基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统，包括若干个由空气传感器、单片机和Zigbee无线通讯模块构成的传感器节点，以及服务器，所述服务器包括数据记录模块、无线通讯模块和硬件管理模块，所述空气传感器连接单片机，所述单片机连接Zigbee无线通讯模块，所述传感器节点通过Zigbee无线通讯模块连接服务器。本发明专利技术数据自动传送、报告异常情况、自动处理分析数据，方便灵活的查询统计数据，特别适用于解决许多城市雾霾天气的监控预警，令各部门更快捷、方便、直观而且信息化得了解空气污染情况。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统
本专利技术涉及空气监控预警
，尤其是一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统。
技术介绍
今年进入一月以来，我国多地多次出现严重的雾霾天气，空气质量受到严重污染，影响范围之广、持续范围之长、浓度水平之高都属于罕见。糟糕的空气质量已为相关部门敲响了警钟，并引起了政府的高度重视。近日环保部多次召开会议，讨论PM2.5防治问题。中国气象局预报于网络上发布通知，首次将PM2.5作为预警分级的重要指标；中央气象局也开始单独发布霾预警。PM2.5防治或将获得实质性进展。在中国环境科学学会等召开的“雾霾和公众参与”科普沙龙上，中国环境科学院研究员表示，我国应建立灰霾污染监控预警机制，一旦预测到可能发生大规模、严重的灰霾污染，就要提前启动污染源削减行动，警示公众。灰霾的形成与污染物排放有直接关系，也与气候条件有关。我们需实施监控预警，动态解析污染来源。为应对近来发生的严重灰霾污染，一些省市停产企业，部分企业减产，另部分政府启动了更加严格的大气污染应急减排措施，各区县、各部门、各企事业单位停驶部分公务用车。但这只能作为紧急措施，并非是经济上最有效的方法。要对PM2.5进行防治，首先要明确其来源，才能对症下药，实现其减排和治理。但造成雾霾天气的原因较复杂，包括日常发电、工业生产化石燃料的燃烧以及机动车排放的细颗粒物。也有空气中的二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物。每个地区经济结构不同，PM2.5的来源也有较大差异。实际上，对PM2.5的检测最根本的是要对污染物来源进行检测和控制，并作出相应措施。现在，随着物联网技术的普及和发展，智慧城市的大踏步的发展和建设，有效的防御和监测了人们的居住环境。针对PM2.5这一大气污染防治工作中的热点问题，我们也应该研究一个基于物联网的雾霾监控预警系统。
技术实现思路
本专利技术在物联网应用的基础上，提出了一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统，包括若干个由空气传感器、单片机和Zigbee无线通讯模块构成的传感器节点，以及服务器，所述服务器包括数据记录模块、无线通讯模块和硬件管理模块，所述空气传感器连接单片机，所述单片机连接Zigbee无线通讯模块，所述传感器节点通过Zigbee无线通讯模块连接服务器。而且，所述的单片机为STC89C52RC单片机。而且，所述的服务器还包括GIS地理信息系统。而且，所述的空气传感器采用霾传感器。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术数据自动传送、报告异常情况、自动处理分析数据，方便灵活的查询统计数据，特别适用于解决许多城市雾霾天气的监控预警，令各部门更快捷、方便、直观而且信息化得了解空气污染情况。附图说明图1是本专利技术结构框图示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述：如图1所示，本专利技术所述的一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统，包括若干个由空气传感器、单片机和Zigbee无线通讯模块构成的传感器节点，以及服务器，所述服务器包括数据记录模块、无线通讯模块和硬件管理模块，所述空气传感器连接单片机，所述单片机连接Zigbee无线通讯模块，所述传感器节点通过Zigbee无线通讯模块连接服务器。所述的单片机为STC89C52RC单片机；所述的服务器还包括GIS地理信息系统；所述的空气传感器采用霾传感器。单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，在硬件系统中起到控制各类空气传感器和Zigbee无线通讯模块的功能。空气传感器，是感知大气中各种污染物含量的部件，它能够将搜集到的数据转化为电信号传入控制器单片机。本系统利用Zigbee无线通讯模块来实现空气传感器与服务器之间的数据传输，经过编程的单片机即可控制其收发空气传感器感知的数据信息，此时就构成了一个具有感知空气质量、传输数据信息并且可远程控制的硬件系统。无线通讯模块用于服务器和空气传感器之间的信息传递。数据记录模块，其功能是将搜集到的各点数据写入数据库，以便应用层读取分析数据。硬件管理模块借助无线通讯模块来远程管理散落在各地的单片机传感器节点，使我们能够知晓各个传感器节点是否正常工作。如果通讯节点报告异常，服务器终端就会发出警报提醒用户，需要监测的地点有所变更时，通过执行函数就可以任意打开关闭远方的空气传感器，当数据记录模块需要定时记录数据时，硬件管理模块就通过无线通讯模块发送指令，立刻就能收到反馈信息。此系统实现了将各地的空气传感器显示在地图上。显示内容包括地理位置、采集到的空气数据在内的各种信息，某一个传感器节点所在的经纬度以及该地的PM2.5值，在空气中的数据，也可以根据周边地区的空气变化情况推测污染走向，找出污染源地理位置，真正做到严格监测实时预警。又可以将某一固定地点或某一特定时间采集到的空气数据进行分析绘图，最终用图像的形式呈现出该地空气质量的趋势和走向。无论是同一时间不同地点的横向比较，还是同一地点不同时刻的纵向分析，用户通过此类直观的方式都能够快捷方便的得到想要的答案。无线通讯与数据处理等技术的实时监测系统，部署在各处的传感器通过Zigbee通信方式将采集到的空气质量数据与地理位置信息传送到服务器上，由服务器进行数据的处理分析，通过对大量实时数据的计算与分析，最终能够定位污染源的方向，确定污染物成分，达到空气污染监测预警的目的。空气污染监测预警系统可以分布式设置，数据自动传送、报告异常情况、自动处理分析数据，方便灵活的查询统计数据，特别适用于解决许多城市雾霾天气的监控，令各部门更快捷、方便、直观而且信息化得了解空气污染情况。需要强调的是，本专利技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本专利技术并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本专利技术的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统，其特征在于：包括若干个由空气传感器、单片机和Zigbee无线通讯模块构成的传感器节点，以及服务器，所述服务器包括数据记录模块、无线通讯模块和硬件管理模块，所述空气传感器连接单片机，所述单片机连接Zigbee无线通讯模块，所述传感器节点通过Zigbee无线通讯模块连接服务器。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的城市空气霾污染监测预警系统，其特征在于：包括若干个由空气传感器、单片机和Zigbee无线通讯模块构成的传感器节点，以及服务器，所述服务器包括数据记录模块、无线通讯模块和硬件管理模块，所述空气传感器连接单片机，所述单片机连接Zigbee无线通讯模块，所述传感器节点通过Zigbee无线通讯模块连接服务器。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛振刚，
申请(专利权)人：天津长城科安电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12