Arduino和乐联网在PM2.5实时监测系统中的应用.pdf

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1、Arduino和乐联网在PM2．5实时监测系统中的应用肖凡。等AppIicationofArduinoandLewei50inReaI—timeMonitoringSystemofPM2．5商凡马衄缱余沥万勇(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081)摘要：针对传统的P№．5空气质量监测系统体积大、成本高，造成系统覆盖面较小并且实时性不好等问题，提出了基于细dino、w5100和乐联网的实时监测Phl2．5浓度值的方案。重点描述了监测终端的硬件结构与软件设计，并对系统的工作流程及乐联网的配置进行了介绍。实验结果验证了该

2、系统应用于P抛。5实时监测的正确性及可行性，具有性能稳定可靠、经济高效等优点。关键词：PM2．5捌llinow5loo物联网空气质量监测实时监测中图分类号：T乾77；TH83文献标志码：ADOI：10．16086／i．cllki．issnl000—0380．201512017Abs啾：Toovercomethedem商tsof劬ditiorlalPM2．5airqualiIymonjt谢ngsystem，e．g．．bulky-llig}lcost。smallersystemcoverage。鲫dpoorreal石meperfbm蚰

3、ce。e￡c．．tIleschemeh雠don衄dilloW5100阻dI七wei50networkformonjloringf叩112．5讯realtimeisp10posed．11leh8nhares呻ctIlre蛐dsolhar；edesi印oftIlemoflit丽rIgterⅡlinalaredescribedemphatically，tIIeworkⅡowoftllesystem锄dtllecoⅢ．gur撕onofI七wei50rletworkareinⅡoduced．TheexperimentalresIIltsve

4、rify山ecorrec协essandfe∞ibilityoftIlesystem印plyiIlginrealdrnemoIlitoriIlgofP№．5；itpossessesst＆bleandreliablepe面皿粕ce蛐dh培hereconomicale&cts．Key釉rds：P№．5刖IlinoW5100IntemetoftIIirI萨灿r掣ality啪Ilit耐ngReal—timem0Ilitori珲0引言PM2．5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2．5斗m的颗粒物，也称可入肺颗粒物。虽然PM2．5只是地球

5、大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响，已经成为空气污染的罪魁祸首¨1。在实际监测工作中已有很多PM2．5监测系统，这些系统使用zigBee节点和粉尘颗粒物传感器组建的无线传感器网络作为监测网络，并通过GPRs无线传输方式传输数据的PM2．5监测系统心]。也有使用Arduino单片机的系统，只是数据处理通过RaspberryPi传输到Yeelink平台旧j。随着监测项目的增多，监测范围的扩大及点位的密布，价格昂贵、实时性差、系统运行维护费用高等缺点逐渐表现出来。为了解决上述种种问题，本文提出了基于Ardui

6、no和乐联网的PM2．5实时监测的设计方案，方案具有很好的网络拓展性能。1系统总体方案设计PM2．5实时监测系统可以按照功能分为三部分：国家自然科学基金青年基金资助项目(编号：6l104215)。修改稿收到日期：2015一04—25。第一作者肖凡(199l一)，男，现为武汉科技大学控制科学与工程专业在读硕士研究生；主要从事传惑嚣罔络、嵌入式系统酌研究。《自动化仪表》第36卷第12期加15年12月数据采集与传输、数据融合与分析‘4

7、、数据查询，如图1所示。数据数采卜融据集少A卜口少查与询传分输析图1PM2．5实时监测系统结构Fig．

8、1S仃uctureofPM2．5real一6memoIlit耐ngsystem数据采集与传输：是本系统中的底层硬件，这层包含了系统中所有的硬件管理，包括硬件的设计，硬件拓扑结构的布置，PM2．5的采集、存储及传输等。各个粉尘颗粒物传感器进行监测时，都会对相关信息进行记录保存，这些信息最终会实时存入乐联网平台，用户可以通过多种途径登录乐联网查看实时的PM2．5值。数据融合与分析：是本系统中进行数据处理、分析的核心层。这层主要对下位机采集的数据进行管理，并在曲线图中实时体现出来。同时，通过发送新浪微博或者微信的方式告知用户，可以对下位

9、机进行配置与管理等。数据查询：用户只需要登录乐联网平台，即可在用户中心获取需要的实时数据，根据已有的PM2．5曲线图直观地了解最近一段时问PM2．5的变化情况。63Arduin0和乐联网在PM2．5实时监测系统中的应用肖凡。等2系统硬件设计P抛．5