室内气体质量监测系统的物联网服务平台设计与开发

发布时间：2017-08-13 09:03

  本文关键词：室内气体质量监测系统的物联网服务平台设计与开发

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【摘要】：当今世界,经济的快速发展导致环境问题越来越严重,呼吸道疾病开始蔓延,空气质量问题亟待解决,环境问题引起了越来越多的关注。空气质量是与人们日常生活联系最紧密的环境指标之一,室内空气质量直接关系到我们居家的健康。气体质量的好坏是制定治理措施的关键因素,气体质量检测成为解决空气质量问题的关键技术之一。目前室内气体质量检测方案很多,大都采用短距离无线传输技术,必须要人员到现场参与监测,无法实现长时间、随时监控。在这个背景下,本文提出一种基于互联网的室内气体质量监测系统,采用无线网络技术,实现本地环境数据采集,通过无线网络技术,将环境数据(湿度、温度、PM2.5、TVOC、甲醛)实时传输到远程数据中心服务器,最终用户可以通过客户端或者微信实时关注室内环境状态。本文具体工作如下:1、根据系统的功能需求和技术指标,设计了系统的整体方案,包括下位机硬件和系统平台两部分。其中硬件采用ARM架构,系统平台采取客户端/服务器的架构。2、分别介绍了下位机系统的各部分电路设计,并对设计中的一些技巧与要点进行了说明,完成了系统硬件平台的设计。3、开发了ARM的主控程序,采用了结构化的编程方法,首先给出了软件的整体流程图,然后介绍了各部分模块的功能及实现方法,并给出了流程图。4、开发了的系统的服务器端程序,服务器程序负责各个数据采集模块上传数据的管理、分类、数据处理、存储等工作,是整个系统的中心。5、开发了PC机的客户端程序。用户可以通过客户端远程监控监测区域的环境信息、查看历史数据、查看数据曲线,实现远程报警等功能。为了方便在手机上随时查看监测区域数据,本系统接入了微信公众平台。6、提出了室内空气质量评价综合指数的概念,并给出了基于本系统的综合评定算法,可以综合评价空气品质等级。7、进行全面软硬件的调试和测试,验证了系统平台的可行性及测试数据的可靠性。论文最后,对所做的工作进行了总结,并提出了设计中的不足,以及进一步优化的方法。
【关键词】：互联网 远程监控 气体成分检测 空气质量
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 课题研究背景及意义16-17
• 1.1.1 课题背景16-17
• 1.1.2 课题研究的实际意义17
• 1.2 室内空气质量监测设备的国内外研究现状17-19
• 1.3 本文的目标及研究内容19-22
• 1.3.1 本文的目标19
• 1.3.2 本文的研究内容及安排19-22
• 第二章 系统总体设计22-28
• 2.1 系统的整体结构设计22-23
• 2.2 系统各个模块功能简介23-27
• 2.2.1 下位机数据采集模块23-24
• 2.2.2 无线网络模块24-25
• 2.2.3 Internet网络25
• 2.2.4 数据服务处理中心模块25-26
• 2.2.5 客户端软件模块26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 硬件系统设计28-44
• 3.1 功能需求及指标要求28
• 3.2 系统总体电路设计28-30
• 3.3 基础外围电路设计30-32
• 3.3.1 电源电路模块30-31
• 3.3.2 按键电路模块31-32
• 3.3.3 LCD显示模块电路的设计32
• 3.4 检测与控制电路设计32-38
• 3.4.1 主控芯片与传感器选型32-36
• 3.4.2 检测与控制电路实现36-38
• 3.5 数据传输电路设计38-42
• 3.5.1 数据传输网络选型38-39
• 3.5.2 数据传输芯片选型及电路设计39-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 系统软件设计及算法研究44-72
• 4.1 下位机程序设计44-49
• 4.1.1 下位机程序整体设计44-46
• 4.1.2 数据采集与处理模块程序设计46-49
• 4.2 服务器程序的总体设计49-51
• 4.3 服务器的软件开发51-56
• 4.3.1 监听模块原理及实现方法51-53
• 4.3.2 解析模块的原理及实现方法53-54
• 4.3.3 数据处理模块的原理及实现过程54-55
• 4.3.4 存储模块的原理及实现过程55-56
• 4.4 客户端的软件开发56-62
• 4.4.1 客户端程序的总体设计57
• 4.4.2 客户端的UI设计57-61
• 4.4.3 微信公众平台开发61-62
• 4.5 服务器的架设与配置62-64
• 4.5.1 服务器的体系架构选型62
• 4.5.2 服务器公网IP的配置与端口映射的解决方案62-64
• 4.6 数据库系统表结构的搭建64-65
• 4.7 室内空气质量评价综合指数及其算法研究65-70
• 4.7.1 室内空气品质65
• 4.7.2 室内空气质量评价综合指数65
• 4.7.3 室内空气质量评价综合指数等级评价体系的建立65-67
• 4.7.4 室内空气质量评价综合指数的算法研究67-70
• 4.8 本章小结70-72
• 第五章 系统调试72-82
• 5.1 系统测试方案72-73
• 5.2 系统测试实验73-81
• 5.2.1 实验一验证采样数据的正确性与灵敏性73-78
• 5.2.2 实验二验证系统平台基本功能78-81
• 5.3 本章小结81-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 作者简介90-91

【参考文献】

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本文编号：666450