基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的設計研究

張海林，張笑

（臨沂市生態(tài)環(huán)境局費縣分局，山東 臨沂 273400）

隨著人們生活水平的不斷提高，生活和工作節(jié)奏逐漸加快，人們越來越重視自己的健康。在此背景下，作為人們活動的重要場所，室內環(huán)境質量將對人們的健康產生重大而持久的影響。室內環(huán)境質量的影響因素主要包括各種有毒有害氣體，如甲醛、苯等污染物。如何對這些有毒有害氣體進行有效監(jiān)測，已成為人們關注和研究的焦點和難點問題。室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的重要功能是有效地檢測出室內環(huán)境中可能危害人們身心健康的各種因素的必要前提，并為其采取適當、有效的應對措施提供條件保障。

以信息技術、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為代表的智能技術的不斷成熟使其在室內環(huán)境檢測中具有廣泛的應用價值和前景[1]。此外，室內環(huán)境質量不僅與人們的身心健康密切相關，更關系到人們的生活質量和工作效率。室內環(huán)境質量是保證室內人員舒適性的重要前提，室內環(huán)境質量利用互聯(lián)網(wǎng)平臺有效地將各種監(jiān)測設備集成到室內環(huán)境中，提高室內環(huán)境的健康、舒適性，可以最大限度地保證室內人員在工作和生活中的健康。基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)還可以有效地整合室內環(huán)境凈化系統(tǒng)，并在發(fā)現(xiàn)室內環(huán)境質量變差時自動凈化室內環(huán)境[2]。

總之，隨著人們對室內環(huán)境質量關注度的不斷提高，對室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的需求和研究也得到了顯著改善。對室內環(huán)境進行有效的監(jiān)測和調控，對保證室內人員的身心健康具有重要意義。借助于基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)，可以對室內環(huán)境進行有效的檢測和智能化、實時化、集成化的控制、管理，并輔以舒適度、空氣質量、溫度和照明等指標，更好地保證室內人員的舒適和健康[3]。因此，基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的研究具有重要的實用價值。

1 室內環(huán)境檢測的必要性和價值

1.1 室內環(huán)境檢測的必要性

首先，科學調查發(fā)現(xiàn)，人們一生中有80%的時間是在室內環(huán)境中度過的，所以室內環(huán)境的質量將直接影響人們的身心健康。其次，近70%的人類疾病與空氣污染有直接關系，室內環(huán)境中的空氣污染物含有大量致癌成分，室內環(huán)境中空氣污染成分至少是室外環(huán)境的4倍。因此，有必要對人們經(jīng)常居住的室內環(huán)境進行研究，以保證室內人員的身心健康。

1.2 室內環(huán)境試驗值

隨著人們生活節(jié)奏的加快，人們在繁忙的生活中需要一個更加健康舒適的室內環(huán)境。測試室內環(huán)境可以更好地幫助人們的工作和生活。傳統(tǒng)的室內環(huán)境主要是滿足人們的基本使用需求，但對其功能性，特別是室內環(huán)境的舒適性和健康性的關注較少。隨著信息技術在各個領域的深入應用，特別是在室內環(huán)境檢測領域，極大地擴展了室內環(huán)境檢測的靈活性、智能性和可執(zhí)行性。

2 基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)設計

2.1 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的傳感器設計

傳感器作為室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的重要組成部分，主要實現(xiàn)室內環(huán)境參數(shù)的測量，并將測量信號轉換成具有一定精度的電量信號輸出?；诨ヂ?lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)傳感器具有體積小、功耗低、信號傳輸距離長等優(yōu)點。其工作原理載于下圖1。其中，引腳1連接到正極電源，引腳2是數(shù)據(jù)終端，直接連接到單片機。此外，為了進一步改善傳感器系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在電源和引腳2之間連接了一個電阻，內部設置了一個校準箱以提高數(shù)據(jù)的準確性，引腳4接地。

圖1 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的傳感器結構

2.2 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的檢測過程

基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)對系統(tǒng)進行初始化，采集室內環(huán)境溫度、濕度、空氣質量等參數(shù)的數(shù)據(jù)信息。其次，通過讀取和數(shù)值轉換要采集的室內環(huán)境參數(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。此外，當室內環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的結果超過系統(tǒng)設定的閾值時，即當室內環(huán)境質量較差時，系統(tǒng)將觸發(fā)報警程序并發(fā)送報警信息，方便室內人員進一步處理室內環(huán)境?；诨ヂ?lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的檢測過程如下圖2所示。

圖2 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的檢測過程

2.3 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

作為基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的重要組成部分，采集室內環(huán)境參數(shù)是進行室內環(huán)境分析的重要前提。室內環(huán)境參數(shù)的獲取要求系統(tǒng)具有以下功能。首先，該檢測系統(tǒng)對室內環(huán)境參數(shù)具有很強的選擇性，對無害氣體無反應，對有害氣體檢測靈敏度高。二是系統(tǒng)可靠性高，能長時間穩(wěn)定、可靠地工作。此外，該檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置應具有成本低、可維護性強的典型優(yōu)點。室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置主要由室內環(huán)境檢測探頭和傳感器組成，通過電流電壓轉換器和A/D轉換器將室內環(huán)境中的有害氣體信號轉換成可執(zhí)行的輸出電信號。傳感器電阻值與室內環(huán)境檢測系統(tǒng)氣體濃度的關系見公式1。

2.4 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的模塊設計

當互聯(lián)網(wǎng)平臺上的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)檢測到室內環(huán)境參數(shù)超過設定的報警閾值時，傳感器將信息傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺并觸發(fā)報警系統(tǒng)，加速室內環(huán)境參數(shù)信息的傳輸，發(fā)布實時預警。其次，利用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺，自動上傳室內環(huán)境節(jié)點數(shù)據(jù)，用戶只需通過網(wǎng)絡即可實現(xiàn)對監(jiān)控節(jié)點的實時監(jiān)控。室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的報警模塊主要由主控、檢測、顯示、控制和供電模塊組成。檢測模塊能自動檢測和控制室內溫度、濕度和有害氣體濃度。室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的警報模塊結構如圖3所示。

圖3 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)報警模塊的結構

3 基于網(wǎng)絡平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的應用

3.1 互聯(lián)網(wǎng)平臺的利用

利用移動應用、網(wǎng)絡多媒體終端等多種網(wǎng)絡化信息平臺，實現(xiàn)室內環(huán)境檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互聯(lián)和共享，實現(xiàn)室內檢測數(shù)據(jù)與云數(shù)據(jù)的匹配，從而有效地識別室內環(huán)境質量。例如，基于仿生學的圖像傳感器、CCD及其基本單元MOS電容器、金屬電極、氧化物和半導體被用來實現(xiàn)室內環(huán)境檢測建模。通過智能算法得到室內環(huán)境顏色變化點、參考點和顏色變化校正響應值的穩(wěn)定性曲線。

3.2 室內環(huán)境檢測系統(tǒng)使用程序

首先，基于互聯(lián)網(wǎng)平臺，在室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的主界面上選擇設備模型和室內污染物類型。其次，借助多媒體設備，獲得各種參數(shù)，生成坐標點，得到點值。

4 結論

總之，基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)能夠實時、快速地檢測室內環(huán)境質量，并將檢測結果及時推送給相關人員，極大地方便了用戶的查看和利用。通過對室內環(huán)境檢測的必要性和價值的分析，體現(xiàn)了室內環(huán)境檢測的重要性和緊迫性，而基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的室內環(huán)境檢測系統(tǒng)的應用具有可行性。