The invention provides a campus area ambient air quality monitoring system and method based on ZigBee wireless sensor network and cloud platform technology. The system includes air quality information acquisition terminal, embedded main control unit and human-computer interaction terminal. Through the application of self-built computer end cloud platform server, combined with ZigBee wireless sensor network and sensor system to collect environmental air quality information in campus area, the communication between man-machine interaction terminal and monitoring station is established by using embedded main control unit and WIFI wireless network communication, which realizes real-time monitoring of environmental air quality in campus area and realizes multiple people. The computer interactive terminal enables teachers and students to view the air quality in campus area anytime and anywhere, and provides a visual monitoring platform for teachers and students in campus area.
【技术实现步骤摘要】
一种校园区域环境空气质量监测系统及方法
本专利技术属于智慧环保和物联网应用领域，涉及一种校园区域环境空气质量监测系统及方法。
技术介绍
校园区域是在校师生学习和活动的主要场所，校园作为一种特定的环境，人口密集程度大，所处环境状况复杂，其环境空气质量好坏直接关系到师生们的身心健康。随着科学技术的飞速发展，人们对周身环境监测提出了智能化、可视化、实时化和具体化等更多需求。传统的环境空气质量监测系统存在着以下几个方面的问题：(1)对室内环境空气质量信息采集较少，监测范围太广，很少实际应用到校园区域环境空气质量监测这样一个具体的应用领域中；(2)多数是通过总线技术连接监测系统中的各模块，存在着硬件部分布线复杂，维护难度大，系统可扩展性低等问题；(3)数据更新不及时，共享性差，不方便用户随时随地的去查看周身环境空气质量状态信息。相关技术中，提出了一种基于ZigBee无线传感网络和云平台技术的校园区域环境空气质量监测系统。利用ZigBee无线传感网络采集校园区域多个小范围监测站点的环境空气质量信息，并设计开发电脑端云平台服务器、移动手机端软件等多种数据查询显示终端，解决了上述...
【技术保护点】
1.一种校园区域环境空气质量监测系统，包括环境空气质量信息获取终端(1)、嵌入式主控制单元(2)和人机交互终端(3)，其特征在于：所述环境空气质量信息获取终端(1)经嵌入式主控制单元(2)连接人机交互终端(3)；所述环境空气质量信息获取终端(1)由传感器系统(4)和ZigBee无线网络(5)组成，传感器系统(4)获取环境空气质量信息数据，采集到的环境空气质量信息数据通过搭建的ZigBee无线网络(5)发往嵌入式主控制单元(2)；所述嵌入式主控制单元(2)由主控芯片(201)、报警模块(202)、显示模块(203)、电源模块(204)和WIFI模块(205)构成，对接收到的环...
【技术特征摘要】
1.一种校园区域环境空气质量监测系统，包括环境空气质量信息获取终端(1)、嵌入式主控制单元(2)和人机交互终端(3)，其特征在于：所述环境空气质量信息获取终端(1)经嵌入式主控制单元(2)连接人机交互终端(3)；所述环境空气质量信息获取终端(1)由传感器系统(4)和ZigBee无线网络(5)组成，传感器系统(4)获取环境空气质量信息数据，采集到的环境空气质量信息数据通过搭建的ZigBee无线网络(5)发往嵌入式主控制单元(2)；所述嵌入式主控制单元(2)由主控芯片(201)、报警模块(202)、显示模块(203)、电源模块(204)和WIFI模块(205)构成，对接收到的环境空气质量信息数据进行校验处理并通过WIFI模块(205)发往人机交互终端(3)；所述人机交互终端(3)由云平台服务器(301)、云服务端数据库(302)、移动手机端(303)和液晶显示屏(304)构成，实现多种人机交互终端，实时接收、显示、监测和管理校园区域环境空气质量信息。2.根据权利要求1所述的校园区域环境空气质量监测系统，其特征在于：所述传感器系统(4)包括温度传感器(401)、湿度传感器(402)、CO传感器(403)、CO2传感器(404)、SO2传感器(405)、PM2.5传感器(406)和PM10传感器(407)；所述ZigBee无线网络(5)由若干ZigBee终端节点(501)、若干ZigBee路由节点(502)和一个ZigBee协调器(503)组成；传感器系统(4)中的各个传感器与ZigBee终端节点(501)相连，ZigBee终端节点(501)配合ZigBee路由节点(502)进行多路跳转将环境空气质量信息数据转发到ZigBee协调器(503)处汇聚起来，再通过接口发送至嵌入式主控制单元(2)。3.根据权利要求2所述的校园区域环境空气质量监测系统，其特征在于：所述的ZigBee无线网络(5)，采用ZigBee网状网络拓扑结构将若干ZigBee终端节点(501)和若干ZigBee路由节点(502)均匀分布在教室内外，ZigBee终端节点(501)单独供电并连接传感器系统(4)，用来获取监测站点处的环境空气质量信息数据，ZigBee路由节点(502)实现消息转发功能，布置一个ZigBee协调器(503)来汇聚ZigBee无线网络(5)中所有ZigBee终端节点(501)发出的环境空气质量信息数据。4.根据权利要求1所述的校园区域环境空气质量监测系统，其特征在于：所述嵌入式主控制单元(2)包括主控芯片(201)、报警模块(202)、显示模块(203)、电源模块(204)和WIFI模块(205)，所述主控制芯片(201)基于STM32F103系列芯片，接收ZigBee协调器(503)发送过来的环境空气质量信息数据，同时将有效的环境空气质量信息数据按照既定格式打包，WIFI模块(205)以TCP/IP协议实时将打包好的环境空气质量信息数据包发送至人机交互终端(3)；所述电源模块(204)的输出端与嵌入式主控制单元(2)的电源输入端相连；所述报警模块(202)、显示模块(203)、WIFI模块(205)均作为外围设备挂载在主控制芯片(201)上，依赖主控制芯片(201)接收环境空气质量信息获取终端(1)采集到的环境空气质量信息数据协同控制工作；所述显示模块(203)为嵌入式主控制单元(2)的液晶显示屏，用以显示环境空气质量信息及安全信息，所述环境空气质量信息包括传感器系统(4)中采集到的温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等参数信息；所述安全信息是主控制芯片(201)把收到的各类环境空气质量信息数据与预先设定的阈值比较分析，反馈给用户的分析结果；所述报警模块(202)指蜂鸣器，当实时环境空气质量信息数据超过预定的阈值时，会发出报警音提示监测站点附近的人群。5.根据权利要求1所述的校园区域环境空气质量监测系统，其特征在于：所述人机交互终端(3)包括云平台服务器(301)、云服务器数据库(302)、移动手机端(303)和液晶显示屏(304)，所述云平台服务器(301与嵌入式主控制单元(2)以TCP/IP协议进行通信，嵌入式主控制单元(2)中WIFI模块(205)以既定格式打包发送有效的环境空气质量信息数据，云平台服务器(301)后台管理系统对收到的数据包按照既定格式进行解包校验，通过校验的环境空气质量信息数据在云平台服务器(301)后台监测系统软件界面上实时监测显示，并会保存到云服务器数据库(302)中；所述移动手机端(303)提供了便携式人机交互界面，云平台服务器(301)在保存有效环境空气质量信息数据的同时，也会将环境空气质量信息数据推送给移动手机端(303)，实现移动手机端(303)对校园区域环境空气质量的实时监测，同时移动手机端(303)也可自主按需对历史环境空气质量信息数据进行检索查询。所述液晶显示屏(304)为嵌入式主控制单元(2)的液晶显示屏，即嵌入式主控制单元(2)中的显示模块(203)，实时接收显...
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