1 引言
互联网的普及和应用引发了全新的信息革命和产业革命,目前物联网的时代已经到来了,智能家居、智能交通、智慧城市等等应用如雨后春笋般铺展开来。尽管目前国家已经在大部分城市安装了PM2.5监测设备,通过相关的网站和应用我们可以实时地掌握相关资讯,但是毕竟这些监测点是相对城市之间设立的,区域范围比较大,不能确切的分析出具体某一个地方的污染指数,特别是像学校、工厂等人口密度比较大的场所。
2 设计内容
本项目主要实现室内环境指标监控,包括温度、湿度、PM2.5、甲醛、二氧化碳等;室外环境指标监测,包括风速、风向、噪声、温湿度、PM2.5/10、甲醛、苯类气体等;展示功能: LED显示、WEB端及移动终端显示数据采集及分析情况、传感器布置点位示意图等;信息推送功能,包括远程APP 及移动终端和web端推送给多用户,室内实时数据+室外环境参数+公共室外空气质量功能等。
3 架构设计
本系统框架如图1,主要包括:
(1)采集层实现对房间内各区域的温度、湿度、PM2.5浓度、PM10浓度以及甲醛浓度的数据采集,对采集数据进行分析处理,并将处理好的数据通过无线模块OBLOQ使用MQTT协议发送至Easy IOT,从而实现采集层至汇聚层的无线传输。
(2)汇聚层:负责汇总采集层中各终端检测节点上传的数据,并对终端数据进行分析判断,将处理正确的数据通过HTTP协议与用户APP连接,从而实现汇聚层与传输层之间数据的传输。
(3)应用层中的服务器对汇聚层上传的数据进行分析和储存。手机APP通过HTTP网络协议与服务器完成数据远程交互,用户通过手机APP对室内环境空气质量 实时远程检测。
(4)OBLOQ 是一块能够连通iot 网站和主控板通讯的中间件。在wifi环境下,主控板通过OBLOQ模块能连上互联网,按时发送设备数据或者接收远端控制指令。
(5)Easy IOT是一个物联网平台,物联网将嵌有电子设备、软件、传感器和执行器的物理设备与云相连,并且彼此相连。设备通过不同的协议进行通信,并且 MQTT 等许多协议可以支持间歇性连接并降低网络带宽要求。
图1 系统框架
4 系统实现
(1) 环境指示界面:该界面实时展示了所有传感器的当前数据值,并能根据每个传感器的阈值判断是否应该警告。
(2) 实时数据图表界面:该界面通过实时图表的方式展示了每个传感器的数据值。
(3) 传感器阈值设置:每个传感器的最大值和最小值,客户端可以进行设置,系统会根据这些阈值来判断是否进入告警状态。
(4) 历史数据展示界面:客户端将读取到的传感器数据存储到数据库,用户可以通过选择传感器类型和时间段,从数据库中读取历史数据,然后以图表达方式进行展示。
图2 系统功能
5 结束语
本系统是以OBLOG物联网平台为基础,通过软、硬件的配合来实现对校园温湿度,甲醛,PM2.5浓度等环境的监测。项目的设计和研究,让我们通过高科技的手段来监测环境污染的点滴变化,同时提高校园管理的信息化水平。
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