基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)項目團隊：靳雙動、許振雷、宋昕、陳星指導(dǎo)教師：黃可望、江森林基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)項目團隊：靳雙動、許振雷、宋昕、陳星一、開發(fā)背景及意義二、課題研究三、總體框架設(shè)計四、關(guān)鍵技術(shù)五、總結(jié)一、開發(fā)背景及意義一、開發(fā)背景及意義最近幾年華北的京津冀地區(qū)的霧霾天氣使得PM2.5成為我們關(guān)注的空氣質(zhì)量的重要指標。尤其是從2013年下半年開始霧霾天氣蔓延至全國大部分地區(qū)，使得我們對PM2.5更加關(guān)注。2014年3月世界衛(wèi)生組織指出空氣污染每年會造成700多萬人的過早死亡。PM2.5是空氣中直徑小于2.5微米的微小顆粒的總稱，被稱作‘可吸入顆粒’，也就是可以被人體吸入肺部的空氣中的顆粒，較大的粒子吸入人體后是可以被排出體外的，而PM2.5則會進入肺部深處，很難排出，就會造成肺部疾病。一、開發(fā)背景及意義一、開發(fā)背景及意義大多數(shù)人認為，PM2.5只是空氣污染。其實，PM2.5對氣候的影響可能會更糟糕。PM2.5能影響形成云和降雨的過程，間接影響著氣候的變化。大氣中雨水的凝結(jié)核，一般有海水中的鹽分還有細顆粒物PM2.5。一些條件下，PM2.5太多了，會“分食”水分，使得天空中的云滴都長不大，藍天白云就會變得比以前更加少見；一些條件下，PM2.5會增加空氣中凝結(jié)核的數(shù)量，使得天空中的雨滴增多，極端時可能發(fā)生暴雨。從PM2.5對人體的影響看來我們及時的了解PM2.5在空氣中的含量對我們的生活及身體健康顯得尤為重要。我們了解PM2.5的途徑大多是天氣預(yù)報或者是天氣預(yù)報的移動客戶端來了解，但是這些數(shù)據(jù)是一個地區(qū)大范圍的平均值，我們更關(guān)注的是某一特定范圍內(nèi)各分布的小區(qū)域?qū)崟r的空氣質(zhì)量，例如我們的生活小區(qū)和工作場所，希望有一個環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)能實時監(jiān)控特定范圍的空氣質(zhì)量，可實時查詢、分析。一、開發(fā)背景及意義大多數(shù)人認為，PM2.5只是空氣污染。其實一、開發(fā)背景及意義隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，上述能實時監(jiān)控特定范圍的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)就成為可能。可以在特定范圍網(wǎng)絡(luò)化的實時監(jiān)控環(huán)境的變化，并通分析測量出來的環(huán)境氣體參數(shù)從而得到環(huán)境氣體變化與影響環(huán)境變化的參數(shù)（主要是產(chǎn)生環(huán)境有害氣體的人為因素）之間的關(guān)系。一、開發(fā)背景及意義隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，上述能實時監(jiān)控特二、課題研究本項目是借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)化的探測技術(shù)為基礎(chǔ)，通過自組網(wǎng)模式進行數(shù)據(jù)傳輸，分區(qū)域地把環(huán)境氣體測量數(shù)據(jù)匯總到軟件監(jiān)測平臺上來，利用軟件平臺來對數(shù)據(jù)進行綜合的展示、分析，從而來監(jiān)控檢測環(huán)境氣體的變化。二、課題研究三、總體框架設(shè)計

本項目主要是分區(qū)域布設(shè)網(wǎng)段，在網(wǎng)段中布設(shè)相應(yīng)探測節(jié)點，數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機（軟件監(jiān)測平臺）進行綜合處理。軟件監(jiān)測平臺可以實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)查詢，對歷史數(shù)據(jù)進行分析，從而得到一個系統(tǒng)的監(jiān)測資料。本項目初期，重點在軟件于監(jiān)測平臺的設(shè)計和實現(xiàn)，初期可以以PM2.5監(jiān)測為主，后期在現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，追加TVOC或者其它環(huán)境指標的監(jiān)測。三、總體框架設(shè)計本項目主要是分區(qū)域布設(shè)網(wǎng)段，在網(wǎng)段中布三、總體框架設(shè)計整個設(shè)計方案的分為兩大部分：硬件和軟件本項目軟硬件結(jié)合，通過硬件搭建、軟件編寫來對采集的氣體數(shù)據(jù)進行分析研究。三、總體框架設(shè)計三、總體框架設(shè)計圖1系統(tǒng)總體框架圖三、總體框架設(shè)計圖1系統(tǒng)總體框架圖三、總體框架設(shè)計圖2單個節(jié)點的數(shù)據(jù)采集處理三、總體框架設(shè)計圖2單個節(jié)點的數(shù)據(jù)采集處理四、關(guān)鍵技術(shù)1、arduinoArduino是

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。Arduino電路板上的微控制器可以通過Arduino的

編

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發(fā)

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信(比如:Flash,Processing,MaxMSP，Bluetooth來實現(xiàn))。四、關(guān)鍵技術(shù)1、arduino四、關(guān)鍵技術(shù)2、藍牙模塊藍牙是一種短距離無線通信技術(shù)。藍牙可以適配到很多電子設(shè)備上，包括電腦、手機、平板電腦等。DF-BluetoothV3藍牙模塊采用獨特的雙層板設(shè)計，可以采用3.5V～8V和3.3V兩種模式供電，可適配于更多設(shè)備。缺點是只能用于短距離的數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點是無線傳輸，技術(shù)相對成熟，模塊之間連接很穩(wěn)定，價格相對便宜。

圖3藍牙模塊的原理圖四、關(guān)鍵技術(shù)2、藍牙模塊圖3藍牙模塊的原理圖四、關(guān)鍵技術(shù)3、軟件監(jiān)測平臺設(shè)計（C#）軟件監(jiān)測平臺主要分為服務(wù)器端和客戶端。四、關(guān)鍵技術(shù)3、軟件監(jiān)測平臺設(shè)計（C#）四、關(guān)鍵技術(shù)圖4軟件監(jiān)測平臺服務(wù)器端（1）軟件監(jiān)測平臺設(shè)計服務(wù)器端四、關(guān)鍵技術(shù)圖4軟件監(jiān)測平臺服務(wù)器端（1）軟件監(jiān)測平臺設(shè)計四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測平臺設(shè)計客戶端圖5軟件監(jiān)測平臺客戶端四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測平臺設(shè)計客戶端圖5軟件監(jiān)測平臺客四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測平臺設(shè)計客戶端圖6軟件監(jiān)測平臺客戶端功能模塊四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測平臺設(shè)計客戶端圖6軟件監(jiān)測平臺客五、總結(jié)本項目借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)化的探測技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件結(jié)合，通過硬件搭建、軟件編程來對采集的氣體數(shù)據(jù)進行分析研究。其