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環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案范文第1篇

關(guān)鍵詞：防衛(wèi)安全；建筑外環(huán)境；油田小區(qū)

1油田小區(qū)建筑外環(huán)境防衛(wèi)安全方面存在的問(wèn)題

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷發(fā)展，油田小區(qū)的安全問(wèn)題越來(lái)越成為小區(qū)業(yè)主關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前我國(guó)城市外來(lái)務(wù)工人員逐年上升，貧富差異懸殊、經(jīng)濟(jì)關(guān)系復(fù)雜，酒后滋事、腐化墮落的問(wèn)題日前突出，給財(cái)富監(jiān)督工作帶來(lái)的巨大的挑戰(zhàn)。因此，油田小區(qū)防衛(wèi)機(jī)構(gòu)需要結(jié)合起用各種手段，通過(guò)科學(xué)合理的防衛(wèi)安全設(shè)計(jì)來(lái)為小區(qū)業(yè)主營(yíng)造一個(gè)安全的生活環(huán)境。

2改善油田小區(qū)建筑外環(huán)境安全狀況的有關(guān)策略

2.1強(qiáng)化領(lǐng)域氛圍的營(yíng)造

對(duì)于油田小區(qū)來(lái)說(shuō)，領(lǐng)域氛圍營(yíng)造工作重點(diǎn)在于建筑物、土地以及使用者綜合采取各種措施，對(duì)建筑物以及土地進(jìn)行科學(xué)、合理的控制，在此基礎(chǔ)上營(yíng)造出適合業(yè)主生存的空間意向。人與其他動(dòng)物都存在一種領(lǐng)域性思維，尤其是對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，普遍希望有一個(gè)固定不變的自主活動(dòng)區(qū)域，使人類日常生活各方面的生活需求得到滿足。因此，對(duì)于人類社會(huì)來(lái)說(shuō)，則需要有專門人員對(duì)群體的生活空間進(jìn)行有針對(duì)性的改造與控制，這是人類幾千年來(lái)的社會(huì)習(xí)慣，以是當(dāng)前我國(guó)普遍的一種社會(huì)現(xiàn)象。建筑外環(huán)境設(shè)計(jì)則需要對(duì)小區(qū)環(huán)境進(jìn)行有效的控制與改造，將小區(qū)的防衛(wèi)性質(zhì)人格化，使小區(qū)居民在日常生活中對(duì)小區(qū)環(huán)境有體現(xiàn)出一種歸屬感，使小區(qū)居民的領(lǐng)地意識(shí)得到釋放與寄托。同時(shí)，也能夠加強(qiáng)社會(huì)居民在日常生活中的安全防衛(wèi)意識(shí)，從個(gè)體上提高安全防衛(wèi)水平。因此，許多小區(qū)開(kāi)始在小區(qū)周圍建立一定的指示物與標(biāo)示性建筑，強(qiáng)化空間元素以及空間概念。同時(shí)，為了提高小區(qū)活動(dòng)的自由度，還可以營(yíng)造小區(qū)緩沖區(qū)與過(guò)渡區(qū)，形成濃厚的領(lǐng)域氛圍。

2.2創(chuàng)造自然監(jiān)視條件

為了提高小區(qū)環(huán)境的安全性，則需要提高小區(qū)環(huán)境在視覺(jué)上的開(kāi)放性，方便小區(qū)居民以及管理人員對(duì)小區(qū)環(huán)境進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)視，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小區(qū)安全指數(shù)的提高。由于人類的反應(yīng)與行為是在意識(shí)的支配下產(chǎn)生的，在一個(gè)監(jiān)視條件便利的環(huán)境下，人的行為更加能夠符合社會(huì)的一般規(guī)范，有效抑犯罪心理。尤其是對(duì)于企圖犯罪的危險(xiǎn)分子，即使犯罪行為十分堅(jiān)定，也可能因?yàn)樽靼腑h(huán)境不佳而放棄作案。同時(shí)，一個(gè)良好的自然監(jiān)視條件也能夠給小區(qū)居民創(chuàng)造一個(gè)良好的監(jiān)視條件，相關(guān)的監(jiān)視活動(dòng)是在自動(dòng)自發(fā)的條件下進(jìn)行的，能夠提高小區(qū)居民的監(jiān)視意識(shí)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，自然監(jiān)視的影響因素主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：一方面是周邊建筑形容位置、建筑出入口、活動(dòng)空間以及沿街建筑等。在對(duì)形容位置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮到采光以及通風(fēng)等方面的需要外，還要考慮了形容位置的視野監(jiān)視情況。由于油田小區(qū)建成較早，形容面積較小、外墻墻體較厚，可視范圍受到了較大的限制，小區(qū)居民的自主監(jiān)視無(wú)法保證充分的連續(xù)性。另外，小區(qū)內(nèi)人工種植的樹(shù)木過(guò)于茂盛也會(huì)阻礙監(jiān)視視線，油田小區(qū)管理人員需要對(duì)小區(qū)植物進(jìn)行定期的修剪，在改善監(jiān)視環(huán)境的同時(shí)也能夠給居民創(chuàng)造良更加廣闊的活動(dòng)空間。

2.3開(kāi)放空間的安全性設(shè)置

兒童與老人是小區(qū)空間活動(dòng)的主要人群，開(kāi)放空間的設(shè)置需要重點(diǎn)加強(qiáng)兒童與老人活動(dòng)安全性方面的考慮。高齡群體普遍不喜喧鬧，活動(dòng)節(jié)奏緩慢，空間環(huán)境的設(shè)置應(yīng)以安靜、閑適為宜，可多設(shè)置一些座椅、木桌等設(shè)施。兒童活動(dòng)空間要體現(xiàn)出益智性與趣味性等方面的特點(diǎn)，地面鋪裝須選用質(zhì)地柔軟的材料，提高兒童活動(dòng)的安全性。兒童與老人的活動(dòng)場(chǎng)所應(yīng)盡量靠近建筑物，根據(jù)就近原則，方便業(yè)主與管理人員對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)護(hù)。

2.4拐角空間的處理

小區(qū)管理人員需要在拐角處區(qū)域設(shè)置反光鏡，使居民能夠了解拐角處身后的人行以及車輛動(dòng)態(tài)。對(duì)于部分空間面積較大的區(qū)域，拐角處可以設(shè)置一些圍欄或綠化帶，給居民在轉(zhuǎn)變處的視野有一個(gè)緩沖的過(guò)程，能夠?qū)ν蝗怀霈F(xiàn)的車輛以及行人進(jìn)行預(yù)判。采用攝像設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備對(duì)拐角處進(jìn)行監(jiān)控，使管理人員能夠?qū)战翘幩霈F(xiàn)的狀況進(jìn)行及時(shí)的處理。

2.5改造道路系統(tǒng)平面

當(dāng)前我國(guó)居民小區(qū)道路在形態(tài)上以筆直交叉為主，這種設(shè)置方案是以方便機(jī)動(dòng)車輛出行為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)的，提高車輛行駛速度的同時(shí)也給行人安全造成不利影響。因此，道路交叉處需要設(shè)置指牌提醒車輛減速慢行，也可以在居民活動(dòng)區(qū)域設(shè)置減速裝置對(duì)行車速度進(jìn)行控制，兩個(gè)相鄰的減速裝置最長(zhǎng)不超過(guò)100米。具體的道路系統(tǒng)改造方法主要為以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)車輛活動(dòng)比較活躍的區(qū)域進(jìn)行局部縮小處理，縮窄車輛行駛道路的寬度，通過(guò)心理暗示的方法使司機(jī)減速慢行。第二，當(dāng)穿越性道路與盡端中的連接比較明確時(shí)，司機(jī)的視覺(jué)通透性比較良好，區(qū)域安全性較高。若道路與道路之間的連接情況比較復(fù)雜，道路安全性則會(huì)受到影響。因此，在道路走向設(shè)置方面應(yīng)多以居住區(qū)為盡端，這種道路系統(tǒng)設(shè)置方法既能夠從根本上控制車輛行駛的速度，也能夠提高小區(qū)的整體封閉性，尤其是對(duì)于犯罪人員來(lái)說(shuō)，大大降低了其駕車逃跑的可能性，同時(shí)也能夠提高小區(qū)業(yè)主的領(lǐng)域感。

3結(jié)語(yǔ)

環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案范文第2篇

關(guān)鍵詞：ZigBee技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；傳感器

0 引言

ZigBee技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的自組網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)，節(jié)點(diǎn)之間可很方便的進(jìn)行組網(wǎng)通信，有效的解決了單點(diǎn)無(wú)線傳輸?shù)木嚯x問(wèn)題。諸多事故的發(fā)生都源于未知，室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測(cè)對(duì)于生產(chǎn)和生活都具有重大意義。本文為室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)提供了一套完整的解決方案，并給出了相應(yīng)的闡述。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)接收處理主機(jī)。節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)室內(nèi)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)，包括溫濕度檢測(cè)模塊、煙霧檢測(cè)模塊、可燃?xì)怏w檢測(cè)模塊以及PM2.5檢測(cè)模塊；采用單片機(jī)負(fù)責(zé)檢測(cè)的控制，并將采回的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee模塊送出。ZigBee每個(gè)節(jié)點(diǎn)都自動(dòng)分配唯一的ID，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)，一共可擴(kuò)展管理多達(dá)65000個(gè)節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理主機(jī)主要負(fù)責(zé)接收每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包含顯示模塊、人機(jī)交互設(shè)置模塊、報(bào)警輸出模塊和聯(lián)動(dòng)控制模塊。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示，給出了單個(gè)節(jié)點(diǎn)的組成框圖和主機(jī)的組成框圖，節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)可根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴(kuò)展。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

基于ZigBee技術(shù)的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 主要采用了DHT11溫濕度傳感器、煙霧傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、夏普PM2.5灰塵傳感器。

2.1 溫濕度傳感器

設(shè)計(jì)采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11進(jìn)行溫度和濕度的檢測(cè)。DHT11是一款復(fù)合型溫濕度傳感器，采用單總線方式直接送出溫度和濕度值，使用時(shí)只需要電源和任意一個(gè)I/O口配合上拉電阻便可對(duì)其操作和訪問(wèn)。DHT11供電范圍為3.3-5.5V，可以很方便的應(yīng)用于各種單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)。DHT溫度測(cè)量范圍為0-50度，濕度為20%-90%RH，完全滿足室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。

DHT11接口電路如圖2所示。

2.2 氣體傳感器

設(shè)計(jì)采用電阻型MQ-2氣體傳感器對(duì)空氣中的煙霧和可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測(cè)。MQ-2氣體傳感器采用二氧化錫氣敏材料進(jìn)行氣體的檢測(cè)。二氧化錫在純凈的空氣中電導(dǎo)率很低，一旦空氣中有其他氣體的存在，其電導(dǎo)率隨空氣中氣體的濃度增加而增加，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路便可將氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。MQ-2傳感器不但對(duì)如液化氣、甲烷、氫氣等可燃?xì)怏w靈敏度很高，而且對(duì)煙霧也有著理想的響應(yīng)曲線。

MQ-2氣體傳感器測(cè)試電路如圖3所示。傳感器需要提供加熱電壓進(jìn)行預(yù)熱，加熱過(guò)程大概30秒，然后便可以正常輸出。加熱電壓和電源可采用統(tǒng)一電源供電，選擇合適的負(fù)載電阻即可。

2.3 PM2.5灰塵傳感器

PM2.5檢測(cè)采用了日本夏普公司的GP2Y1010AU0F灰塵傳感器，該傳感器電壓輸出與灰塵濃度具有良好的線性關(guān)系。傳感器采用光學(xué)方式進(jìn)行灰塵的檢測(cè)，通過(guò)控制內(nèi)部LED發(fā)光時(shí)間然后檢測(cè)對(duì)應(yīng)光學(xué)腔內(nèi)接受到的光強(qiáng)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部相應(yīng)的放大處理從而得到對(duì)應(yīng)的電壓。傳感器采用5V供電，輸出電壓范圍為0.75-3.5V，對(duì)應(yīng)的灰塵濃度為0-0.5mg/m3，輸出電壓和濃度成一次線性關(guān)系。GP2Y1010AU0F傳感器輸出為模擬電壓，所以需要配合AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，傳感器接口電路如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于ZigBee自組網(wǎng)的特性，無(wú)線部分程序設(shè)計(jì)變得相對(duì)容易，只需要記錄和校驗(yàn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。節(jié)點(diǎn)的主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和等待主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，當(dāng)收到請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行ID驗(yàn)證，若為本機(jī)ID則發(fā)送數(shù)據(jù)，否則繼續(xù)等待，節(jié)點(diǎn)程序流程如圖5所示。主機(jī)的程序設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求和接收處理，進(jìn)行顯示、報(bào)警、人機(jī)交互和聯(lián)動(dòng)控制，主機(jī)程序流程如圖6所示。

4 結(jié)論

本文給出了基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)方案，詳細(xì)的分析了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，對(duì)系統(tǒng)的傳感器電路設(shè)計(jì)做出了相應(yīng)的介紹，分析了系統(tǒng)的可行性。最終對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體數(shù)據(jù)采集和通信測(cè)試，良好的驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測(cè)具有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐君麗，劉冀偉，王志良.基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2005，21（06）：5-7.

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環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案范文第3篇

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 智能節(jié)點(diǎn) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測(cè)由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的范圍大、氣候和環(huán)境多變，需要監(jiān)測(cè)內(nèi)容較多，一直是困擾農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用的技術(shù)難題。

基于智能傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施的技術(shù)基礎(chǔ)和重要應(yīng)用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境涉及到氣候、農(nóng)作物及其生產(chǎn)環(huán)境的眾多方面，需要的觀測(cè)量眾多，各觀測(cè)量所采用的傳感器技術(shù)、變送器方法各不相同，而且在分布范圍廣和監(jiān)測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，智能傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)需要綜合考慮安裝環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)連接、可用時(shí)間等眾多因素，設(shè)計(jì)一種能夠適用于多種節(jié)點(diǎn)類型，分布式布局、自組織網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，首先需要在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上采用靈活部署和分布式的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，然后是分布式的智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。具體監(jiān)測(cè)的參數(shù)包括大氣條件、土壤情況、病蟲(chóng)害和農(nóng)作物生長(zhǎng)形態(tài)等。

基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的無(wú)人值守的自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境信息和作物信息。

本文介紹了一種基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)。該環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用分布式的智能傳感器現(xiàn)場(chǎng)布局，這些傳感器節(jié)點(diǎn)可以準(zhǔn)確感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境信息和作物信息，通過(guò)自組織的Zigbee網(wǎng)絡(luò)，連接到上層的智能網(wǎng)關(guān)，組建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)的共享功能，用戶可遠(yuǎn)程訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取需要的信息，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將Zigbee傳感器網(wǎng)絡(luò)與3G/4G 網(wǎng)絡(luò)融合并接入互聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：感知節(jié)點(diǎn)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。感知節(jié)點(diǎn)層由眾多分布式部署的感知節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)能夠搭載多個(gè)標(biāo)量及多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)，在讀取農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的同時(shí)，還能夠自組織構(gòu)成可自愈的高效無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，與上層的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)保持通信；網(wǎng)絡(luò)傳輸層的主要設(shè)備是智能農(nóng)業(yè)網(wǎng)關(guān)，有能夠收集下層感知節(jié)點(diǎn)的ZigBee主節(jié)點(diǎn)模塊和向上與互聯(lián)網(wǎng)連接的3G /4G無(wú)線傳輸模塊；業(yè)務(wù)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)中心包括農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和 Web服務(wù)器，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)保存，Web服務(wù)器負(fù)責(zé)向互聯(lián)網(wǎng)信息。系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：智能感知節(jié)點(diǎn)主動(dòng)構(gòu)成自組織的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)融合后與智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，智能網(wǎng)關(guān)在保存數(shù)據(jù)內(nèi)容后，再通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)向使用者提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，然后定期將數(shù)據(jù)上傳給上級(jí)監(jiān)管部門的數(shù)據(jù)服務(wù)器；上級(jí)監(jiān)管部門或農(nóng)業(yè)指導(dǎo)部門可以根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容形成報(bào)告提供給農(nóng)業(yè)從員者；各類用戶可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)終端訪問(wèn)該系統(tǒng)，查詢感興趣的農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)，如有可能，還可對(duì)部分可控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制操作。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用類似于ZigBee的協(xié)議，智能農(nóng)業(yè)網(wǎng)關(guān)通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)節(jié)點(diǎn)或路由器相連，構(gòu)成一個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)。

在網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議的選擇上，系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境要求和應(yīng)用需要，自主切換到無(wú)線WIFI或3G/4G網(wǎng)絡(luò)，并在節(jié)能需要的情況下關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)，形成速率自適應(yīng)和節(jié)能的網(wǎng)絡(luò)接入。

2 感知層的ZigBee智能感知節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

智能感知節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息采集源頭，能夠?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)提供完整和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)能實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的環(huán)境信息與作物信息，并且能夠通過(guò)集成多種傳感器，搭建一個(gè)自組織的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。其中的傳感器種類，包括大氣條件、氣象信息、土壤濕度、水環(huán)境PH值等標(biāo)量數(shù)據(jù)傳感器，以及為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供直觀影像的圖像傳感器（攝像頭）。經(jīng)由節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)首先在節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后經(jīng)由ZigBee網(wǎng)絡(luò)匯聚到網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的智能網(wǎng)關(guān)。

考慮到各類傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗、購(gòu)買成本、覆蓋范圍以及傳輸距離的限制，如攝像頭的能耗較大、價(jià)錢相對(duì)較貴，可以覆蓋較大范圍，一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)安放一個(gè)攝像頭就可以滿足應(yīng)用的要求。因此不必在同一監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)上都采用同樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以分別連接不同的傳感器連接網(wǎng)關(guān)。

3 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用可靈活部署的智能節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了分布式的傳感網(wǎng)絡(luò)總局，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集。具體采用了自組織的Zigbee網(wǎng)絡(luò)將廣泛分布在農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)組織在一起，利用網(wǎng)絡(luò)傳送到智能網(wǎng)關(guān)給農(nóng)業(yè)從業(yè)人員使用。系統(tǒng)重點(diǎn)解決了在分布式環(huán)境下對(duì)于智能節(jié)點(diǎn)的可靠性可用性設(shè)計(jì)、冗余數(shù)據(jù)的融合處理和網(wǎng)絡(luò)的自組織問(wèn)題，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一次成功應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]孫忠富，杜克明，尹首一.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和與農(nóng)業(yè)應(yīng)用展望[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2010（5），pp：5-8.

[2]勞鳳丹，余禮根，滕光輝.設(shè)施農(nóng)業(yè)3G+VPN遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，16（2）.pp：155-159.

作者單位

環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案范文第4篇

關(guān)鍵詞：環(huán)境影響評(píng)估；環(huán)境監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

在我國(guó)社會(huì)持續(xù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，人們對(duì)于環(huán)境的保護(hù)意識(shí)在不斷的強(qiáng)化，通過(guò)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)來(lái)達(dá)到共贏的目的，已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要趨勢(shì)。環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)環(huán)境本底水平、環(huán)境污染程度起著監(jiān)督作用。環(huán)境影響評(píng)價(jià)為環(huán)境發(fā)展起著約束、指導(dǎo)性作用。二者分別有各自的工作職能體系，又存在著不可分割的聯(lián)系。環(huán)境監(jiān)測(cè)本身是貫穿于整個(gè)環(huán)境評(píng)價(jià)體系之中的一個(gè)重要因素，只有對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行強(qiáng)化，才能夠使得環(huán)境的評(píng)價(jià)體系能夠得到更高的保障。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述

環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)過(guò)程中所涉及到的一個(gè)重要組成部分，其環(huán)境監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)能夠精確的反映出當(dāng)前整個(gè)社會(huì)環(huán)境的真實(shí)質(zhì)量，而環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面工作提供了極為可靠的數(shù)據(jù)支持，是以上各工作過(guò)程的理論基礎(chǔ)及重要環(huán)節(jié)。環(huán)境監(jiān)測(cè)所具有的水準(zhǔn)高低對(duì)于整個(gè)社會(huì)的環(huán)境工作水平起著決定性作用，為環(huán)境保護(hù)工作提供了極為準(zhǔn)確的發(fā)展依據(jù)。為了對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量進(jìn)行加強(qiáng)，最大限度的提升環(huán)境保護(hù)的能力，國(guó)家當(dāng)務(wù)之急應(yīng)當(dāng)針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行專項(xiàng)支持，促使環(huán)境監(jiān)測(cè)工作能夠得到良好的發(fā)展。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)基本點(diǎn)

以環(huán)境作為對(duì)象，采用化學(xué)、物理、生物等方面的技術(shù)手段在對(duì)周邊環(huán)境之中所存在的污染物以及大量的有關(guān)組成部分進(jìn)行全面詳細(xì)的分析，以此來(lái)找出環(huán)境質(zhì)量中所存在的眾多規(guī)律。環(huán)境監(jiān)測(cè)的對(duì)象不僅僅有大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)等環(huán)境要素的監(jiān)測(cè)，同樣還涉及到了放射性物質(zhì)的監(jiān)測(cè)。而在對(duì)環(huán)境中所存在的各種不同污染物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，必須要先對(duì)該區(qū)域歷史時(shí)期空間環(huán)境所具體發(fā)生的情況進(jìn)行調(diào)查，其調(diào)查的數(shù)據(jù)中還必須要包括環(huán)境質(zhì)量結(jié)構(gòu)、組成結(jié)構(gòu)等反面的數(shù)據(jù)信息。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要目的就是為了能夠?qū)Νh(huán)境所出現(xiàn)的變化及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而采取相應(yīng)的解救措施，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，為環(huán)境可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本特征：環(huán)境監(jiān)測(cè)在環(huán)境影響評(píng)估中占據(jù)重要角色，環(huán)境監(jiān)測(cè)具有兩個(gè)特征，一是環(huán)境監(jiān)測(cè)以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，與自然學(xué)科和社會(huì)知識(shí)互相滲透，二是環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的是為社會(huì)服務(wù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)對(duì)象是各環(huán)境要素的各類環(huán)境情況，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)反應(yīng)了環(huán)境現(xiàn)狀及變化情況，在監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上為人類制定科學(xué)的環(huán)境規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)的法定地位：環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)質(zhì)上是一項(xiàng)政府行為，是應(yīng)用監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，對(duì)一切違反環(huán)境法律，行政規(guī)章和政策制度的行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為環(huán)境執(zhí)法提供科學(xué)依據(jù)的過(guò)程。環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)是由各級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站共同完成的，因此，監(jiān)測(cè)站要對(duì)所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。

3 環(huán)境影響評(píng)價(jià)程序

3.1 現(xiàn)狀環(huán)境影響評(píng)價(jià)：在環(huán)境評(píng)價(jià)單位進(jìn)行環(huán)境影響的評(píng)價(jià)的同時(shí)，相關(guān)的監(jiān)測(cè)部門也應(yīng)當(dāng)在這一過(guò)程中對(duì)項(xiàng)目擬建設(shè)地環(huán)境進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)，并針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目性質(zhì)對(duì)各環(huán)境要素進(jìn)行逐一監(jiān)測(cè)，以便于項(xiàng)目擬建設(shè)地環(huán)境本底值分析及現(xiàn)狀污染源分析，作為來(lái)判定建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)完成之后各污染物排放情況是否在周邊環(huán)境的可承受范圍之內(nèi)的預(yù)測(cè)分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 環(huán)境預(yù)測(cè)階段。依據(jù)當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的實(shí)際情況以及周邊環(huán)境來(lái)進(jìn)行周密的分析，利用相關(guān)模型預(yù)測(cè)出該項(xiàng)目在建設(shè)完成之后，各環(huán)境要素所呈現(xiàn)出來(lái)的污染狀態(tài)是否是在周邊生態(tài)自然環(huán)境中所能夠承受的范圍內(nèi)。

3.3 跟蹤評(píng)價(jià)，這其中所指的主要是大型建筑項(xiàng)目，而進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)的主要目的就為了針對(duì)部分與預(yù)期有著較大出入的項(xiàng)目所必須要進(jìn)行的一項(xiàng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)措施，這是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)行環(huán)境管理過(guò)程中極為常見(jiàn)的一項(xiàng)管理措施。

4 環(huán)境影響評(píng)價(jià)中環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的主要內(nèi)容

4.1 調(diào)查階段的主要內(nèi)容

在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)的調(diào)查階段，主要是針對(duì)該項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)、環(huán)境條件等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查分析，通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)目標(biāo)，結(jié)合其對(duì)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境的影響因子，運(yùn)用科學(xué)、合理、成熟的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段或工具，形成一套較為科學(xué)、可行的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)施方案。然而，所制定的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)施方案并非人為隨機(jī)制定出來(lái)的，它的制定遵循以下基本原則：所制定的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)施方案必須體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)的原則，并能夠真實(shí)地反映出建設(shè)項(xiàng)目周圍環(huán)境的實(shí)際情況；對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目周邊出現(xiàn)的威脅性較為嚴(yán)重的污染因素必須進(jìn)行優(yōu)先監(jiān)測(cè)。

4.2 驗(yàn)收階段的主要內(nèi)容

在建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收階段，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的主要內(nèi)容是針對(duì)環(huán)境保護(hù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用專門的環(huán)保設(shè)備并對(duì)其效果進(jìn)行測(cè)試，之后對(duì)設(shè)計(jì)方案中的目標(biāo)污染因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)建設(shè)項(xiàng)目?jī)?nèi)部較為敏感的環(huán)境地點(diǎn)實(shí)施調(diào)查?？傊?，在建設(shè)項(xiàng)目竣工驗(yàn)收階段，必須確保整個(gè)工程項(xiàng)目的環(huán)境指標(biāo)達(dá)到相關(guān)要求，滿足其良好運(yùn)行具備較為穩(wěn)定的環(huán)境狀態(tài)，在這一穩(wěn)定狀態(tài)下，對(duì)污染因素做出準(zhǔn)確檢測(cè)，并作出最終的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

5 環(huán)境監(jiān)測(cè)在環(huán)境評(píng)價(jià)體系中的地位與功能

5.1環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境評(píng)級(jí)的基礎(chǔ)

對(duì)建設(shè)項(xiàng)目自身在環(huán)境影響評(píng)價(jià)的過(guò)程中，必須要針對(duì)該項(xiàng)目周邊環(huán)境的多項(xiàng)因素來(lái)進(jìn)行全面詳細(xì)的分析，例如項(xiàng)目自身的水環(huán)境、大氣環(huán)境、噪聲環(huán)境等多方面。當(dāng)部分項(xiàng)目在正式落成之后，還必須要在項(xiàng)目落后之后對(duì)于周邊環(huán)境所帶來(lái)的各方面變化因素進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，只要利用精確的環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，便能夠切實(shí)有效的反映出這部分現(xiàn)象，并且只有充分、精確的把握住了環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)和整體性質(zhì)量。依據(jù)權(quán)威性的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，來(lái)判斷出周邊環(huán)境是否能夠承受某些項(xiàng)目所帶來(lái)的污染現(xiàn)象，這是環(huán)境評(píng)價(jià)體系中的一個(gè)基礎(chǔ)。

5.2環(huán)境監(jiān)測(cè)在環(huán)境評(píng)價(jià)中具有監(jiān)督功能

對(duì)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督的措施較多，但是一直以來(lái)，環(huán)境監(jiān)測(cè)都是一項(xiàng)極為基本的監(jiān)測(cè)措施，而項(xiàng)目在完成之后，針對(duì)項(xiàng)目自身的各方面排放、運(yùn)行等進(jìn)行周密的監(jiān)測(cè)有著極大的必要性。監(jiān)測(cè)的主要方面為項(xiàng)目正式啟動(dòng)之后其周邊的水環(huán)境、大氣環(huán)境是否在這一過(guò)程中出現(xiàn)了劇烈的波動(dòng)，這類變化都需要通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)之后的權(quán)威性數(shù)據(jù)來(lái)作為最終評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，只有在科學(xué)合理的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，才能夠起到良好的環(huán)境監(jiān)督效果。這對(duì)于地區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作來(lái)說(shuō)，起到了極其重要的作用。

5.3環(huán)境監(jiān)測(cè)貫穿于環(huán)境評(píng)價(jià)體系之中

對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)的嚴(yán)格性，就是對(duì)地區(qū)環(huán)境負(fù)責(zé)任的態(tài)度。當(dāng)工程項(xiàng)目委托相關(guān)部分進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)之后，評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)就需要對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，其評(píng)估的內(nèi)容包括了噪聲、水、大氣等多個(gè)方面的環(huán)境因素。在環(huán)境可行度地范圍內(nèi)規(guī)定項(xiàng)目的可行性，在項(xiàng)目建成后3個(gè)月之后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這期間的監(jiān)測(cè)是對(duì)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)最主要的環(huán)境要素進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)和監(jiān)督，監(jiān)測(cè)是否超出環(huán)境承載度，環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的評(píng)價(jià)都需要環(huán)境監(jiān)測(cè)在早期，運(yùn)行初期和后期的數(shù)據(jù)的支持。

6 結(jié)束語(yǔ)

近幾年來(lái)，在我國(guó)社會(huì)不斷進(jìn)步的情況下，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)在這一過(guò)程中取得了較大的發(fā)展。而在經(jīng)濟(jì)體系迅速發(fā)展的過(guò)程中，人們對(duì)于自然資源的需求在不斷增大，直接導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重，我國(guó)為了能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)體系的協(xié)調(diào)發(fā)展，提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，與環(huán)境保護(hù)有著密切聯(lián)系的相關(guān)法律規(guī)章也在不斷的出臺(tái)。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)之中，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作作為一個(gè)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，要切實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境戰(zhàn)略目標(biāo)，就必須要將環(huán)境監(jiān)測(cè)工作之中所涉及到的多個(gè)方面落到實(shí)處，制定完善的評(píng)價(jià)體系。

參考文獻(xiàn)：

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環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案范文第5篇

關(guān)鍵詞：室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)；溫濕度；光照；ZigBee

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）01-00-03

0 引 言

健康舒適的室內(nèi)環(huán)境對(duì)任何一種建筑來(lái)說(shuō)都尤為重要，實(shí)驗(yàn)室作為人員密集型建筑，良好的室內(nèi)環(huán)境有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。如果溫度過(guò)高或過(guò)低，濕度過(guò)濕（高于70%）或過(guò)燥（低于30%），光照的過(guò)明或過(guò)暗，都會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生不適感，影響正常排汗和情緒、降低注意力。由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的不盡人意，在無(wú)形中影響了學(xué)生的健康和學(xué)習(xí)效率。因此，開(kāi)發(fā)了室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以便24小時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境質(zhì)量參數(shù)。本無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：（1）該系統(tǒng)可以延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室里面設(shè)備的使用壽命，為設(shè)備提供一個(gè)安全的使用環(huán)境；（2）該系統(tǒng)能夠提高管理效率，溫濕度數(shù)據(jù)可以遠(yuǎn)程傳輸，管理人員在巡查的時(shí)候不必到機(jī)房去就可以遠(yuǎn)程了解實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境問(wèn)題；（3）本系統(tǒng)可以代替管理人員24小時(shí)監(jiān)控非上班時(shí)間實(shí)驗(yàn)室存在的安全隱患，達(dá)到對(duì)實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在日常生活中，由于存在個(gè)體差異，在各種條件下要找到一個(gè)單一的指標(biāo)來(lái)準(zhǔn)確反映人體對(duì)環(huán)境的舒適性是很困難的。因此，在環(huán)境舒適性的檢測(cè)過(guò)程中，我們往往關(guān)注三個(gè)比較重要的影響環(huán)境舒適性的因素：溫度、濕度、照度。所以本系統(tǒng)針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境分別采集溫度、濕度、照度這三個(gè)因素來(lái)衡量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的舒適性。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1 室內(nèi)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖

本文所述的室內(nèi)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為硬件設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)方案兩部分。

1.1 硬件設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)采用模塊化的硬件設(shè)計(jì)，由STC12系列單片機(jī)微控制器、溫濕度傳感器、光照傳感器、CC2530芯片的ZigBee收發(fā)模塊、液晶顯示模塊、電源模塊等組成。該終端具有室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)采集、計(jì)算處理等功能，它可以連續(xù)自動(dòng)地測(cè)量溫度、濕度、光照這些指標(biāo)，各種要素經(jīng)過(guò)傳感器將模擬量轉(zhuǎn)化成相應(yīng)數(shù)字量，供采集器定時(shí)處理后給單片機(jī)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、顯示及無(wú)線傳輸。

1.2 軟件設(shè)計(jì)方案

室內(nèi)環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)由主程序、溫濕度傳感器驅(qū)動(dòng)子程序、光照傳感器驅(qū)動(dòng)子程序、LCD12864液晶顯示子程序、串口通信子程序等組成。對(duì)于硬件方案用到的編程軟件其中包括對(duì)于微控STC12C5A60S2進(jìn)行C語(yǔ)言程序編譯的Keil軟件，將Keil軟件生成的.hex頭文件燒錄至MCU中的下載軟件STC-ISP中。

2 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線采集系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，分別為微處理器電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊電路設(shè)計(jì)、顯示模塊電路設(shè)計(jì)、串口通信電路設(shè)計(jì)、無(wú)線收發(fā)模塊。在本系統(tǒng)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)的采集主要依靠各種傳感器，如溫濕度傳感器AM2301、照度傳感器模塊GY30。這些傳感器的工作原理是利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨環(huán)境變化的規(guī)律把溫度、濕度、照度等轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字量進(jìn)行輸出，通過(guò)單片機(jī)采集這些電量數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算即可確定各環(huán)境參數(shù)的數(shù)值。在室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，本文使用了STC12C5A60S2單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)，溫濕度接口電路，光照接口電路，接口電路，電源電路，串口通信接口電路。

2.1 MCU的選型

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是STC12C5A60S2單片機(jī)。STC12C5A60S2 在眾多的51系列單片機(jī)中，算是國(guó)內(nèi)STC 公司的1T增強(qiáng)系列中更具有競(jìng)爭(zhēng)力的一種，因?yàn)樗坏?051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)具有Flash工藝的大容量程序存儲(chǔ)器。如STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部就自帶高達(dá)60 K的 FlashROM，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)。而且STC系列單片機(jī)支持串口程序燒寫(xiě)。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。寫(xiě)入單片機(jī)內(nèi)的程序還可進(jìn)行加密，很好地保護(hù)了用戶的勞動(dòng)成果。

2.2 溫濕度傳感器AM2301

DHT21數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT21傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。

2.3 光照傳感器模塊GY30

本系統(tǒng)采用新型單片測(cè)光芯片GY30模塊，該模塊的工作電壓為3.3 V，內(nèi)置了BH1750芯片，可以對(duì)廣泛的亮度進(jìn)行1勒克斯的高精度測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了照明度（1～65 536勒克斯）數(shù)字值的直接輸出。主控器通過(guò)I2C（Inter-Integrated Circuit） 通訊接口讀取GY30采集到的數(shù)據(jù)，然后按照用戶要求的形式通過(guò)界面將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)。

2.4 ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊選型

本系統(tǒng)中所使用的ZigBee模塊為某電子公司的無(wú)線模塊，該無(wú)線模塊在產(chǎn)品類型中分為三種：ZigBee（Coordinator-協(xié)調(diào)器）模塊、ZigBee Router（路由器）模塊、ZigBee End Device（終端設(shè)備）模塊。 ZigBee能耗無(wú)線監(jiān)測(cè)終端的硬件設(shè)計(jì)中，無(wú)線ZigBee模塊（Router-路由器）的功能是以無(wú)線方式發(fā)送數(shù)據(jù)資料包，并尋找最適合的路由路徑，當(dāng)有其他終端節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，其也可為其他終端節(jié)點(diǎn)分配地址。CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，其內(nèi)部包含一個(gè)8051 CPU，且系統(tǒng)內(nèi)可編程，其支持TI官方指定的IAR編譯軟件，并具備8 KB RAM，因此，CC2530是一個(gè)完整的SoC解決方案。通過(guò)其可以建立強(qiáng)大的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

2.5 ST7920型12864液晶顯示模塊

為了在節(jié)約硬件資源的基礎(chǔ)上可以得到更豐富的顯示內(nèi)容，并考慮到低功耗的要求，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的顯示電路采用ST7920型12864帶字庫(kù)的液晶顯示模塊。

3 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本節(jié)的主要內(nèi)容是進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)的核心為底層硬件溫濕度傳感器AM2301模塊、光照傳感器GY30模塊、LCD12864液晶、串口通信等編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序，使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在上電后可以分別正常監(jiān)測(cè)溫濕度值、光照值的顯示，及進(jìn)行串口通信。室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主控程序流程圖如圖2所示。

圖2 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主控程序流程圖

3.1 溫濕度傳感器AM2301驅(qū)動(dòng)子程序設(shè)計(jì)

DATA數(shù)據(jù)線用于MCU與 AM2301之間的通信。四十比特完整的數(shù)據(jù)=十六比特的濕度數(shù)據(jù)值+十六比特的溫度數(shù)據(jù)值+八比特校驗(yàn)和。例如，接收四十比特的數(shù)值，溫濕度傳感器AM2301的數(shù)據(jù)格式如圖3所示。

圖3 溫濕度傳感器AM2301的數(shù)據(jù)格式

空閑時(shí)總線為高電平，通訊開(kāi)始MCU拉低總線1～10ms，然后釋放總線，延時(shí)20～40 μs后主機(jī)開(kāi)始檢測(cè)響應(yīng)信號(hào)。從機(jī)AM2301的響應(yīng)信號(hào)是一個(gè)80 μs左右的低電平，隨后從機(jī)在拉高總線80 μs左右代表即將進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送。長(zhǎng)的高電平代表的是信號(hào)1；短的高電平代表的是信號(hào)0。溫濕度傳感器AM2301數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序圖如圖4所示。

圖4 溫濕度傳感器AM2301的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖

3.2 光照傳感器GY30驅(qū)動(dòng)子程序設(shè)計(jì)

GY30與主控器之間的通訊使用I2C通訊協(xié)議。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線由高電平向低電平變化表示開(kāi)始信號(hào)；時(shí)鐘線為高電平期間，數(shù)據(jù)線由低向高變化表示結(jié)束信號(hào)。I2C通訊協(xié)議的起始信號(hào)與終止信號(hào)時(shí)序圖如圖5所示。

圖5 I2C通訊協(xié)議的起始信號(hào)與終止信號(hào)時(shí)序圖

3.3 串口通信子程序設(shè)計(jì)

上位機(jī)對(duì)單片機(jī)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的讀取是通過(guò)USART實(shí)現(xiàn)的。由于單片機(jī)內(nèi)部集成有USART模塊，因此MCU只需要連接MAX232芯片，就能和PC通信。首先，單片機(jī)要設(shè)置異步通信的比特率數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)方式等，最后才打開(kāi)中斷。在本系統(tǒng)中，異步串口通訊模塊比特率設(shè)置為9 600，通信模式采用模式l，即每次發(fā)送的有效數(shù)據(jù)為8位，另加一位停止位。串口通信的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖6所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)认冗M(jìn)信息技術(shù)手段，準(zhǔn)確采集室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，使實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量在計(jì)量、采集、統(tǒng)計(jì)方面更加完善，同時(shí)確保實(shí)驗(yàn)室的正常、高效、健康、穩(wěn)定地運(yùn)行。管理人員只需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可以了解實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的實(shí)際情況，從而極大地減輕對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理工作，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理。

圖6 串口通信的軟件設(shè)計(jì)流程圖

參考文獻(xiàn)

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