1 引言
目前，我国正处于城市建设的快速发展期，各类生产活动每天都在众多的、分散的地点同时进行着。而环保部门人员数量有限，不可能每天都到各个施工地点去巡查，因此，对众多分散的生产活动现场进行远程监控，及时发现违反防尘要求、出现扬尘污染的地点并及时处理，无疑是监管环境污染的有效途径。然而，传统的视频监控一方面呈现的图像分辨率极为有限，不利于对现场情况的准确辨别；另一方面，远程视频监控需要较高的通信网络带宽做支持，往往需要铺设专门的光纤或电缆、租用昂贵的通信信道；可是生产活动地点数量众多、地理分布复杂，且对于环境监控只是阶段性的需求，为此部署大量的视频监控点无疑会给环保部门带来庞大的资金压力，为国家带来不必要的资金消耗。环境监测是物联网应用的一个方向，欧、美、日等少数发达国家的研究起步较早，在环境监测方面拥有较多的技术方法和经验。基于物联网的环境监测系统融合了多种技术手段，包括了传感器技术、云平台、大数据等，这也是目前比较热门的研究领域。
2 系统方案设计
物联网平台采用中国移动物联网开发平台OneNET实现，环境监测设备通过NB-IoT或WIFI等无线通信手段将数据上传至云平台，通信协议采用MQTT；监测平台采用ThinkPHP框架搭建，通过OneNET提供的API实现数据的读取；本地服务器测试采用Wampserver搭建，集成了Apache服务器、PHP及MySQL数据库；微信小程序采用微信开发者工具；所有环境搭建在64位windows7计算机上。
2.1 业务流程
中国移动的OneNET云平台提供了物联网设备的快速接入及数据上传，并且提供了丰富的API供开发者调用，在此基础上实现特定需求的二次开发。本系统正是在此基础上开展，实现了用于环境监测的系统。
系统将OneNET平台的数据以列表或仪表的形式直观的展示给使用者，并结合百度地图显示设备的位置信息，同时可以查看监测设备的历史数据和报警信息，配合微信小程序实现移动设备端的数据查看，使得用户更方便快捷的了解监测数据的变化。当然，本系统还有需要改进的地方，如增加视频监控功能，允许用户查看监测点的视频图像；使用OneNET VIEW实现大屏的显示功能等。
系统的业务流程如图2-1所示：
图2-1 监测平台业务流程
2.2 功能介绍
图2-2 程序主界面
程序主界面如图2-2，由六部分组成：1）红色区域为设备总体情况，包括设备总数、在线设备、报警设备和离线设备数量的显示；2）橙色区域为设备列表，可以分区域显示设备，通过图标颜色表示设备在线情况，灰色为离线状态，绿色为在线状态；3）绿色区域为设备位置信息，定位是被的实时位置，点击设备列表中的设备可以快速定位；4）蓝色区域为选中设备的基本信息，包括设备的名称，设备ID，创建时间，最后在线时间及采用的通信协议；5）白色部分为功能按钮，切换不同的页面；6）紫色区域为弹窗按钮，显示图2-3。
图2-3 设备最近一次数据的显示
图2-4 实时数据页面
实时数据页面如图2-4所示，此页面以仪表形式显示选中设备的实时数据，后台每3秒钟刷新一次数据，可以实时监控设备监测环境参数的变化。
图2-5 a)历史数据查询 b) 历史位置信息
历史数据查询界面如图2-5 a)所示，可以查询选中设备相关参数在某一时段的历史数据，用于查看某一监测区域内数据的变化趋势；2-5 b)用于查询某段时间内设备的位置信息，主要目的是防止设备被人为移动。
图2-6 报警信息查询
图2-7用于查询报警信息，可以查询监测设备总的报警信息，也可以单独查询选中设备的报警信息或在某一时段内所有的报警信息。
项目同时开发了微信小程序用于移动设备的数据查看。
图2-7 a)设备信息 b)选中在线设备信息 c)选中设备历史数据查询 d)报警信息
图2-7中a)用于查看设备的状态信息，包括设备的总量、在线和离线设备及最近一周的报警信息，同时采用饼状图表示设备状态比例，其中在线设备、离线设备和最近一周报警可以跳转到新页面，以列表形式显示详细信息；b)图是选中的在线设备详细信息，包括显示设备的实时位置及重要的参数信息；c)图是选中在线设备最近一周的历史数据，上方图表同时显示TPS、PM10和PM2.5三组数据，下方图表显示噪声历史数据；d)用于查看最近一周报警设备的详细信息，显示报警设备的位置信息及报警参数最近一周的历史数据。
2.3 系统实现
本系统是基于中国移动OneNET物联网平台开发的，监测设备将数据上报给OneNET平台，环境监测平台通过调用API实现数据的迁移，并以仪表、图表等形式展示，同时可通过微信小程序实现移动设备的数据查看。
监测设备采用EVB_M1开发板以，STM32L407为核心，扩展相关传感器实现数据采集，BC95为无线通信模块，采用MQTT通信协议实现数据上报，开发环境为stm32cubeMX和Keil，图2-8是在BC95的基础上实现MQTT通信协议的部分代码。
图2-8 MQTT协议部分代码
数据上传至OneNET平台后，环境监测平台通过调用API实现数据迁移。环境监测平台采用ThinkPHP框架搭建，是MVC结构的开源PHP框架，遵循Apache开源协议，本地测试环境采用Wampserver集成环境，后期将网站部署到新浪云SAE。微信小程序与监测平台公用后台服务器，通过调用OneNET平台的API获取数据，并搭载百度地图和WX-CHART及E-CHART组件实现位置显示和图表显示。
3结论
通过上述研究，环境监测设备接入OneNET物联网开发平台，通过API调用数据，无需搭建复杂的数据服务器；监测平台将数据以仪表、地图、图表的形式展示，更加直观；小程序实现移动设备上的快速数据查看。结合物联网开发平台，提高系统的安全性与稳定性；微信小程序使用灵活方便，实现移动端的快速数据查看。针对不同的检测环境，通过更换传感器可实现快速的项目部署，云平台可根据不同的需求创建不同的产品类型，数据的接入快速方便；环境监测云平台采用ThinkPHP框架搭建，能够实现快速的检测内容转换，同时配合功能多样的可视化组件，实现数据的直观及美观的展示。
参考文献：
[1] 刘晓剑.基于Onenet的物联网监控系统[D].郑州大学.2016.
[2] 邓怀俊,邓杰.基于OneNET云平台的物联网监控系统[J].单片机与嵌入式系统应用.2019年09期.
[3] 陈宝远,褚庆文,孙忠祥,罗中明.一种基于OneNet设备云的智能硬件组网方法[J].哈尔滨理工大学学报.2017年05期.
[4] 尤琦涵,陈兆仕,张沁.OneNET云平台WiFi远程控制的智能教室系统[J].单片机与嵌入式系统应用.2017年10期.
[5] 戴一平.MVC设计模式在PHP开发中的应用[J].计算机与现代化.2011年03期.
作者简介：黄夫海（1979-），山东临沂人，讲师，硕士，主要研究工作：计算机应用，自动控制
通讯作者：黄夫海，Tel:15006598509,E-mail: hfh8130@163.com
