多參數(shù)檢測(cè)與商用云端預(yù)警的大氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制.pdf

1、近年來，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，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(yán)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(duì)嚴(yán)峻的環(huán)境問題，智能高效的大氣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備將在大氣環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及有效治理中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，為亟待解決的大氣環(huán)境問題以及國(guó)家可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。然而，現(xiàn)階段我國(guó)投入應(yīng)用的大氣監(jiān)測(cè)設(shè)備存在整體耗資巨大、多數(shù)設(shè)備靠進(jìn)口、實(shí)時(shí)性不高、人為因素影響大、數(shù)據(jù)可操作性差等問題，國(guó)內(nèi)研發(fā)的設(shè)備存在

2、監(jiān)測(cè)參數(shù)較少、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)單一、數(shù)據(jù)利用率低、信息發(fā)布平臺(tái)維護(hù)成本較高且過程繁雜，無法滿足現(xiàn)今對(duì)于大氣監(jiān)測(cè)設(shè)備多參數(shù)、多節(jié)點(diǎn)、高可靠性、低成本及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合2015年陜西省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目（基于物聯(lián)網(wǎng)的大氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究，項(xiàng)目編號(hào):2015SF284）開展研究工作，提出了以監(jiān)測(cè)西北地區(qū)城市及周邊區(qū)域大氣質(zhì)量狀況為目標(biāo)的“多參數(shù)、多節(jié)點(diǎn)大

3、氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案”，研制了“大氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，本文主要討論的內(nèi)容為大氣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的開發(fā)、樂為物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)的配置及配套應(yīng)用設(shè)置。本系統(tǒng)的主要任務(wù)及技術(shù)要求如下:
　　1、對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度、濕度、PM2.5、PM10、SO2、O3這幾項(xiàng)大氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量;
　　2、將監(jiān)測(cè)點(diǎn)的大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給大氣監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、預(yù)測(cè)。
　　

4、該系統(tǒng)由大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件部分、樂為商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)部分以及大氣監(jiān)測(cè)上位機(jī)應(yīng)用軟件部分組成。系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)點(diǎn)的大氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)上，上位機(jī)應(yīng)用軟件能夠?qū)崟r(shí)獲取物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)上監(jiān)測(cè)設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、顯示以及報(bào)表輸出，為環(huán)境保護(hù)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(cè)技術(shù)研究:分析并總結(jié)了現(xiàn)有的大氣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，并結(jié)合陜西省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目項(xiàng)目(編號(hào)

5、:2015SF284)要求，提出了一種多參數(shù)、多節(jié)點(diǎn)的大氣在線監(jiān)測(cè)方案，對(duì)該方案的實(shí)時(shí)性、實(shí)用性、可操作性、可擴(kuò)展性進(jìn)行了論述，并對(duì)底層多節(jié)點(diǎn)大氣數(shù)據(jù)融合研究做了初步探索;
　　2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及開發(fā):提出了一套經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的硬件設(shè)計(jì)方案，采用模塊化接插設(shè)計(jì)的方法，完成了大氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，并給出了實(shí)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(cè)系統(tǒng)軟件開發(fā):根據(jù)硬件電路的實(shí)際需要，采用嵌入式系統(tǒng)編

6、程的方式，對(duì)系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行了劃分，并且完成了各功能模塊的驅(qū)動(dòng)開發(fā);
　　4、商用物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的接入方法研究:深入分析了商用物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的接入方法，完成了樂為物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的配置、監(jiān)測(cè)設(shè)備的接入，以及信息的實(shí)時(shí)發(fā)布。
　　通過對(duì)軟硬件的測(cè)試以及與上位機(jī)軟件的聯(lián)調(diào)顯示，系統(tǒng)整體運(yùn)行正常，能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、預(yù)警并帶有GPS定位功能。系統(tǒng)具有本地?cái)?shù)據(jù)不易篡改、廉價(jià)、操作方便、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，其系統(tǒng)相對(duì)誤差在5％以內(nèi)，