肖新鳳　劉倍雄　鄭偉釗

【摘 要】在國家提倡綠色環(huán)保，鼓勵(lì)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展的背景下，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三層框架，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Web的VOCS污染監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理服務(wù)系統(tǒng)，可對(duì)當(dāng)前環(huán)境VOCs進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，也可對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行一個(gè)直觀的數(shù)據(jù)處理分析。首先闡述系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)提出和設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的用戶管理和數(shù)據(jù)操作，做出了一個(gè)穩(wěn)健且可進(jìn)一步進(jìn)行拓展升級(jí)的方案。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);PHP;Python;VOCS傳感器

中圖分類號(hào)： F416.6;TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）16-0091-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.039

1 研究現(xiàn)狀及意義

空氣中VOCs污染對(duì)環(huán)境和人體健康造成了一定的影響，這引起了國內(nèi)外社會(huì)人士對(duì)VOCs污染的廣泛關(guān)注。上世紀(jì)末，美國通過先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)空氣中的VOCs進(jìn)行檢測(cè)并且控制，有效達(dá)到了減少了VOCs氣體的排放。隨后，世界上多個(gè)國家相繼引進(jìn)美國先進(jìn)的VOCs檢測(cè)技術(shù)，對(duì)大氣中的VOCs進(jìn)行污染檢測(cè)。和世界上多個(gè)國家達(dá)成協(xié)議，攜手控制VOCs污染。通過對(duì)VOCs濃度的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的管理分析，能夠有效地對(duì)污染進(jìn)行防治治理，進(jìn)一步造成避免生態(tài)環(huán)境和人體健康的損失。

2 VOCS污染監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 傳感層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

選用VOCs變送器作為傳感層數(shù)據(jù)獲取的來源。VOCs變送器是一款采用RS485接口，總線式VOCS氣體檢測(cè)傳感器，使用的協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議。用戶只需根據(jù)通訊協(xié)議按照要求，即可實(shí)現(xiàn)模塊數(shù)據(jù)的查詢跟設(shè)置。VOCS變送器器采用專業(yè)測(cè)試 VOCs氣體濃度的傳感器探頭作為核心檢測(cè)器件;掛壁式的變送器方便于安裝，除此之外，該款設(shè)備具有很高的精度高和靈敏度、線性度良好、傳輸距離進(jìn)、測(cè)量范圍很廣，價(jià)格適中等特點(diǎn)。

2.2 基于PHP多用戶監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.2.1 數(shù)據(jù)查詢

用戶可以通過時(shí)間選擇插件，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢分析可以查詢某天的小時(shí)范圍內(nèi)及以天偉單位的范圍查詢（如圖2-2-1-1，2-2-1-2所示）。使用PHP對(duì)查詢出來的數(shù)據(jù)再進(jìn)行加工和分析處理，再通過Json的數(shù)據(jù)格式放回給前端。前端頁面通過EChars框架，最終生成直觀的柱狀圖，線性圖。

2.2.2 實(shí)時(shí)VOCs數(shù)據(jù)監(jiān)控功能

用戶需要去點(diǎn)擊按鈕開啟串口，JS+Ajax調(diào)用Python的串口程序，不斷地發(fā)送指令和接收數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)查看當(dāng)前的VOcs值的情況，通過Js不斷地請(qǐng)求數(shù)據(jù)，后臺(tái)將數(shù)據(jù)以Json格式返回到前端，封裝進(jìn)EChar框架的組件中。實(shí)時(shí)地更新數(shù)據(jù)，同時(shí)，用戶也可以根據(jù)個(gè)人需求將數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)格式轉(zhuǎn)化為折線圖（如圖4所示），也可以將圖表以圖片的格式保存，更新數(shù)據(jù)，查看數(shù)據(jù)視圖。

2.3 VOCs數(shù)據(jù)采集與控制測(cè)試

（1）為了檢測(cè)傳感器的敏感度，在測(cè)試的時(shí)候，使用打火機(jī)對(duì)著傳感器噴有揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體。如圖3所示。

（2）在執(zhí)行VOCs數(shù)據(jù)采集的時(shí)候，在多線程的Pyhon串口編程代碼打印數(shù)據(jù)寫進(jìn)數(shù)據(jù)庫sql語句和串口的信息。如圖4所示，該傳感器的對(duì)當(dāng)前環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物氣體的濃度敏感而且精確的。

（3）本次測(cè)試還使用了串口助手，檢測(cè)了VOCs傳感器的數(shù)據(jù)的采集情況。

3 結(jié)束語

基于物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)體系的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的功能，著重于對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的濃度數(shù)據(jù)的處理。使用了EChar框架讓數(shù)據(jù)變得非常的直觀。但系統(tǒng)仍然需要進(jìn)一步的拓展，使其可以投入實(shí)際生活的使用。主要技術(shù)指標(biāo)：采集揮發(fā)性有機(jī)物氣體濃度和當(dāng)前時(shí)間保存在數(shù)據(jù)庫;進(jìn)行實(shí)時(shí)地呈現(xiàn)當(dāng)前環(huán)境的揮發(fā)性有機(jī)物氣體污染濃度;對(duì)過去時(shí)間段VOCs濃度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。項(xiàng)目尚存的問題：傳感器節(jié)點(diǎn)不多，可增加多個(gè)節(jié)點(diǎn)，避免數(shù)據(jù)的偶然性和不全面性;可采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，不使用串口傳輸數(shù)據(jù);可將系統(tǒng)部署到云服務(wù)器，再開發(fā)移動(dòng)端應(yīng)用（微信小程序，安卓，IOS）;實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)監(jiān)控、組網(wǎng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

【參考文獻(xiàn)】

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