基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)課件

基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)：靳雙動(dòng)、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(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)：靳雙動(dòng)、許振雷、宋昕、陳星一、開(kāi)發(fā)背景及意義二、課題研究三、總體框架設(shè)計(jì)四、關(guān)鍵技術(shù)五、總結(jié)一、開(kāi)發(fā)背景及意義一、開(kāi)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(biāo)。尤其是從2013年下半年開(kāi)始霧霾天氣蔓延至全國(guó)大部分地區(qū)，使得我們對(duì)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(huì)造成700多萬(wàn)人的過(guò)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(huì)進(jìn)入肺部深處，很難排出，就會(huì)造成肺部疾病。一、開(kāi)發(fā)背景及意義一、開(kāi)發(fā)背景及意義大多數(shù)人認(rèn)為，PM2.5只是空氣污染。其實(shí)，PM2.5對(duì)氣候的影響可能會(huì)更糟糕。PM2.5能影響形成云和降雨的過(guò)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(xì)顆粒物PM2.5。一些條件下，PM2.5太多了，會(huì)“分食”水分，使得天空中的云滴都長(zhǎng)不大，藍(lán)天白云就會(huì)變得比以前更加少見(jiàn)；一些條件下，PM2.5會(huì)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(shí)可能發(fā)生暴雨。從PM2.5對(duì)人體的影響看來(lái)我們及時(shí)的了解PM2.5在空氣中的含量對(duì)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(bào)或者是天氣預(yù)報(bào)的移動(dòng)客戶端來(lái)了解，但是這些數(shù)據(jù)是一個(gè)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(shí)的空氣質(zhì)量，例如我們的生活小區(qū)和工作場(chǎng)所，希望有一個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控特定范圍的空氣質(zhì)量，可實(shí)時(shí)查詢、分析。一、開(kāi)發(fā)背景及意義大多數(shù)人認(rèn)為，PM2.5只是空氣污染。其實(shí)一、開(kāi)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(shí)時(shí)監(jiān)控特定范圍的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就成為可能?？梢栽谔囟ǚ秶W(wǎng)絡(luò)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境的變化，并通分析測(cè)量出來(lái)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(kāi)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(shí)時(shí)監(jiān)控特二、課題研究本項(xiàng)目是借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)化的探測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)自組網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，分區(qū)域地把環(huán)境氣體測(cè)量數(shù)據(jù)匯總到軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)上來(lái)，利用軟件平臺(tái)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的展示、分析，從而來(lái)監(jiān)控檢測(cè)環(huán)境氣體的變化。二、課題研究三、總體框架設(shè)計(jì)

本項(xiàng)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(cè)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)（軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)）進(jìn)行綜合處理。軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)查詢，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得到一個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)資料。本項(xiàng)目初期，重點(diǎn)在軟件于監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，初期可以以PM2.5監(jiān)測(cè)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(biāo)的監(jiān)測(cè)。三、總體框架設(shè)計(jì)本項(xiàng)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(jì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案的分為兩大部分：硬件和軟件本項(xiàng)目軟硬件結(jié)合，通過(guò)硬件搭建、軟件編寫來(lái)對(duì)采集的氣體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。三、總體框架設(shè)計(jì)三、總體框架設(shè)計(jì)圖1系統(tǒng)總體框架圖三、總體框架設(shè)計(jì)圖1系統(tǒng)總體框架圖三、總體框架設(shè)計(jì)圖2單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集處理三、總體框架設(shè)計(jì)圖2單個(gè)節(jié)點(diǎn)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(guò)Arduino的

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信(比如:Flash,Processing,MaxMSP，Bluetooth來(lái)實(shí)現(xiàn))。四、關(guān)鍵技術(shù)1、arduino四、關(guān)鍵技術(shù)2、藍(lán)牙模塊藍(lán)牙是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)。藍(lán)牙可以適配到很多電子設(shè)備上，包括電腦、手機(jī)、平板電腦等。DF-BluetoothV3藍(lán)牙模塊采用獨(dú)特的雙層板設(shè)計(jì)，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(diǎn)是只能用于短距離的數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點(diǎn)是無(wú)線傳輸，技術(shù)相對(duì)成熟，模塊之間連接很穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)便宜。

圖3藍(lán)牙模塊的原理圖四、關(guān)鍵技術(shù)2、藍(lán)牙模塊圖3藍(lán)牙模塊的原理圖四、關(guān)鍵技術(shù)3、軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)（C#）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)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(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)（C#）四、關(guān)鍵技術(shù)圖4軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)服務(wù)器端（1）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)服務(wù)器端四、關(guān)鍵技術(shù)圖4軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)服務(wù)器端（1）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)客戶端圖5軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)客戶端四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)客戶端圖5軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)客四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)客戶端圖6軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)客戶端功能模塊四、關(guān)鍵技術(shù)（2）軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)客戶端圖6軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)客五、總結(jié)本項(xiàng)目借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)化的探測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件結(jié)合，通過(guò)硬件搭建、軟件編程來(lái)對(duì)采集的氣體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。其