基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及生產(chǎn)力的發(fā)展促使著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展。伴隨著城市化的加速，我國城市建設(shè)中的問題也日益凸顯，尤其在空氣污染問題上。為了應(yīng)對城市化帶來的一系列問題，國家制定了智慧城市建設(shè)的戰(zhàn)略布局。空氣質(zhì)量監(jiān)測作為智慧城市發(fā)展的重要措施與實踐，是治理空氣質(zhì)量問題的前提，對環(huán)境保護(hù)有著巨大的作用。傳統(tǒng)的自動化大氣環(huán)境監(jiān)測站結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，工作條件較嚴(yán)苛，難以在全國大范圍內(nèi)普及。
　　針對這一現(xiàn)實，本課題在研究無線傳感網(wǎng)

2、絡(luò)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一套基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，并創(chuàng)新性地提出了一個提高空氣質(zhì)量測量精度的算法，彌補了無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的傳感器精度的不足。本系統(tǒng)涵蓋數(shù)據(jù)采集終端、手機客戶端和服務(wù)器端，能夠?qū)崟r精確地監(jiān)測空氣質(zhì)量，既滿足了個人對及時獲取空氣質(zhì)量信息的需求，又可以為相關(guān)政府部門提供必要的用來制定環(huán)境保護(hù)策略的信息。論文主要工作如下：
　　（1）設(shè)計了一個基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集終端利用環(huán)境傳感器獲取各種氣體

3、污染物濃度和灰塵濃度信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至手機客戶端及服務(wù)器，手機客戶端為用戶提供空氣質(zhì)量信息查詢和展示，服務(wù)器端為手機端和Web端的用戶提供數(shù)據(jù)存儲和查詢服務(wù)。
　?。?）設(shè)計并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集終端的硬件系統(tǒng)。選用Arduino平臺作為開發(fā)平臺，對數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行了硬件電路設(shè)計與程序設(shè)計，包括傳感器模塊、低功耗藍(lán)牙模塊等模塊的開發(fā)。實驗結(jié)果表明，該數(shù)據(jù)采集終端可以有效地對空氣質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測。
　?。?）研究了一種在無線傳

4、感網(wǎng)絡(luò)中提高空氣質(zhì)量測量精度的算法。該算法基于格蘭杰因果關(guān)系和多元回歸分析，有效地實現(xiàn)了空氣質(zhì)量測量精度的提高。通過對杭州為期2周的空氣質(zhì)量監(jiān)測實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)分析，驗證了該算法的正確性和有效性。
　?。?）實現(xiàn)了空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)平臺的設(shè)計與開發(fā)。論文對手機客戶端的定位模塊、與服務(wù)器交互模塊、數(shù)據(jù)解析模塊等進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)，并完成了服務(wù)器端的數(shù)據(jù)存儲、Web查詢等功能模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。平臺實驗結(jié)果表明，數(shù)據(jù)采集終端與手機客戶端及服務(wù)