[发明专利]一种校园区域环境空气质量监测系统及方法

说明书

本发明提供一种基于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及方法。系统包括环境空气质量信息获取终端、嵌入式主控制单元和人机交互终端。本发明通过自建电脑端云平台服务器的应用，结合ZigBee无线传感网络和传感器系统对校园区域环境空气质量信息的采集，利用嵌入式主控制单元和WIFI无线网络通信建立起人机交互终端和监测站点之间的通信，实现了对校园区域环境空气质量实时监测，实现了多种人机交互终端，让在校师生随时随地都能查看校园区域环境空气质量状况，为在校师生提供可视化的校园区域环境空气质量状况监测平台。

技术领域

本发明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。

背景技术

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，解决了上述监测范围过广、缺乏校园区域环境空气质量监测具体应用、可扩展性低和共享性差等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于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及方法。该系统基于ZigBee无线传感网络、ARM处理器、云平台以及WIFI无线网络通信等技术，采集校园区域室内外多个监测站点处的环境空气质量信息。环境空气质量信息包括温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、PM2.5、PM10 和烟雾。采集到的环境空气质量信息实时传输到监测系统中，监测系统正常工作时，校园师生可以通过多种人机交互终端，随时随地的查看校园区域各监测站点处环境空气质量状况，为在校师生提供可视化的校园区域环境空气质量状况监测平台。当环境空气质量信息数据异常时，会通过蜂鸣器报警提示监测站点处的人群，同时会通过网络发送报警信息给校园武保处等相关负责部门。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

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、嵌入式主控制单元和人机交互终端。其特征在于：所述环境空气质量信息获取终端经嵌入式主控制单元连接人机交互终端。所述环境空气质量信息获取终端由ZigBee协调器、ZigBee路由节点、以及 ZigBee终端节点搭载传感器系统构成，ZigBee终端节点连接传感器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好的ZigBee无线网络经由ZigBee路由节点汇聚到ZigBee协调器处；所述嵌入式主控制单元指基于ARM处理器搭建的嵌入式控制系统，用以处理环境空气信息获取终端传输过来的环境空气质量信息数据，对环境空气质量信息数据汇总分析、数据分类以及删除无用信息，最终将有效环境空气质量信息数据按照既定格式打包并通过WIFI模块以TCP/IP协议发送至人机交互终端；所述人机交互终端以液晶显示屏、电脑端云平台服务器和移动手机端软件多种形式来完成实时接收、显示、监测和管理校园区域环境空气质量信息数据。