本文選題：大氣在線監(jiān)測 + 物聯(lián)網(wǎng)��； 參考：《西安郵電大學》2016年碩士論文

【摘要】：近年來,在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時,大氣環(huán)境問題日益凸顯。酸雨、霧霾等大氣污染狀況處于高發(fā)期,嚴重影響了人們的生產(chǎn)生活,引起了政府部門的高度重視。面對嚴峻的環(huán)境問題,智能高效的大氣在線監(jiān)測設備將在大氣環(huán)境的實時監(jiān)測及有效治理中發(fā)揮至關重要的作用,為亟待解決的大氣環(huán)境問題以及國家可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。然而,現(xiàn)階段我國投入應用的大氣監(jiān)測設備存在整體耗資巨大、多數(shù)設備靠進口、實時性不高、人為因素影響大、數(shù)據(jù)可操作性差等問題,國內(nèi)研發(fā)的設備存在監(jiān)測參數(shù)較少、網(wǎng)關節(jié)點單一、數(shù)據(jù)利用率低、信息發(fā)布平臺維護成本較高且過程繁雜,無法滿足現(xiàn)今對于大氣監(jiān)測設備多參數(shù)、多節(jié)點、高可靠性、低成本及數(shù)據(jù)實時便捷共享的需求。為了更好地解決上述問題,本文引入物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式、傳感器等關鍵技術,結合2015年陜西省社會發(fā)展科技攻關項目(基于物聯(lián)網(wǎng)的大氣質(zhì)量預測預警系統(tǒng)的研究,項目編號：2015SF284)開展研究工作,提出了以監(jiān)測西北地區(qū)城市及周邊區(qū)域大氣質(zhì)量狀況為目標的“多參數(shù)、多節(jié)點大氣在線監(jiān)測系統(tǒng)方案”,研制了“大氣在線監(jiān)測系統(tǒng)”,本文主要討論的內(nèi)容為大氣在線監(jiān)測設備的開發(fā)、樂為物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺的配置及配套應用設置。本系統(tǒng)的主要任務及技術要求如下：1、對監(jiān)測點的溫度、濕度、PM2.5、PM10、SO2、O3這幾項大氣參數(shù)進行實時測量；2、將監(jiān)測點的大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸給大氣監(jiān)測信息處理中心,通信距離大于30km;3、信息中心軟件能夠?qū)Υ髿獗O(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲、顯示、預測。該系統(tǒng)由大氣監(jiān)測系統(tǒng)硬件部分、樂為商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺部分以及大氣監(jiān)測上位機應用軟件部分組成。系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)測點的大氣參數(shù)進行實時測量并傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云服務平臺上,上位機應用軟件能夠?qū)崟r獲取物聯(lián)網(wǎng)云平臺上監(jiān)測設備上傳的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行分析、處理、存儲、顯示以及報表輸出,為環(huán)境保護提供依據(jù)。本文研究的主要內(nèi)容如下：1、大氣在線監(jiān)測技術研究：分析并總結了現(xiàn)有的大氣在線監(jiān)測技術,并結合陜西省社會發(fā)展科技攻關項目項目(編號：2015SF284)要求,提出了一種多參數(shù)、多節(jié)點的大氣在線監(jiān)測方案,對該方案的實時性、實用性、可操作性、可擴展性進行了論述,并對底層多節(jié)點大氣數(shù)據(jù)融合研究做了初步探索；2、系統(tǒng)硬件設計及開發(fā)：提出了一套經(jīng)濟、實用的硬件設計方案,采用模塊化接插設計的方法,完成了大氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的硬件電路設計,并給出了實現(xiàn)電路及工作原理,展示了部分的硬件樣板。3、大氣在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)：根據(jù)硬件電路的實際需要,采用嵌入式系統(tǒng)編程的方式,對系統(tǒng)任務進行了劃分,并且完成了各功能模塊的驅(qū)動開發(fā)；4、商用物聯(lián)網(wǎng)云平臺的接入方法研究：深入分析了商用物聯(lián)網(wǎng)云平臺的接入方法,完成了樂為物聯(lián)網(wǎng)云平臺的配置、監(jiān)測設備的接入,以及信息的實時發(fā)布。通過對軟硬件的測試以及與上位機軟件的聯(lián)調(diào)顯示,系統(tǒng)整體運行正常,能夠?qū)ΡO(jiān)測點數(shù)據(jù)進行實時在線監(jiān)測、預警并帶有GPS定位功能。系統(tǒng)具有本地數(shù)據(jù)不易篡改、廉價、操作方便、自動化程度高的特點,其系統(tǒng)相對誤差在5%以內(nèi),達到了項目的預期目標,可以廣泛應用于大氣監(jiān)測領域。
[Abstract]:In recent years, at the same time in China's rapid economic development, atmospheric environmental problems have become increasingly prominent. Acid rain, haze and other atmospheric pollution conditions are in high incidence, seriously affecting people's production and life, causing the government departments to attach great importance. Facing severe environmental problems, intelligent and efficient atmospheric on-line monitoring equipment will be in the real-time monitoring of the atmospheric environment. Measurement and effective management play an important role in providing scientific basis for the urgent air environment problems and the sustainable development of the country. However, at the present stage, the air monitoring equipment put into application in our country has a huge cost, most of the equipment depends on the import, the real time is not high, the human factors are greatly influenced and the data operability is poor, and so on. The domestic R & D equipment has less monitoring parameters, single gateway node, low data utilization rate, high maintenance cost and complicated process, which can not meet the demand of multi parameter, multi node, high reliability, low cost and real-time and convenient sharing of data for atmospheric monitoring equipment. In this paper, the key technologies such as Internet of things, embedded, sensor and other key technologies are introduced. The research work is carried out in conjunction with the 2015 Shaanxi province social development science and technology project (Research on atmospheric quality prediction and early warning system based on the Internet of things, project number: 2015SF284), and the "multi reference" is proposed to monitor the atmosphere quality in the cities and surrounding areas in the northwest region. The main tasks and technical requirements of this system are as follows: 1, the temperature, humidity, PM2.5, PM of the monitoring point, the main tasks and technical requirements of this system are as follows. 10, SO2, O3, the atmospheric parameters are measured in real time. 2, the monitoring data is transmitted to the atmospheric monitoring information processing center in real time. The communication distance is greater than 30km; 3, the information center software can store, display and predict the atmospheric monitoring data. The system is composed of the hardware part of the atmospheric monitoring system, and is happy for the business Internet of things network. The system can measure the atmospheric parameters of the monitoring point in real time and transmit it to the cloud service platform of the Internet of things. The application software of the upper computer can get the data uploaded by the monitoring equipment on the IOT cloud platform in real time, and analyze, process, store and display the data. The main contents of this paper are as follows: 1, the research on atmospheric on-line monitoring technology: analysis and summary of the existing atmospheric on-line monitoring technology, and combining with the requirements of the Shaanxi social development science and technology project project (number: 2015SF284), a multi parameter, multi node atmosphere is proposed. The line monitoring scheme is used to discuss the real-time, practicability, operability and extensibility of the scheme, and make a preliminary exploration to the study of the multi node atmospheric data fusion at the bottom. 2, the design and development of the system hardware: a set of economical and practical hardware design scheme is put forward, and the method of modular insertion design is adopted to complete the atmosphere online. The hardware circuit of the monitoring system is designed, and the realization circuit and working principle are given. The hardware sample.3 and the software development of the air on-line monitoring system are displayed. According to the actual needs of the hardware circuit, the embedded system programming is used to divide the system tasks, and the drive development of the functional modules is completed. 4, Research on the access method of the cloud platform of the commercial Internet of things: in-depth analysis of the access method of the cloud platform for the commercial Internet of things, completed the configuration of the cloud platform of the Internet of things, the access of the monitoring equipment, and the real-time release of the information. The monitoring point data are on-line monitoring, early warning and GPS positioning function. The system has the characteristics that local data is not easily tampered, cheap, easy to operate, and has high automation degree. The relative error of the system is less than 5%, which can be widely used in the field of atmospheric monitoring.

【學位授予單位】：西安郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X84

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本文編號：1807706