智慧城市中空气质量监测网络的研究和设计

发布时间：2019-11-22 22:02

【摘要】：城市空气污染具有一定的局部性,有限的空气质量监测站无法得到准确的监测数据。当前智慧城市的概念逐渐铺展开来,要完善空气质量监测网络,就必须依附于能提供海量数据存储维护的智慧城市平台构建空气质量监测无线传感器网络,对空气污染进行实时有效的监测和及时预警,并分析研究污染指标数据,确定污染源头,从而进行有效防治。无线传感器网络是由分布的传感器节点和汇聚节点共同构成,传感器节点用于协同、实时监测并采集环境参数,并以无线通信方式提交到汇聚节点,最后由汇聚节点上传至监视主机。无线传感器网络具有廉价、高效、低能耗、监测范围广等特点,因此将无线传感器网络技术应用到空气污染中,可以实时掌控城市的机动车尾气污染状况,为城市环境监测提供多种污染源的具体参数,方便环保部门实际解决污染问题。针对现实问题和实际条件分析,本文构建出一套基于ZigBee技术的无线传感器网络空气质量监测系统,对传感器节点、网关汇聚节点做了设计,并搭建了监控中心软件平台,同时为了优化网络传输,将压缩感知技术应用于传感器网络数据的处理,并通过软件仿真进行了验证,有良好的效果。
【图文】：

图１．１智慧城市总体架构逡逑Ｆｉｇ邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｏｖｅｒａｌｌ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｍａｒｔ邋ｃｉｔｙ逡逑本文简要介绍了智慧城市体系中中空气监测系统的搭建。逡逑１N２空气污染监测的变迁逡逑

足用户的需求。参照开放系统互连参考模型的毛层模型，研究人员提出并改进了逡逑多个无线传感器网络系统的协议巧，构建了邋ＷＳＮ通信体系结构，由通信协议层逡逑（横向）和传感器网络管理面（纵向）构成，如图２．２。逡逑通信协议层一般被分为物理层（ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｌａｙｅｒ）、数据链路层（ｄａｔａ邋ｌｉｎｋ邋ｌａｙ逡逑ｅｒ）、网络层（ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｌａｙｅｒ）、传输层（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ邋ｌａｙｅｒ）、应用层（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋１逡逑ａｙｅｒ）邋１＾＾＞及时间同步和定位层［１１］。物理层主要负责特定频率载波的产生、信号收逡逑发及调制解调等工作，激光、红外线、无线电都能被选择作为他的载波媒介。逡逑数据链路层掌管媒体接入（用于保证点对点和点对多点通信的可靠性）和错误控逡逑制（用于保证信息从源节点发出到达目标节点后的完整性和正确性）。网络层协逡逑议负责路由生成和选择，无线传感器网络节点传输距离有限，且长距离通信消耗逡逑能量巨大，因此大部分节点使用多跳路由的方式，通过中间节点过渡来连接网关逡逑节点，而非直接与之通信。所路由协议设计的好坏，决定了网络的各项性能指逡逑９逡逑
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X831

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;俄罗斯:空气质量监测信息公开透明[J];环境监测管理与技术;2013年01期

2 吴小红;;浅谈空气质量监测系统现状及发展趋势[J];民营科技;2013年03期

3 ;中美城市空气质量监测合作[J];世界环境;1998年03期

4 王海瑜;唐俊岩;孙光玲;;浅析城市内部空气质量监测方案的制定与实施[J];环境与生活;2014年04期

5 汪妍;对3家商场空气质量监测调查[J];环境与健康杂志;2001年06期

6 陶明芬,童九翠;空调病室的空气质量监测[J];现代护理;2001年03期

7 易光辉,王林,张炯,陈俊华;成都市部分新建住宅室内空气质量监测分析[J];职业卫生与病伤;2004年01期

8 吴怀民,席俊清,白璐;芬兰赫尔辛基都市区的空气质量监测及借鉴[J];环境监测管理与技术;2004年02期

9 钟流举;郑君瑜;雷国强;陈晶;车汶蔚;;空气质量监测网络发展现状与趋势分析[J];中国环境监测;2007年02期

10 蔡秀明;;室内空气质量监测[J];科技创新导报;2008年11期

相关会议论文 前7条

1 毛泽民;;空气质量监测子站周边环境的调查与思考[A];四川省第十次环境监测学术交流会论文集[C];2005年

2 苏畅;;空气质量监测的理论分析[A];四川省环境科学学会二0一一年学术年会论文集[C];2011年

3 张兴赢;张鹏;赵秀娟;;中欧国际合作项目“中国城市空气质量监测与预报”[A];中国气象学会2008年年会城市气象与城市可持续发展分会场论文集[C];2008年

4 齐瑾;邱红;李晓静;;2008北京奥运期间基于卫星遥感获得的空气质量监测结果[A];第26届中国气象学会年会大气成分与天气气候及环境变化分会场论文集[C];2009年

5 朱一川;张晶;周文刚;毕昕;朱芸德;翟利民;;LD-5C(R)型在线式微电脑激光粉尘仪及其在垃圾填埋场空气质量监测中的应用[A];2011年全国环境卫生学术年会论文集[C];2011年

6 左改珍;谢少清;范恒梅;张亮;荚恒敏;梅雪飞;张莉莉;王丽红;;洁净ICU动态空气质量监测与分析[A];中国医院协会第十八届全国医院感染管理学术年会论文资料汇编[C];2011年

7 刘文清;;在线分析技术在环境监测中的应用[A];科学仪器服务民生学术大会报告集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 金涛　通讯员 鄢祖海刘柏含 陈克斌;远城区增设新站 空气质量监测站扩容[N];长江日报;2009年

2 记者 侯小健 通讯员 陈强林;三亚等5市年内开展空气质量监测[N];海南日报;2013年

3 记者 马昭;市民现场可看空气质量监测过程[N];西安日报;2013年

4 记者 张昊;7月空气质量监测结果发布[N];健康报;2013年

5 记者李响 通讯员赵丽辉;我市将公布城市六区空气质量监测情况[N];唐山劳动日报;2013年

6 沈俊霖 薛建涛 孙萌;青岛空气质量监测城乡联网[N];青岛日报;2013年

7 记者 杜颖;仍有两个市县未建空气质量监测站[N];海南日报;2014年

8 记者 马昭　实习生 沈晓丹;空气质量监测更全面[N];西安日报;2009年

9 记者 宋馨;我市空气质量监测无盲区[N];周口日报;2010年

10 毛建国;空气质量监测标准也需与时俱进[N];中国消费者报;2011年

相关硕士学位论文 前6条

1 王妮妮;上海市空气质量监测数据的规律研究及在数据审核中的应用[D];东华大学;2010年

2 张孟;神经网络方法在城市空气质量监测中的应用研究[D];吉林大学;2008年

3 马龙;空气质量监测系统异构设计与PM10灰预测[D];华中科技大学;2011年

4 焦旭光;智慧城市中空气质量监测网络的研究和设计[D];合肥工业大学;2015年

5 刘潘炜;区域空气质量监测网络优化方法研究[D];华南理工大学;2010年

6 钟艺华;基于物联网的空气质量监测终端应用的设计与开发[D];北京邮电大学;2014年

，

本文编号：2564661