基于物联网的秸秆焚烧监测系统

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1、邮寄地址：安徽省阜阳市清河西路100号阜阳师范学院新校区（西区）物电学院联系人：陈曙光联系电话：13905582680邮编：236041邮箱：fynccsg@fync.edu.cn基于物联网的秸秆焚烧监测系统蔡骞1，陈曙光1,郝恒伟1，喻玺1，张锦威1，王静文1，吕进龙2(1.阜阳师范学院物理与电子工程学院，安徽阜阳236041)(2.阜阳市农业物联网发展研究院，安徽阜阳236041)摘要:本文实现了一个基于物联网的秸秆焚烧监测系统，该系统在大田四情监测系统的基础上，增加了烟雾传感器和二氧化氮传感器，通过对浓烟和二氧化氮的监测，实现了对秸秆焚烧进行监测和预警的功能。关键词:物联网、秸秆焚烧

2、、监测系统中图分类号:TP393文献标志码:AStrawcombustionmonitoringsystembasedonInternetofthingsCAI-Qian1,CHENShu-guang1,HAO-Hengwei1,YU-Xi1,ZHANG-Jinwei1,WANG-Jingwen1,LVJin-long2(1.SchoolofPhysicsandElectronicEngineering,FuyangTeachersCollege,Fuyang236041,China)(2.FuyangAgricultureIOTDevelopmentResearchInstitute,F

3、uyang236041,China)Abstract:ThispaperrealizesastrawcombustionmonitoringsystembasedonInternetofthings.ThesystemincreasesthesmogsensorandNO2sensor,onthebasisofthebigfieldsmonitoringsystemofthefoursituation.ThroughthemonitoringofsmokeandNO2,thesystemrealizesthefunctionofmonitoringandwarningofstrawburn

4、ingphenomenon.Keywords:Internetofthings；monitoringsystem；strawcombustion1、引言随着生活水平的提高，家用电器、天然气使用日益广泛，农民对柴草的需求量下降,焚烧农作物秸秆的行为常常发生。秸秆焚烧产生的主要危害有：l造成严重的大气污染，危害人体健康。l引发交通事故，影响道路交通和航空安全。l引发火灾。l破坏土壤结构，造成农田质量下降。前期，通过对使用遥感技术监测秸秆焚烧的研究，发现这种方式成本较高，对焚烧面积小、时间短的情况不易监测。针对这些问题，本文设计了一个基于物联网的秸秆焚烧监测系统，在大田四情监测系统中，增加烟雾传

5、感器和二氧化氮传感器，对秸秆焚烧现象进行实时监测和预警，以便及时发现秸秆焚烧的区域，并进行处理。项目基金：省级大学生创新训练项目（AH201310371002）与安徽省科技攻关项目（12010302080)2、监测系统组成2.1秸秆焚烧监测系统大田四情监测系统，以农业物联网环境监测传感器为基础，采集四情相关数据，并提出田间管理措施，建立农业生产指挥调度系统，对大田种植、管理、收割、抗灾等工作进行指挥和调度。秸秆焚烧监测系统以大田四情监测系统为基础，包括监测平台和监测设备两大部分。其中监测平台总体架构分数据层、服务层、应用层三个层次。主要内容包括数据整合处理应用、信息数据库、信息资源管理应用

6、、信息交互服务、四情综合门户等方面。在监测平台中，烟雾预警是针对秸秆焚烧进行预警处理的；在感知层中，烟雾传感器和二氧化氮传感器，用于秸秆焚烧的监测。系统结构图如图1所示：图1系统结构图2.1、硬件选择气象站选择便携式气象站，又称移动式小型气象站，可对风向、风速、雨量、温度、湿度、辐射、大气压等要素进行全天候现场精确测量。该气象站具有以下特点：多种通讯方式（有线、数传电台、GPRS移动通讯等）将数据传输到中心计算机气象数据库中，用于统计分析和处理；可根据用户需求进行传感器接入类型、数量的配置；可靠运行于各种恶劣的野外环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守；完善的防雷击、抗干扰等保护措施。

7、在便携式气象站的基础上，增加了烟雾传感器和NO2气体传感器，用于对秸秆焚烧产生的浓烟和二氧化氮进行监测。气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行处理，滤除干扰气体与杂质，然后对剩余气体进行干燥或制冷处理。气体传感器分为：半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器。为了监测空气中NO2浓度，选择了半导体式的NO2气体传感