基于物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)微型健康環(huán)境監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)

文/黃俊英 李明輝

當(dāng)前在人們的生活中，空氣質(zhì)量屬于重要的關(guān)注問(wèn)題，尤其是京津冀地區(qū)是全國(guó)空氣質(zhì)量最差的。其中主要涉及到河北、山西、天津、河南與山東這幾個(gè)省市，其優(yōu)良的比例不到一半。國(guó)家對(duì)于生態(tài)環(huán)境的重視程度也逐漸的加強(qiáng)，針對(duì)公共場(chǎng)所中的大氣污染治理政策逐漸的出臺(tái)。另外，人們大部分人們主要都是待在室內(nèi)，因此對(duì)于辦公室與居室環(huán)境提高了關(guān)注的力度。例如：室內(nèi)空氣的長(zhǎng)時(shí)間不流通，房屋裝修之后或者購(gòu)買(mǎi)新家具之后就會(huì)發(fā)生環(huán)境的污染。

1 室內(nèi)微型健康環(huán)境監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)概述

室內(nèi)微型健康環(huán)境監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)中對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，主要是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。系統(tǒng)中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)室內(nèi)外的溫度與甲醛與PM2.5等進(jìn)行識(shí)別、記錄并且存儲(chǔ)，逐漸的形成房間環(huán)境數(shù)據(jù)的分析報(bào)告。另外，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理，可以形成獨(dú)立的室內(nèi)數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)區(qū)域的室內(nèi)數(shù)據(jù)分析，從而了解城市中的不同地區(qū)環(huán)境情況，為環(huán)境的發(fā)數(shù)據(jù)分析提供重要的參考。

2 系統(tǒng)調(diào)研及可行性分析

2.1 系統(tǒng)調(diào)研

（1）對(duì)室內(nèi)中的溫度、甲醛、PM2.5中的各項(xiàng)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)收集與上產(chǎn)。

（2）通過(guò)對(duì)云端服務(wù)器平臺(tái)對(duì)傳感器中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、記錄并且存儲(chǔ)。

（3）通過(guò)數(shù)據(jù)展現(xiàn)功能形成對(duì)室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的分析，從而得知室內(nèi)外環(huán)境的情況，這是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)環(huán)境管理的基礎(chǔ)。

（4）通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)的收集與匯集為一體，可以單獨(dú)的記錄室內(nèi)的單點(diǎn)數(shù)據(jù)，在以后的推廣中可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，從而了解不同城市的區(qū)域環(huán)境，提供環(huán)境大數(shù)據(jù)的分析與參考。

（5）以后還可以以這一為基礎(chǔ)，建立智能家居的管理平臺(tái)，通過(guò)無(wú)線的通信與自動(dòng)化技術(shù)、紅外線控制等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行功能的拓展。通過(guò)智能化家居設(shè)施的使用，促進(jìn)室內(nèi)管理環(huán)境的監(jiān)測(cè)。

2.2 系統(tǒng)總體目標(biāo)

室內(nèi)微型健康環(huán)境監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)中通過(guò)獨(dú)特的觀察視角，提醒人們需要關(guān)注到室內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)情況，減少室內(nèi)空氣中污染情況對(duì)身體健康造成的傷害。通過(guò)方便與簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的收集與分析。另外利用共享實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)環(huán)境大數(shù)據(jù)的處理。除此之外，在后期的維護(hù)上回比較簡(jiǎn)單、使用成本較低、工作效率較高。

2.3 技術(shù)可行性分析

這一系統(tǒng)中還可以通過(guò)傳感器的數(shù)據(jù)采集與物聯(lián)網(wǎng)通信傳輸與數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用等管理系統(tǒng)。利用各種的傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集，然后進(jìn)行匯總，使用PHP+MYSQL技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。PHP技術(shù)的語(yǔ)言簡(jiǎn)單、具有強(qiáng)大的功能。而另外的MYSQL技術(shù)是非常好的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使用比較方便，性能很穩(wěn)定。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外很多的致命網(wǎng)站中對(duì)這一技術(shù)的使用非常的普遍。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 功能模塊簡(jiǎn)介

3.1.1 登錄模塊

這一模塊可以根據(jù)用戶(hù)的使用需求設(shè)置用戶(hù)名與密碼，之后用戶(hù)可以通過(guò)輸入賬號(hào)信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行匹配。

3.1.2 系統(tǒng)的管理

結(jié)合使用需求設(shè)置不同的用戶(hù)使用權(quán)限，只有相匹配的管理界面才可以進(jìn)入操作。

3.1.3 數(shù)據(jù)的前臺(tái)展示功能可以結(jié)合用戶(hù)的使用需求展示出不同權(quán)限的用戶(hù)信息訪問(wèn)操作。

3.1.4 系統(tǒng)管理模塊的設(shè)計(jì)

作為管理人員需要對(duì)用戶(hù)的信息、傳感器信息與區(qū)域信息、位置信息等等進(jìn)行對(duì)應(yīng)的添加、修改、刪除與匯總等等操作。

3.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.2.1 感知控制層設(shè)計(jì)

這一層的主要作用就是對(duì)室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行感知，記錄相關(guān)電氣設(shè)備的使用情況。其中主要有溫度傳感器、濕度傳感器與甲醛傳感器等等，通過(guò)對(duì)應(yīng)設(shè)備對(duì)空氣中的物質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，然后逐一的上傳到核心的處理單元中。

3.2.2 接入層的設(shè)計(jì)

這一層中的主要設(shè)備就是室內(nèi)核心的處理單元，單元主要是將感知控制層中的各種傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過(guò)終端發(fā)送到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)并且給服務(wù)器或終端轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制。

3.2.3 互聯(lián)網(wǎng)層設(shè)計(jì)

互聯(lián)網(wǎng)層的設(shè)計(jì)中主要是對(duì)室內(nèi)中央核心處理單元中的網(wǎng)關(guān)聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

3.2.4 服務(wù)管理層的設(shè)計(jì)

這一層的主要作用就是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器其中包含了Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器等等。應(yīng)用服務(wù)器中主要負(fù)責(zé)室內(nèi)各個(gè)中央核心處理單元網(wǎng)關(guān)的定時(shí)通信，通過(guò)處理器獲取相關(guān)的信息。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到室內(nèi)的環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)中，可以促進(jìn)室內(nèi)環(huán)境的掌握與控制。從而確保居民的生命安全與環(huán)境的質(zhì)量，這也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵與基礎(chǔ)。