内的判断，从而基于不同的实际情况，从对
应的组分和剂量源获取与该环境相对应的空气中颗粒物的浓度，在此基础
上为不同用户提供更准确地其在特定时间区间内吸入所述颗粒物的组分
和剂量。
根据本申请的一个优选实施例，其中所述基于所述判断，从特定的数
据源获取与当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度的
步骤包括：
如果基于所述判断得到当前地理位置的用户位于室内，搜索所述室内
是否存在可连接的用于检测空气中颗粒物组分和浓度的设备，
如果存在，则从所述设备获取与当前地理位置对应的特定时间空气中
颗粒物的组分和浓度；
如果不存在，则向特定远程服务器发出获取与当前地理位置对应的特
定时间空气中颗粒物的组分和浓度的请求并接收从特定远程服务器返回
的所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的组分和浓度。
根据本申请的一个实施例，其中所述基于所述当前运动状态和所述与
当前地理位置对应的空气中颗粒物的组分和浓度，计算特定时间区间内用
户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量的步骤包括：
基于所述当前运动状态，得到所述用户在当前运动状态下的单位时间
通气量；
基于所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度和所述用户在
当前运动状态下的单位时间通气量，计算特定时间区间内所述用户累计吸
入所述颗粒物的剂量。
根据本申请的一个实施例，本发明的上述方法还包括：
获取所述用户的生理状态的步骤；以及
其中所述基于所述当前运动状态和所述与当前地理位置对应的空气
中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的数
据组分和剂量的步骤包括：
基于所述当前运动状态和所述用户的生理状态，得到所述用户在当前
运动状态下的单位时间通气量和所述与当前地理位置对应的空气中颗粒
物的浓度，计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的数据组分
和剂量。
根据本申请的一个实施例，本发明的上述方法还包括：
提供与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议，
优选的，所述建议由远程服务器推送。
根据本申请的一个实施例，提供了一种推送用户吸入空气颗粒物的组
分和剂量的方法，包括：
接收来自客户端装置发送的获取与特定地理位置对应的特定时间空
气中颗粒物的组分和浓度的请求；
基于所述请求，将与所述特定地理位置对应的特定时间空气中颗粒物
的组分和浓度发送至所述客户端装置。
根据本申请的一个实施例，上述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂
量的方法还包括：
获取来自客户端装置的特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒
物的剂量。
根据本申请的一个实施例，上述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂
量的方法还包括：
推送与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议至客
户端装置。
根据本申请的一个实施例，提供了一种监测用户吸入空气颗粒物的客
户端装置，包括：
地理位置采集单元，用于采集用户的当前地理位置；
颗粒物组分和浓度获取单元：用于基于所述当前地理位置，获取与当
前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度；
运动状态获取单元，用于获取所述用户的当前运动状态；
吸入颗粒物组分和剂量计算单元，用于基于所述当前运动状态和所述
与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所述用
户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量。
根据本申请的一个实施例，提供了一种推送用户吸入空气颗粒物的组
分和剂量的服务器，包括：
请求接收单元，用于接收来自客户端装置发送的获取与特定地理位置
对应的特定时间空气中颗粒物的浓度的请求；
发送单元，用于基于所述请求，将与所述特定地理位置对应的特定时
间空气中颗粒物的浓度发送至所述客户端装置。
根据本申请的一个实施例，所述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂
量的服务器还包括：
建议推送单元(图中未示出)，推送与所述用户累计吸入所述颗粒物
的组分和剂量对应的建议至客户端装置。
本发明还提供了一种便携式终端(例如智能手机或智能平板电脑)，
其具有一个或多个前述客户端装置中定义的以下单元：
(1)地理位置采集单元，用于采集用户的当前地理位置；
(2)颗粒物组分和浓度获取单元，用于基于所述当前地理位置，获取与
当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度；
(3)运动状态获取单元，用于获取所述用户的当前运动状态；
(4)吸入颗粒物组分和剂量计算单元，用于基于所述当前运动状态和所
述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所述
用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量；
(5)生理状态获取单元，用于获取所述用户的生理状态；
(6)提供建议单元，用于提供与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和
剂量对应的建议；
(7)建议接收单元，用于接收来自特定远程服务器推送的与所述用户累
计吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议；
(8)呈现单元，用于呈现所述特定时间区间内累计所述用户吸入所述颗
粒物的组分和剂量，和/或与所述用户吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的
建议。
根据本申请的一个实施例，还提供了两种可选的硬件(或称“便携式
客户端设备”)：
-智能手环，可以在用户不便携带手机的时候(比如参加足球比赛)，
跟踪记录用户的地理位置和运动状态。
-室内空气污染物浓度检测仪器，可以直接检测用户所处室内空间的空
气污染物浓度，而不是使用当地和当时的室外污染物浓度进行估算。因此，
使用这个可选硬件，在某些情形下(比如室内使用了空气净化装置)，可
以更准确的获取用户所处室内的空气污染物浓度信息。
本实施例提供的客户端装置特别适用于本发明前述的监测用户吸入
空气颗粒物的方法和监测用户吸入空气颗粒物的客户端装置，针对用户吸
入颗粒物的组分和剂量，既可以进行短期监测，也可以进行长期监测，灵
活性高。
并且，本实施例提供的客户端装置可以通过与提供各个地点的空气中
颗粒物浓度的服务器进行通信，实时或定期获得各个地点的颗粒物浓度组
分和剂量。
并且，本实施例提供的客户端装置可以与智能手环通信，从而获得用
户更精确的地理位置、运动状态等，从而为用户提供更准确的其在特定时
间特定地理位置吸入空气中颗粒物浓度的相关组分和剂量。
并且，本实施例提供的客户端装置可以与位于室内的、用于检测室内
颗粒物的浓度的检测设备通信，从而及时获得室内的空气颗粒物浓度，为
室内用户提供更准确的吸入空气中颗粒物浓度的相关组分和剂量。
并且，本实施例提供的客户端装置在未能成功与所述位于室内的、用
于检测室内颗粒物的浓度的检测设备进行通信的情况下，将基于当地和当
时的室外空气污染物浓度来估算用户所处室内的污染物浓度。
本领域普通技术人员将了解，虽然下面的详细说明将参考图示实施例、
附图进行，但本发明并不仅限于这些实施例。而是，本发明的范围是广泛
的，且意在仅通过后附的权利要求限定本发明的范围。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本
发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为根据本发明一个优选实施例的监测用户吸入空气颗粒物的方法
的流程图；
图2为根据本发明一个优选实施例的针对图1中步骤S102的方法流
程图；
图3为根据本发明一个优选实施例的针对图2中步骤S202的方法流
程图；
图4为根据本发明一个优选实施例的针对图1中步骤S104的方法流
程图；
图5为根据本发明另一个实施例的推送用户吸入空气颗粒物的组分和
剂量的方法的流程图；
图6为根据本发明一个实施例的监测用户吸入空气颗粒物的客户端装
置的框图；
图7为根据本发明一个实施例的针对图6中的颗粒物组分和浓度获取
单元602所包括的各模块的框图；
图8为根据本发明一个实施例的针对图6中的吸入颗粒物组分和剂量
计算单元604所包括的各模块的框图；
图9为根据本申请一个实施例的推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂
量的服务器的框图；
图10示出了根据本申请一个优选实施例的客户端装置、服务器、智
能手环以及用于检测室内颗粒物的浓度的检测设备的通信连接框图；
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施
例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成
顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。
此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被
终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于
方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
在上下文中所称“计算机设备”，也称为“电脑”，是指可以通过运
行预定程序或指令来执行数值计算和/或逻辑计算等预定处理过程的智能
电子设备，其可以包括处理器与存储器，由处理器执行在存储器中预存的
存续指令来执行预定处理过程，或是由ASIC、FPGA、DSP等硬件执行预
定处理过程，或是由上述二者组合来实现。计算机设备包括但不限于服务
器、个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。
后面所讨论的方法(其中一些通过流程图示出)可以通过硬件、软件、
固件、中间件、微代码、硬件描述语言或者其任意组合来实施。当用软件、
固件、中间件或微代码来实施时，用以实施必要任务的程序代码或代码段
可以被存储在机器或计算机可读介质(比如存储介质)中。(一个或多个)
处理器可以实施必要的任务。
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述
本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体
实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目
的任意和所有组合。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性
实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、
“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”
和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的
存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单
元、组件和/或其组合。
还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按
照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，
相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的
顺序来执行。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
根据本发明的一个方面，提供了一种监测用户吸入空气颗粒物的方法。
其中所述监测可以指短时间的监测，如几分钟、几个小时、几天等，
也可以指长时间的监测，如一个星期、几个月、几年等。
其中，所述颗粒物包括但不限于空气中的烟尘、可吸入颗粒物(如
PM10)、细颗粒物(如PM2.5)等物质。
在一个实施例中，所述方法可以通过客户端装置来实现。客户端可以
以应用程序(app)的方式安装在客户端装置上，所述客户端装置包括但
不限于智能手机、平板电脑、智能手环等。
需要说明的是，所述客户端装置仅为举例，其他现有的或今后可能出
现的客户端装置如果适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并
以引用方式包含于此。
请参考图1，图1为根据本发明一个优选实施例的监测用户吸入空气
颗粒物的方法的流程图。
如图1所示，所述监测用户吸入空气颗粒物的方法包括：
步骤S101，采集用户的当前地理位置。
在一个实施例中，所述采集可以通过客户端装置直接采集，例如通过
客户端装置上的定位应用(如GPS、北斗等应用)来获得用户的当前地理
位置。
在另一个实施例中，所述采集也可以包括通过蓝牙、wifi等数据传输
方式从已采集地理位置信息的其他电子设备上间接获取，其中所述其他电
子设备例如为智能手表、智能手环等，例如客户端装置通过蓝牙的数据传
输方式从已采集用户的当前地理位置的智能手环上间接获取所述用户的
当前地理位置。
其中所述采集可以是定期进行的，例如每隔5分钟，也可以是实时进
行的，在此对采集的时间方式不作限定。
所述地理位置在本实施例中优选为精确地理位置或精确地理坐标，其
中精确地理位置例如为，X城市X区X街道X栋楼。
需要说明的是，由于用户的当前地理位置属于用户的个人隐私，因此，
为了保护用户的权益，本申请实施例在采集之前或采集的过程中通过向用
户发出例如“是否同意采集您的当前地理位置”的提示，以在用户同意的
情况下，对其当前地理位置进行采集，如果用户不同意，则不会对其当前
地理位置进行采集。
在用户不同意采集其当前地理位置的情况下，则可以通过接收用户输
入的任意地理位置来完成采集，即在这种情况下，将用户输入的任意地理
位置视为本实施例中用户的当前地理位置。
步骤S102，基于所述当前地理位置，获取与当前地理位置对应的特定
时间空气中颗粒物的组分和浓度。
所述特定时间主要指特定的某个时间点，如X年X月X日X点X分
X秒。
通常，不同地理位置特定时间空气中颗粒物的浓度是不同的，例如北
京和三亚在同一时间空气中PM2.5的浓度可以是不同的，又如中关村某写
字楼内和中关村露天的某街道上在同一时间空气中PM2.5的浓度可以是
不同的，再如北京不同时间的空气中颗粒物的浓度也可以是不同的。
为了更准确地获取与当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的
组分和浓度，可选地，请参考图2，所述步骤S102包括：
步骤S201，基于所述当前地理位置，判断所述当前地理位置的用户位
于室内还是室外。
例如，客户端装置在室外接收GPS信号的强度相对于室内高，因此，
可以根据客户端装置在当前地理位置接收信号的强弱来判断所述用户位
于室内还是室外。
当然，上述判断当前地理位置的用户位于室内还是室外的方法仅是示
例，其他现有的或今后可能出现的其他判断方法如果适用于本发明，也应
包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
步骤S202，基于所述判断，从数据源获取与当前地理位置对应的特定
时间空气中颗粒物的组分和浓度。
其中所述数据源可以包括但不限于提供空气中颗粒物浓度的任何检
测设备、服务器等。
以所述数据源为服务器示例，例如在某城市的不同区分布5台用于提
供空气中颗粒物浓度的子服务器，当判断所述用户的当前地理位置位于某
城市室外的某个特定区，则可以从该城市某个特定区分布的子服务器中获
取所述用户的当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的浓度。
可选地，请参考图3，上文中所述基于所述判断，从特定的数据源获
取与当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度的步骤
S202包括：
步骤S301，如果基于所述判断得到当前地理位置的用户位于室内，搜
索所述室内是否存在可连接的用于检测空气中颗粒物组分和浓度的设备。
其中所述搜索可以基于例如wifi、蓝牙配对等通信方式进行搜索。
所述用于检测空气中颗粒物浓度的设备可以包括任何空气质量检测
仪。
其中所述搜索所述室内是否存在可连接的用于检测空气中颗粒物组
分和浓度的设备可以对应于以下任一场景：
在一个场景中，所述室内存在用于检测空气中组分和颗粒物浓度的设
备，但是由于通信信号的不佳或/和客户端装置与该设备不能成功进行蓝牙
配对等，因而所述客户端装置不能成功搜索到室内存在可连接的用于检测
空气中颗粒物组分和浓度的设备；
在另一个场景中，所述室内本身不存在用于检测空气中颗粒物组分和
浓度的设备，当然地，所述客户端装置不能搜索到室内存在可连接的用于
检测空气中颗粒物组分和浓度的设备。
当然，上述两个场景仅是示例，不是意在限定，其他可能的场景如可
适用本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
步骤S302，如果存在，则从所述设备获取与当前地理位置对应的特定
时间空气中颗粒物的组分和浓度。
具体地，如果搜索到所述室内存在可连接的用于检测空气中颗粒物组
分和浓度的设备，则客户端装置可以通过与所述设备进行通信(如基于
wifi、蓝牙等通信方式进行通信)，从所述设备获取与当前地理位置对应
的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度。
步骤S303，如果不存在，则向特定远程服务器发出获取与当前地理位
置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度的请求并接收从特定远程
服务器返回的所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的组分和浓度。
具体地，如果搜索的结果是到所述室内不存在可连接的用于检测空气
中颗粒物组分和浓度的设备，也即，如果客户端装置不能成功搜索到室内
存在可连接的用于检测空气中颗粒物浓度的设备或/和所述室内本身不存
在用于检测空气中颗粒物组分和浓度的设备，则客户端装置可以向特定远
程服务器发出获取与当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分
和浓度的请求，并接收从特定远程服务器返回的所述与当前地理位置对应
的特定时间空气中组分和颗粒物的浓度。
其中所述特定远程服务器可以指专门用于提供各地理位置或特定地
理位置对应的空气中颗粒物的组分和浓度的服务器。这些服务器提供的数
据来源包括但不限于:比如，我国各个城市，各个地理坐标的污染物浓度
数据可以来自互联网上的公共数据(比如中国环境保护部向公众发布的大
气污染物浓度数据)；也可以来自如本专利方法中用于检测空气中颗粒物
浓度的设备测量产生和上传的数据。
其中所述客户端装置可以基于诸如wifi、3G等通信方式向特定远程服
务器发出请求。
继续参考图1，步骤S103，获取所述用户的当前运动状态。
其中，所述运动状态可以包括但不限于步行、骑自行车、跑步等状态，
在一种实施例中，可以将静止看作特殊情况的运动状态。
其中步骤S103可以通过客户端装置上的运动传感器等电子类传感器
来实现，其中所述运动传感器例如为三轴重力加速度传感器等。
继续参考图1，步骤S104，基于所述当前运动状态和所述与当前地理
位置对应的空气中颗粒物的组分和浓度，计算特定时间区间内所述用户累
计吸入所述颗粒物的组分和剂量。
其中所述特定时间区间可以指从某个特定时间点到另一个特定时间
点，如从X年X月X日X时X分到X年X月X日X时Y(Y的值大于
X)分的一段时间。
其中所述颗粒物的组分，比如硝酸盐，炭黑，二次气溶胶等。
具体地，请参考图4，所述步骤S104可以包括：
步骤S401，基于所述当前运动状态，得到所述用户在当前运动状态下
的单位时间通气量。
其中所述单位时间通气量可以以升/分(L/min)为计量单位，也可以
采用其它计量单位。
通常，用户在不同的运动状态下单位时间通气量是不同的，另外，不
同性别、不同年龄的用户在同一运动状态下单位时间通气量也是不同的。
以不同的运动状态下用户单位时间通气量的不同为例，步行状态下用
户单位时间通气量通常是静止状态下的2.1倍，骑自行车状态下用户单位
时间通气量通常也是静止状态下的2.1倍，而跑步状态下用户单位时间通
气量是静止状态下的6倍。
以不同的性别的用户单位时间通气量的不同为例，男性用户通常单位
时间通气量是6.6L/min，而女性用户通常单位时间通气量是6.0L/min。
因此，需要根据用户的自身情况，采用不同的计算标准来得到当前用
户在当前运动状态下的单位时间通气量。
步骤S402，基于所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度和所
述用户在当前运动状态下的单位时间通气量，计算特定时间区间内所述用
户累计吸入所述颗粒物的剂量。
在其中一个实施例中，所述步骤S402包括：
(1)计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物的剂
量，公式如下：
It＝Vt×Ct
其中，It表示所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物的
剂量，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时间通气量，Ct表示t时
刻当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度；
和/或
(2)计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量，公
式如下：
其中，I表示特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量，
t0～t1表示特定时间区间，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时间通
气量，Ct表示t时刻当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度。
在其中一个实施例中，本发明可以检测空气颗粒物某个特定组分的累
积吸入量，则上文中计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗
粒物的剂量包括：
(1)计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物中特
定组分的剂量，公式如下：
Ik，t＝Vt×Ck，t
其中，Ik，t表示所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物中
组分k的剂量，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时间通气量，Ck，t
表示t时刻当前地理位置对应的空气中所述颗粒物中组分k的浓度；
和/或
(2)计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物中特定组分
的剂量：
其中，Ik表示特定时间区间内所述用户吸入所述颗粒物中组分k的剂
量，t0～t1表示特定时间区间，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时
间通气量，Ck，t表示t时刻当前地理位置对应的空气中颗粒物中组分k的浓
度。
当然，上文所示例的计算过程仅是举例，并不意在限定，其他计算方
法如可适用本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含
于此。
可选地，为了更准确地根据不同用户的不同生理状态来计算特定时间
区间内所述用户吸入所述颗粒物的组分和剂量，本申请所述监测用户吸入
空气颗粒物的方法还包括：
-获取所述用户的生理状态的步骤；以及
其中所述基于所述当前运动状态和所述与当前地理位置对应的空气
中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的数
据组分和剂量的步骤包括：
-基于所述当前运动状态和所述用户的生理状态，得到所述用户在当前
运动状态下的单位时间通气量和所述与当前地理位置对应的空气中颗粒
物的浓度，计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的数据组分
和剂量。
具体地，所述生理状态包括但不限于心率、体温等数据，所述生理状
态可以通过客户端装置直接采集获取，例如接收用户手动输入的心率数据，
也可以包括通过蓝牙、wifi等数据传输方式从已采集用户生理状态的其他
电子设备上间接获取，其中所述其他电子设备例如为智能手表、智能手环
等。
所述计算特定时间区间内所述用户吸入所述颗粒物的组分和剂量的
计算过程可以参考上文，先计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入
所述颗粒物的剂量，然后计算特定时间区间内(例如t0～t1内)所述用户累
计吸入所述颗粒物的剂量。
上文在计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物的
剂量的过程中，可以根据所述用户的生理状态(如心率)、运动状态的不
同，采用不同的计算标准来得到当前用户在当前运动状态下的单位时间通
气量，进而得到所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物的剂
量。
以不同的心率下用户单位时间通气量的不同为例，激烈运动(例如踢球)
时用户心率通常为静止状态下的约2.5倍，普通运动状态(例如散步)下用
户用户心率通常为静止状态下的约1.5倍，用户单位时间通气量与心率成
正比。
在本发明的其中一个实施例中，为了针对性地给用户提供与自身吸入
颗粒物相关的建议，本发明所述监测用户吸入空气颗粒物的方法还包括：
-由客户端或远程服务器提供与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分
和剂量对应的建议。
例如，所述用户累计吸入所述颗粒物(如PM2.5)的剂量大于特定标
准，则提供诸如“今天上午颗粒物PM2.5的浓度达到XX值，属重度污染，
你上午吸入PM2.5的剂量超过XX，请注意防护”等建议。
优选的，所述建议由远程服务器推送。
当然，为了推出更人性化的建议，本申请实施例的特定远程服务器还
可以获取客户端装置上其他应用程序(比如天气)的信息，结合特定时间
区间内所述用户吸入所述颗粒物的组分和剂量，得到更全面的建议。例如，
所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量远远小于特定标准，且当前地理位置
的天气状况为“晴”，则推送诸如“今天上午颗粒物PM2.5的浓度小于XX
值，空气质量优，你上午吸入PM2.5的剂量小于XX，可放心外出活动”
等建议。在出现严重污染的时期，本发明提示用户减少户外活动，尤其大
运动量的户外活动。并计算由于用户依从健康提示，改变行为规律，理论
上避免的颗粒物吸入量，提供诸如“今天上午北京地区重度污染，按您平
时的生活和运动规律，您上午吸入颗粒物的剂量理论上为NNN。实际情
况是，您根据空气质量预报合理出行合理运动，颗粒物的剂量的实际吸入
剂量为MMM”等信息。
图5是根据本申请另一个实施例的推送用户吸入空气颗粒物的组分和
剂量的方法的流程图。
所述方法可以通过网络设备来实现。所述网络设备包括但不限于单个
网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(Cloud
Computing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分
布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。
其中，所述计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、
局域网、VPN网络等。
如图5所示，所述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂量的方法包括：
步骤S501，接收来自客户端装置发送的获取与特定地理位置对应的特
定时间空气中颗粒物的组分和浓度的请求。
步骤S502，基于所述请求，将与所述特定地理位置对应的特定时间空
气中颗粒物的组分和浓度发送至所述客户端装置。
具体地，网络设备可以通过网络与不同地理位置分布的、用于监测空
气中颗粒物浓度的装置进行通信，定期或实时获取这些装置上传的与不同
地理位置对应的不同时间内空气中颗粒物的浓度，从而如果接收到客户端
装置发送的获取与特定地理位置对应的特定时间区间内空气中颗粒物的
浓度的请求，则将从其他装置获取的与特定地理位置对应的特定时间区间
内空气中颗粒物的浓度发送至客户端装置。
本实施例中，所述地理位置既可以包括室内的位置，也可以包括室外
的位置。
可选地，上述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂量的方法还包括：
-获取来自客户端装置的特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒
物的剂量，
-推送与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议至客
户端装置。
其中，所述获取可以由服务器直接得到从客户端装置提供的所述用户
累计吸入所述颗粒物的剂量，也可以根据客户端提供的参数来计算所述用
户累计吸入所述颗粒物的剂量。另外，所述获取可以由服务器主动向从客
户端装置发出请求来实现，也可以由客户端装置自动将特定时间区间内所
述用户吸入所述颗粒物的剂量上传到服务器来实现。
图6为根据本申请一个实施例的监测用户吸入空气颗粒物的客户端装
置的框图。
客户端可以以应用程序(app)的方式安装在客户端装置上。客户端
装置包括但不限于智能手机、平板电脑、智能手环等。
需要说明的是，所述客户端装置仅为举例，其他现有的或今后可能出
现的客户端装置如果适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并
以引用方式包含于此。
根据图6，所述监测用户吸入空气颗粒物的客户端装置包括：
地理位置采集单元601，用于采集用户的当前地理位置。
颗粒物组分和浓度获取单元602，用于基于所述当前地理位置，获取
与当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度。
运动状态获取单元603，用于获取所述用户的当前运动状态。
吸入颗粒物组分和剂量计算单元604，用于基于所述当前运动状态和
所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所
述用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量。
可选地，请参考图7，所述颗粒物组分和浓度获取单元602包括：
判断模块701，用于基于所述当前地理位置，判断所述当前地理位置
的用户位于室内还是室外。
颗粒物浓度获取模块702，用于基于所述判断，从数据源获取与当前
地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的浓度。
可选地，所述颗粒物浓度获取模块702可实现：
-如果基于所述判断得到当前地理位置的用户位于室内，搜索所述室内
是否存在可连接的用于检测空气中颗粒物浓度的设备，
-如果存在，则从所述设备获取与当前地理位置对应的特定时间空气中
颗粒物的浓度；
-如果不存在，则向特定远程服务器发出获取与当前地理位置对应的特
定时间空气中颗粒物的浓度的请求并接收从特定远程服务器返回的所述
与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度。
可选地，请参考图8，所述吸入颗粒物组分和剂量计算单元604包括：
通气量获取模块801，用于基于所述当前运动状态，确定所述用户在
当前运动状态下的单位时间通气量；
吸入颗粒物组分和剂量获取模块802，用于基于所述与当前地理位置
对应的空气中颗粒物的浓度和所述用户在当前运动状态下的单位时间通
气量，计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量。
可选地，所述吸入颗粒物组分和剂量获取模块包括以下计算特定时间
区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量的模块：
(1)计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物的剂
量，公式如下：
It＝Vt×Ct
其中，It表示所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物的
剂量，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时间通气量，Ct表示t时
刻当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度；
和/或
(2)计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量，公
式如下：
其中，I表示特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量，
t0～t1表示特定时间区间，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时间通
气量，Ct表示t时刻当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度。
可选地，所述吸入颗粒物组分和剂量获取模块包括以下计算特定时间
区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的剂量的模块：
(1)计算所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物中特
定组分的剂量，公式如下：
Ik，t＝Vt×Ck，t
其中，Ik，t表示所述用户在当前地理位置单位时间内吸入所述颗粒物中
组分k的剂量，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时间通气量，Ck，t
表示t时刻当前地理位置对应的空气中所述颗粒物中组分k的浓度；
和/或
(2)计算特定时间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物中特定组分
的剂量：
其中，Ik表示特定时间区间内所述用户吸入所述颗粒物中组分k的剂
量，t0～t1表示特定时间区间，Vt表示所述用户在当前运动状态下的单位时
间通气量，Ck，t表示t时刻当前地理位置对应的空气中颗粒物中组分k的浓
度。
根据本申请的一个实施例，所述监测用户吸入空气颗粒物的客户端装
置还包括：
-生理状态获取单元(未示出)，用于获取所述用户的生理状态；以及，
所述吸入颗粒物组分和剂量计算单元包括：
-吸入颗粒物组分和剂量获取模块(未示出)，用于基于所述当前运动
状态和所述生理状态，确定所述用户在当前运动状态下的单位时间通气量，
由此基于所述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度和所述用户在
当前运动状态下的单位时间通气量，计算特定时间区间内所述用户累计吸
入所述颗粒物的剂量。
根据本申请的一个实施例，所述监测用户吸入空气颗粒物的客户端装
置还包括：
-建议提供单元(未示出)，用于提供与所述用户累计吸入所述颗粒物
的组分和剂量对应的建议。
可选地，所述监测用户吸入空气颗粒物的客户端装置还包括：
-建议接收单元，用于接收来自特定远程服务器推送的与所述用户累计
吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议。
可选地，所述监测用户吸入空气颗粒物的客户端装置还包括：
呈现单元(未示出)，用于呈现所述特定时间区间内累计所述用户吸
入所述颗粒物的组分和剂量、与所述用户吸入所述颗粒物的组分和剂量对
应的建议等。
图9为根据本申请一个实施例的推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂
量的服务器的框图。
所述服务器包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服
务器组或基于云计算(Cloud Computing)的由大量计算机或网络服务器构
成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集
组成的一个超级虚拟计算机。其中，所述服务器所处的网络包括但不限于
互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。
根据图9，所述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂量的服务器包括：
请求接收单元901，用于接收来自客户端装置发送的获取与特定地理
位置对应的特定时间空气中颗粒物的浓度的请求；
发送单元902，用于基于所述请求，将与所述特定地理位置对应的特
定时间空气中颗粒物的浓度发送至所述客户端装置。
可选地，所述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂量的服务器还包括：
吸入颗粒物组分和剂量计算单元，用于获取来自客户端装置的特定时
间区间内所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量。其中，所述获取可
以是直接获取来自客户端的所述用户吸入所述颗粒物的组分和累计剂量，
也可以是根据客户端发送来的所述用户吸入所述颗粒物的组分和单位时
间吸入所述颗粒物的剂量进行计算得到的结果。
可选地，所述推送用户吸入空气颗粒物的组分和剂量的服务器还包括：
建议推送单元(图中未示出)，推送与所述用户累计吸入所述颗粒物
的组分和剂量对应的建议至客户端装置。
根据本发明的一个实施例，还提供了一种便携式终端。所述便携式终
端包括但不限于智能手机、平板电脑、个人电脑等。所述便携式终端具有
上文所述的客户端终端中定义的一个或多个以下单元：
(1)地理位置采集单元，用于采集用户的当前地理位置；
(2)颗粒物组分和浓度获取单元，用于基于所述当前地理位置，获取与
当前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度；
(3)运动状态获取单元，用于获取所述用户的当前运动状态；
(4)吸入颗粒物组分和剂量计算单元，用于基于所述当前运动状态和所
述与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所述
用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量；
(5)生理状态获取单元，用于获取所述用户的生理状态；
(6)提供建议单元，用于提供与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和
剂量对应的建议；
(7)建议接收单元，用于接收来自特定远程服务器推送的与所述用户累
计吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议；
(8)呈现单元，用于呈现所述特定时间区间内累计所述用户吸入所述颗
粒物的组分和剂量，和/或与所述用户吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的
建议。
在一个实施例中，上述便携式终端是智能手机，其具有：
-地理位置采集单元，用于采集用户的当前地理位置；
-颗粒物组分和浓度获取单元，用于基于所述当前地理位置，获取与当
前地理位置对应的特定时间空气中颗粒物的组分和浓度；
-运动状态获取单元，用于获取所述用户的当前运动状态。
在一个实施例中，上述智能手机还可以具有：
-吸入颗粒物组分和剂量计算单元，用于基于所述当前运动状态和所述
与当前地理位置对应的空气中颗粒物的浓度，计算特定时间区间内所述用
户累计吸入所述颗粒物的组分和剂量。
在一个实施例中，上述智能手机还可以具有：
-提供建议单元，用于提供与所述用户累计吸入所述颗粒物的组分和剂
量对应的建议；和/或
-建议接收单元，用于接收来自特定远程服务器推送的与所述用户累计
吸入所述颗粒物的组分和剂量对应的建议。
在一个实施例中，上述智能手机还可以具有：
-生理状态获取单元，用于获取所述用户的生理状态。
根据本申请一个实施例，提供了一种与上述便携式终端通信的智能手
环，所述智能手环可以用于：获取用户的当前地理位置并将所获取的当前
地理位置发送至所述便携式终端的地理位置采集单元。
具体地，所述智能手环可以通过蓝牙接口、wifi等将所获取的当前地
理位置发送至所述便携式终端的地理位置采集单元。
根据本申请一个优选实施例，提供了一种与上述便携式终端通信的智
能手环，所述智能手环可以用于：采集所述用户的生理状态(例如心率)
并将所述生理状态通过蓝牙接口、wifi等发送至所述便携式终端。
根据本申请一个优选实施例，提供了一种与上述便携式终端通信的检
测设备，其中
所述检测设备用于：检测室内颗粒物的浓度，和/或，
将所检测到的室内颗粒物的浓度发送至所述便携式终端。
其中所述检测设备将所检测到的室内颗粒物的浓度通过网络(包括但
不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等)发送至所述服务
器。
当然，需要说明的是，由于室内颗粒物的浓度同上文中的当前地理位
置一样属于用户的个人隐私，因此，为了保护用户的权益，本申请实施例
中的所述检测设备将所检测到的室内颗粒物的浓度发送至客户端装置或
服务器之前，需要得到所述检测设备的用户的同意。所述同意的方式，例
如可以由用户在所述检测设备上对“是否将所检测到的室内颗粒物的浓度
发送至客户端装置或服务器”进行“是”或“否”的设置。当然，同意的
方式在此不作限定。
为了更清楚地描述上述客户端装置、服务器、智能手环以及用于检测
室内颗粒物的浓度的检测设备的通信连接关系，请参考图10，图10示出
了根据本申请一个优选实施例的客户端装置、服务器、智能手环以及用于
检测室内颗粒物的浓度的检测设备的通信连接框图。
如图10所示，客户端装置可以通过网络(包括但不限于互联网、广
域网、城域网、局域网、VPN网络等)与服务器进行通信，并通过蓝牙、
wifi等与智能手环、检测设备进行通信，而检测设备也可以通过网络(包
括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等)将检测到的
室内颗粒物的浓度发送至所述服务器。
当然，图10所述的各装置的连接关系仅是示例，其他连接关系如可
适用于本发明，同样以引用的方式包含于此。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，
例如，本发明的各个装置可采用专用集成电路(ASIC)或任何其他类似硬
件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行
以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数
据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或
光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬
件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细
节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体
形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性
的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限
定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括
在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要
求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系
统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件
或者硬件来实现。