多參數(shù)檢測與商用云端預警的大氣在線監(jiān)測系統(tǒng)研制.pdf

1、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

2、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(shù)，結(jié)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

3、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(shù)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。
　　

4、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(shù)研究:分析并總結(jié)了現(xiàn)有的大氣在線監(jiān)測技術(shù)，并結(jié)合陜西省社會發(fā)展科技攻關項目項目(編號

5、: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

6、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)，