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室内环境监测处理系统的设计与实现

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：肖嘉欣

[导读] 随着社会经济的不断提升，人们对生活环境的要求也在不断提高。与大气环境空气质量相比，在我们的日常生活中对室内密闭空间的空气环境质量监测与治理工作也是十分重要的。在“可持续发展观”逐渐在人们的生活中贯彻落实，环保技术与环保意识都取得了前所未有的进展，这不仅能够顺应时代的发展需求，迎合居民的生活标准，也能够展现出我国民对环境保护工作的关注和重视。

南阳师范学院肖嘉欣 473061

摘要：随着社会经济的不断提升，人们对生活环境的要求也在不断提高。与大气环境空气质量相比，在我们的日常生活中对室内密闭空间的空气环境质量监测与治理工作也是十分重要的。在“可持续发展观”逐渐在人们的生活中贯彻落实，环保技术与环保意识都取得了前所未有的进展，这不仅能够顺应时代的发展需求，迎合居民的生活标准，也能够展现出我国民对环境保护工作的关注和重视。室内空气环境与人们的生活之间是密不可分的，加强对室内空气环境质量的监测工作更是对居民生活、个人健康的重要保障。本文就室内环境监测处理系统的设计与实现展开探讨。
关键词：空气污染；室内空气质量检测；设计
        引言
        搭建智能化系统是实现建筑运行监测的重要手段，它能有效降低各类设备能耗，保证建筑在全寿命周期内更加高效节能。在行业领域内，以环境监测、设备监控和能效管理等功能为导向的智能化系统逐步完善，在一定程度上降低了建筑运行能耗随城镇发展而持续增长的速度。为便于系统集成和运维人员统一管控，结合物联网、大数据和云计算技术，建筑信息化管理平台应运而生。
        1.系统设计要求
        室内环境监测处理系统目标是在室内场景中收集信号环境信息和物理环境信息，并能够根据收集到的信息数据做出相应的判断，协同各类软硬件设备做出即时的情况处理，这对系统提出了以下几个功能需求:(1)信息数据安全。由于整个系统会保有大量的数据，有些数据如用户基本信息、设备基本信息等，这类数据的安全级别较低，不会引起较大的影响，但有些信息如用户账户的密码，传感器的数据等，这类数据的安全级别较高，外部的侵入、篡改可能会导致系统该有的操作无法实现，不该有的操作随意作为，易导致系统的紊乱。这就要求设计一个数据安全系数较高，且不可篡改的数据存储系统。(2)可视化界面。由于系统服务器会接收到大量的数据，这些数据经过处理后都会存入数据库中，需要进行相应的合理的管理，并且此系统是需要面向用户或系统维护管理人员的，这就要求需要设计相应的可视化界面。通过可视化界面，用户只需要进行输入、点击等一系列简单的操作即可达到用户目的;系统维护管理人员可以直观地知晓数据变化的情况、采集的视频信息情况以及用户、设备的基本信息情况等各类系统信息。(3)信息远距离传输。由于传统感知网络的数据集中在其自己的汇聚节点上，而这些汇聚节点采用的都是短距离传输，并且这些汇集节点分布较为分散，且距离系统服务器位置距离不一，使得收集到的数据难以有效地传输到系统服务器，限制了采集信息的范围和种类。这就要求需要设计一个网关能够进行数据协议的转换，以此克服传统网络中的信息采集限制，使其能够做到将任意时间各个位置采集到的感知信息远距离传输至系统服务器进行进一步的处理。
        2.室内环境监测处理系统总架构
        2.1操作页面层
        操作页面层位于室内环境监测系统架构的最上层，主要面向用户和管理员。通过可视化界面，用户或管理员可以方便全面了解室内环境的状况，并且通过这些可视化界面，用户或管理员也可以进行相关业务操作和请求。该层主要包括了两种操作平台:安卓客户端、系统管理平台。

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安卓客户端主要用于室内网络环境监测的场景下，当用户所处位置的网络信号较差时，用户可以通过安卓客户端请求相关服务，移动智能体便会携带信号放大器来增强用户侧网络信号强度。系统管理平台主要用于室内物理环境监测的场景下，在此平台下，用户或管理员可以直接掌握室内各个位置的物理环境情况，当室内某处出现意外情况时，该平台也会及时进行告警，并作出相应的措施，现场的实时视频也可在该平台观看。
        2.2感知层
        感知层是平台对建筑各种数据进行获取的基础，该层主要包括环境监测模块(温湿度监测模块、二氧化碳浓度监测模块、甲醛浓度监测模块、光照度监测模块和可吸入颗粒物浓度监测模块)、能耗监测模块和网络中继单元等智能硬件;人员监测模块的功能是采集建筑各个空间单元内的人员状态数据;能耗监测模块可嵌入电表或插座中以测量电压、电流和用电量。硬件内部集成了WiFi模块，可通过网络层的通信协议与云服务器进行无线传输。为提高运维人员的工作效率，功能层基于云数据库中的海量数据，为监测平台提供API(应用程序编程接口)管理、泛在接入管理、设备管理、建筑信息管理、智能硬件信息管理、优化控制等功能。此外，平台服务层集成了一系列模块化的建筑物联网子系统，便于用户通过应用层的软件客户端获得各类服务。
        2.3功能管理层
        该层起到承上启下的作用。操作页面层的请求数据发往该层进行数据处理，信息数据发往该层进行数据存储，显示数据从该层获取;数据采集层的数据也会发往该层进行数据的存储;所有数据经过处理后引起的一系列后续操作指令的下发也由该层发起。该层主要由系统服务器构成。系统服务器是整个系统的核心，是系统的“大脑”，是整个系统的数据汇集点，数据在服务器里进行存储、处理、交互等一系列操作。
        3.室内无线环境监测系统设计
        系统的重要模块包含上电初始化模块、温湿度采集模块、气体采集处理模块、液晶显示模块、报警模块、无线收发模块。首先是对液晶屏初始化，预备显示有采集端采集到的温湿度数据，同时无线收发模块也实现初始化配置。之后接纳端开端不停地发送管制命令和地址，若有节点应答则将传输过去的数据显示。
        结语
        根据当下的科学技术与社会发展节奏而言，对室内空气质量的监管监督具有十分重要的社会意义、环保意义。即便是这一技术在我国的发展时间较短，还具有极大地提升空间，但是我们一定要提升对这项工作的关注程度，保证相关专业人士能够以积极主动的态度提升自身专业意识、完善专业能力，不断创新空气质量检测的方式方法，取长补短、博采众长，为我国行业内部发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]罗伟.室内空气环境质量检测与污染治理技术研究[J].建筑工程技术与设计,2019(29):3481.
[2]周易.室内环境空气质量监测与污染治理技术初探[J].建筑工程技术与设计,2019(29):3432.
[3]罗悦海.基于室内空气质量的室内环境设计研究[J].建筑与装饰,2019(12):16,19.
[4]刘浩.室内空气环境质量检测与污染治理技术研究[J].绿色科技,2018(18):80~81.