前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇環(huán)境監(jiān)測設計方案范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:防衛(wèi)安全;建筑外環(huán)境;油田小區(qū)
1油田小區(qū)建筑外環(huán)境防衛(wèi)安全方面存在的問題
隨著我國城鎮(zhèn)化建設的不斷發(fā)展,油田小區(qū)的安全問題越來越成為小區(qū)業(yè)主關注的焦點。當前我國城市外來務工人員逐年上升,貧富差異懸殊、經(jīng)濟關系復雜,酒后滋事、腐化墮落的問題日前突出,給財富監(jiān)督工作帶來的巨大的挑戰(zhàn)。因此,油田小區(qū)防衛(wèi)機構需要結合起用各種手段,通過科學合理的防衛(wèi)安全設計來為小區(qū)業(yè)主營造一個安全的生活環(huán)境。
2改善油田小區(qū)建筑外環(huán)境安全狀況的有關策略
2.1強化領域氛圍的營造
對于油田小區(qū)來說,領域氛圍營造工作重點在于建筑物、土地以及使用者綜合采取各種措施,對建筑物以及土地進行科學、合理的控制,在此基礎上營造出適合業(yè)主生存的空間意向。人與其他動物都存在一種領域性思維,尤其是對于人類來說,普遍希望有一個固定不變的自主活動區(qū)域,使人類日常生活各方面的生活需求得到滿足。因此,對于人類社會來說,則需要有專門人員對群體的生活空間進行有針對性的改造與控制,這是人類幾千年來的社會習慣,以是當前我國普遍的一種社會現(xiàn)象。建筑外環(huán)境設計則需要對小區(qū)環(huán)境進行有效的控制與改造,將小區(qū)的防衛(wèi)性質人格化,使小區(qū)居民在日常生活中對小區(qū)環(huán)境有體現(xiàn)出一種歸屬感,使小區(qū)居民的領地意識得到釋放與寄托。同時,也能夠加強社會居民在日常生活中的安全防衛(wèi)意識,從個體上提高安全防衛(wèi)水平。因此,許多小區(qū)開始在小區(qū)周圍建立一定的指示物與標示性建筑,強化空間元素以及空間概念。同時,為了提高小區(qū)活動的自由度,還可以營造小區(qū)緩沖區(qū)與過渡區(qū),形成濃厚的領域氛圍。
2.2創(chuàng)造自然監(jiān)視條件
為了提高小區(qū)環(huán)境的安全性,則需要提高小區(qū)環(huán)境在視覺上的開放性,方便小區(qū)居民以及管理人員對小區(qū)環(huán)境進行持續(xù)的監(jiān)視,進而實現(xiàn)小區(qū)安全指數(shù)的提高。由于人類的反應與行為是在意識的支配下產(chǎn)生的,在一個監(jiān)視條件便利的環(huán)境下,人的行為更加能夠符合社會的一般規(guī)范,有效抑犯罪心理。尤其是對于企圖犯罪的危險分子,即使犯罪行為十分堅定,也可能因為作案環(huán)境不佳而放棄作案。同時,一個良好的自然監(jiān)視條件也能夠給小區(qū)居民創(chuàng)造一個良好的監(jiān)視條件,相關的監(jiān)視活動是在自動自發(fā)的條件下進行的,能夠提高小區(qū)居民的監(jiān)視意識。經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn),自然監(jiān)視的影響因素主要體現(xiàn)為以下幾個方面:一方面是周邊建筑形容位置、建筑出入口、活動空間以及沿街建筑等。在對形容位置進行設計時,除了要考慮到采光以及通風等方面的需要外,還要考慮了形容位置的視野監(jiān)視情況。由于油田小區(qū)建成較早,形容面積較小、外墻墻體較厚,可視范圍受到了較大的限制,小區(qū)居民的自主監(jiān)視無法保證充分的連續(xù)性。另外,小區(qū)內人工種植的樹木過于茂盛也會阻礙監(jiān)視視線,油田小區(qū)管理人員需要對小區(qū)植物進行定期的修剪,在改善監(jiān)視環(huán)境的同時也能夠給居民創(chuàng)造良更加廣闊的活動空間。
2.3開放空間的安全性設置
兒童與老人是小區(qū)空間活動的主要人群,開放空間的設置需要重點加強兒童與老人活動安全性方面的考慮。高齡群體普遍不喜喧鬧,活動節(jié)奏緩慢,空間環(huán)境的設置應以安靜、閑適為宜,可多設置一些座椅、木桌等設施。兒童活動空間要體現(xiàn)出益智性與趣味性等方面的特點,地面鋪裝須選用質地柔軟的材料,提高兒童活動的安全性。兒童與老人的活動場所應盡量靠近建筑物,根據(jù)就近原則,方便業(yè)主與管理人員對其進行持續(xù)的監(jiān)護。
2.4拐角空間的處理
小區(qū)管理人員需要在拐角處區(qū)域設置反光鏡,使居民能夠了解拐角處身后的人行以及車輛動態(tài)。對于部分空間面積較大的區(qū)域,拐角處可以設置一些圍欄或綠化帶,給居民在轉變處的視野有一個緩沖的過程,能夠對突然出現(xiàn)的車輛以及行人進行預判。采用攝像設備以及網(wǎng)絡傳輸設備對拐角處進行監(jiān)控,使管理人員能夠對拐角處所出現(xiàn)的狀況進行及時的處理。
2.5改造道路系統(tǒng)平面
當前我國居民小區(qū)道路在形態(tài)上以筆直交叉為主,這種設置方案是以方便機動車輛出行為目的進行設計的,提高車輛行駛速度的同時也給行人安全造成不利影響。因此,道路交叉處需要設置指牌提醒車輛減速慢行,也可以在居民活動區(qū)域設置減速裝置對行車速度進行控制,兩個相鄰的減速裝置最長不超過100米。具體的道路系統(tǒng)改造方法主要為以下幾點:第一,對車輛活動比較活躍的區(qū)域進行局部縮小處理,縮窄車輛行駛道路的寬度,通過心理暗示的方法使司機減速慢行。第二,當穿越性道路與盡端中的連接比較明確時,司機的視覺通透性比較良好,區(qū)域安全性較高。若道路與道路之間的連接情況比較復雜,道路安全性則會受到影響。因此,在道路走向設置方面應多以居住區(qū)為盡端,這種道路系統(tǒng)設置方法既能夠從根本上控制車輛行駛的速度,也能夠提高小區(qū)的整體封閉性,尤其是對于犯罪人員來說,大大降低了其駕車逃跑的可能性,同時也能夠提高小區(qū)業(yè)主的領域感。
3結語
關鍵詞:ZigBee技術;環(huán)境監(jiān)測;傳感器
0 引言
ZigBee技術是近幾年發(fā)展起來的自組網(wǎng)無線通信技術,節(jié)點之間可很方便的進行組網(wǎng)通信,有效的解決了單點無線傳輸?shù)木嚯x問題。諸多事故的發(fā)生都源于未知,室內環(huán)境的監(jiān)測對于生產(chǎn)和生活都具有重大意義。本文為室內環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測提供了一套完整的解決方案,并給出了相應的闡述。
1 系統(tǒng)整體設計方案
室內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要包括監(jiān)測節(jié)點和數(shù)據(jù)接收處理主機。節(jié)點主要負責室內各項環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測,包括溫濕度檢測模塊、煙霧檢測模塊、可燃氣體檢測模塊以及PM2.5檢測模塊;采用單片機負責檢測的控制,并將采回的數(shù)據(jù)通過ZigBee模塊送出。ZigBee每個節(jié)點都自動分配唯一的ID,每一個節(jié)點可管理254個子節(jié)點,一共可擴展管理多達65000個節(jié)點。數(shù)據(jù)處理主機主要負責接收每個監(jiān)測節(jié)點的數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行處理,包含顯示模塊、人機交互設置模塊、報警輸出模塊和聯(lián)動控制模塊。系統(tǒng)整體設計方案如圖1所示,給出了單個節(jié)點的組成框圖和主機的組成框圖,節(jié)點的個數(shù)可根據(jù)用戶需求進行擴展。
2 系統(tǒng)硬件設計
基于ZigBee技術的數(shù)據(jù)采集節(jié)點 主要采用了DHT11溫濕度傳感器、煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、夏普PM2.5灰塵傳感器。
2.1 溫濕度傳感器
設計采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11進行溫度和濕度的檢測。DHT11是一款復合型溫濕度傳感器,采用單總線方式直接送出溫度和濕度值,使用時只需要電源和任意一個I/O口配合上拉電阻便可對其操作和訪問。DHT11供電范圍為3.3-5.5V,可以很方便的應用于各種單片機和嵌入式系統(tǒng)。DHT溫度測量范圍為0-50度,濕度為20%-90%RH,完全滿足室內環(huán)境的監(jiān)測。
DHT11接口電路如圖2所示。
2.2 氣體傳感器
設計采用電阻型MQ-2氣體傳感器對空氣中的煙霧和可燃氣體進行檢測。MQ-2氣體傳感器采用二氧化錫氣敏材料進行氣體的檢測。二氧化錫在純凈的空氣中電導率很低,一旦空氣中有其他氣體的存在,其電導率隨空氣中氣體的濃度增加而增加,通過簡單的電路便可將氣體濃度信號轉換成對應的電信號。MQ-2傳感器不但對如液化氣、甲烷、氫氣等可燃氣體靈敏度很高,而且對煙霧也有著理想的響應曲線。
MQ-2氣體傳感器測試電路如圖3所示。傳感器需要提供加熱電壓進行預熱,加熱過程大概30秒,然后便可以正常輸出。加熱電壓和電源可采用統(tǒng)一電源供電,選擇合適的負載電阻即可。
2.3 PM2.5灰塵傳感器
PM2.5檢測采用了日本夏普公司的GP2Y1010AU0F灰塵傳感器,該傳感器電壓輸出與灰塵濃度具有良好的線性關系。傳感器采用光學方式進行灰塵的檢測,通過控制內部LED發(fā)光時間然后檢測對應光學腔內接受到的光強,經(jīng)過內部相應的放大處理從而得到對應的電壓。傳感器采用5V供電,輸出電壓范圍為0.75-3.5V,對應的灰塵濃度為0-0.5mg/m3,輸出電壓和濃度成一次線性關系。GP2Y1010AU0F傳感器輸出為模擬電壓,所以需要配合AD轉換器進行數(shù)據(jù)的采集,傳感器接口電路如圖4所示。
3 系統(tǒng)軟件設計
基于ZigBee自組網(wǎng)的特性,無線部分程序設計變得相對容易,只需要記錄和校驗每個節(jié)點的ID即可進行數(shù)據(jù)的交互。節(jié)點的主要負責數(shù)據(jù)的采集和等待主機的數(shù)據(jù)發(fā)送請求,當收到請求時進行ID驗證,若為本機ID則發(fā)送數(shù)據(jù),否則繼續(xù)等待,節(jié)點程序流程如圖5所示。主機的程序設計主要負責數(shù)據(jù)的請求和接收處理,進行顯示、報警、人機交互和聯(lián)動控制,主機程序流程如圖6所示。
4 結論
本文給出了基于ZigBee技術的室內環(huán)境監(jiān)測方案,詳細的分析了系統(tǒng)的整體設計方案,對系統(tǒng)的傳感器電路設計做出了相應的介紹,分析了系統(tǒng)的可行性。最終對系統(tǒng)進行了整體數(shù)據(jù)采集和通信測試,良好的驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,對室內環(huán)境的監(jiān)測具有一定的指導意義和參考價值。
參考文獻:
[1]徐君麗,劉冀偉,王志良.基于無線網(wǎng)絡的智能監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].微計算機信息,2005,21(06):5-7.
[2]苗連強,胡會萍.基于ZigBee技術的溫室環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].儀表技術與傳感器, 2010(10):108-110.
[3]萬力,王鵬.基于ZigBee技術的溫濕度監(jiān)測網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)[J].低壓電器, 2010:30-33.
[4]景軍鋒,李嘉琨.基于ZigBee技術的無線溫度采集系統(tǒng)[J]. 微型機與應用, 2009(23):33-35.
【關鍵詞】農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 智能節(jié)點 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的范圍大、氣候和環(huán)境多變,需要監(jiān)測內容較多,一直是困擾農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術廣泛應用的技術難題。
基于智能傳感器技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測技術是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術實施的技術基礎和重要應用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境涉及到氣候、農(nóng)作物及其生產(chǎn)環(huán)境的眾多方面,需要的觀測量眾多,各觀測量所采用的傳感器技術、變送器方法各不相同,而且在分布范圍廣和監(jiān)測時間較長的情況下,智能傳感節(jié)點的設計需要綜合考慮安裝環(huán)境、網(wǎng)絡連接、可用時間等眾多因素,設計一種能夠適用于多種節(jié)點類型,分布式布局、自組織網(wǎng)絡的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),首先需要在網(wǎng)絡架構上采用靈活部署和分布式的物聯(lián)網(wǎng)架構,然后是分布式的智能節(jié)點設計。具體監(jiān)測的參數(shù)包括大氣條件、土壤情況、病蟲害和農(nóng)作物生長形態(tài)等。
基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡,可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎數(shù)據(jù)采集和存儲,通過無線傳感器網(wǎng)絡構成的無人值守的自組網(wǎng)結構,可以準確感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境信息和作物信息。
本文介紹了一種基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡架構的智能節(jié)點設計方案,可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測。該環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采用分布式的智能傳感器現(xiàn)場布局,這些傳感器節(jié)點可以準確感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境信息和作物信息,通過自組織的Zigbee網(wǎng)絡,連接到上層的智能網(wǎng)關,組建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息基礎數(shù)據(jù)庫,利用數(shù)據(jù)庫的共享功能,用戶可遠程訪問數(shù)據(jù)庫,獲取需要的信息,指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。
1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計
農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)將Zigbee傳感器網(wǎng)絡與3G/4G 網(wǎng)絡融合并接入互聯(lián)網(wǎng),系統(tǒng)采用三層結構設計:感知節(jié)點層、網(wǎng)絡傳輸層和業(yè)務應用層。感知節(jié)點層由眾多分布式部署的感知節(jié)點組成,節(jié)點能夠搭載多個標量及多媒體傳感器節(jié)點,在讀取農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的同時,還能夠自組織構成可自愈的高效無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡,與上層的網(wǎng)關節(jié)點保持通信;網(wǎng)絡傳輸層的主要設備是智能農(nóng)業(yè)網(wǎng)關,有能夠收集下層感知節(jié)點的ZigBee主節(jié)點模塊和向上與互聯(lián)網(wǎng)連接的3G /4G無線傳輸模塊;業(yè)務應用層的數(shù)據(jù)中心包括農(nóng)業(yè)基礎信息數(shù)據(jù)庫和 Web服務器,農(nóng)業(yè)基礎信息數(shù)據(jù)庫負責數(shù)據(jù)保存,Web服務器負責向互聯(lián)網(wǎng)信息。系統(tǒng)的工作過程如下:智能感知節(jié)點主動構成自組織的無線傳感器網(wǎng)絡,數(shù)據(jù)融合后與智能網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)傳輸,智能網(wǎng)關在保存數(shù)據(jù)內容后,再通過3G/4G網(wǎng)絡向使用者提供互聯(lián)網(wǎng)服務,然后定期將數(shù)據(jù)上傳給上級監(jiān)管部門的數(shù)據(jù)服務器;上級監(jiān)管部門或農(nóng)業(yè)指導部門可以根據(jù)數(shù)據(jù)內容形成報告提供給農(nóng)業(yè)從員者;各類用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)終端訪問該系統(tǒng),查詢感興趣的農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù),如有可能,還可對部分可控節(jié)點進行控制操作。
網(wǎng)絡傳輸層的無線傳感器網(wǎng)絡采用類似于ZigBee的協(xié)議,智能農(nóng)業(yè)網(wǎng)關通過ZigBee網(wǎng)絡與多個節(jié)點或路由器相連,構成一個星形網(wǎng)絡。
在網(wǎng)絡接入?yún)f(xié)議的選擇上,系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境要求和應用需要,自主切換到無線WIFI或3G/4G網(wǎng)絡,并在節(jié)能需要的情況下關閉網(wǎng)絡開關,形成速率自適應和節(jié)能的網(wǎng)絡接入。
2 感知層的ZigBee智能感知節(jié)點設計
智能感知節(jié)點作為整個監(jiān)測系統(tǒng)的信息采集源頭,能夠為整個系統(tǒng)提供完整和準確的數(shù)據(jù)。節(jié)點能實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關的環(huán)境信息與作物信息,并且能夠通過集成多種傳感器,搭建一個自組織的ZigBee網(wǎng)絡。其中的傳感器種類,包括大氣條件、氣象信息、土壤濕度、水環(huán)境PH值等標量數(shù)據(jù)傳感器,以及為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供直觀影像的圖像傳感器(攝像頭)。經(jīng)由節(jié)點采集的數(shù)據(jù)首先在節(jié)點處進行數(shù)據(jù)處理,然后經(jīng)由ZigBee網(wǎng)絡匯聚到網(wǎng)絡區(qū)域內的智能網(wǎng)關。
考慮到各類傳感器節(jié)點的能耗、購買成本、覆蓋范圍以及傳輸距離的限制,如攝像頭的能耗較大、價錢相對較貴,可以覆蓋較大范圍,一個監(jiān)測區(qū)域內安放一個攝像頭就可以滿足應用的要求。因此不必在同一監(jiān)測區(qū)域內的節(jié)點上都采用同樣的設計結構,可以分別連接不同的傳感器連接網(wǎng)關。
3 結論
本文設計實現(xiàn)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)三層結構的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)利用可靈活部署的智能節(jié)點實現(xiàn)了分布式的傳感網(wǎng)絡總局,實現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境監(jiān)測和基礎農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集。具體采用了自組織的Zigbee網(wǎng)絡將廣泛分布在農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)組織在一起,利用網(wǎng)絡傳送到智能網(wǎng)關給農(nóng)業(yè)從業(yè)人員使用。系統(tǒng)重點解決了在分布式環(huán)境下對于智能節(jié)點的可靠性可用性設計、冗余數(shù)據(jù)的融合處理和網(wǎng)絡的自組織問題,是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的一次成功應用。
參考文獻
[1]孫忠富,杜克明,尹首一.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢和與農(nóng)業(yè)應用展望[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息,2010(5),pp:5-8.
[2]勞鳳丹,余禮根,滕光輝.設施農(nóng)業(yè)3G+VPN遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報,2011,16(2).pp:155-159.
作者單位
關鍵詞:環(huán)境影響評估;環(huán)境監(jiān)測;應用
在我國社會持續(xù)不斷發(fā)展的過程中,人們對于環(huán)境的保護意識在不斷的強化,通過環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調來達到共贏的目的,已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會發(fā)展過程中的一個重要趨勢。環(huán)境監(jiān)測對環(huán)境本底水平、環(huán)境污染程度起著監(jiān)督作用。環(huán)境影響評價為環(huán)境發(fā)展起著約束、指導性作用。二者分別有各自的工作職能體系,又存在著不可分割的聯(lián)系。環(huán)境監(jiān)測本身是貫穿于整個環(huán)境評價體系之中的一個重要因素,只有對環(huán)境監(jiān)測工作進行強化,才能夠使得環(huán)境的評價體系能夠得到更高的保障。
1 環(huán)境監(jiān)測的概述
環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護過程中所涉及到的一個重要組成部分,其環(huán)境監(jiān)測的各項數(shù)據(jù)能夠精確的反映出當前整個社會環(huán)境的真實質量,而環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)為環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境影響評價等方面工作提供了極為可靠的數(shù)據(jù)支持,是以上各工作過程的理論基礎及重要環(huán)節(jié)。環(huán)境監(jiān)測所具有的水準高低對于整個社會的環(huán)境工作水平起著決定性作用,為環(huán)境保護工作提供了極為準確的發(fā)展依據(jù)。為了對環(huán)境監(jiān)測的質量進行加強,最大限度的提升環(huán)境保護的能力,國家當務之急應當針對環(huán)境監(jiān)測工作進行專項支持,促使環(huán)境監(jiān)測工作能夠得到良好的發(fā)展。
2 環(huán)境監(jiān)測基本點
以環(huán)境作為對象,采用化學、物理、生物等方面的技術手段在對周邊環(huán)境之中所存在的污染物以及大量的有關組成部分進行全面詳細的分析,以此來找出環(huán)境質量中所存在的眾多規(guī)律。環(huán)境監(jiān)測的對象不僅僅有大氣環(huán)境監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、土壤環(huán)境監(jiān)測等環(huán)境要素的監(jiān)測,同樣還涉及到了放射性物質的監(jiān)測。而在對環(huán)境中所存在的各種不同污染物質進行檢測的過程中,必須要先對該區(qū)域歷史時期空間環(huán)境所具體發(fā)生的情況進行調查,其調查的數(shù)據(jù)中還必須要包括環(huán)境質量結構、組成結構等反面的數(shù)據(jù)信息。本質上來說,進行環(huán)境監(jiān)測的主要目的就是為了能夠對環(huán)境所出現(xiàn)的變化及時發(fā)現(xiàn),從而采取相應的解救措施,達到保護環(huán)境的目的,為環(huán)境可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。
環(huán)境監(jiān)測的基本特征:環(huán)境監(jiān)測在環(huán)境影響評估中占據(jù)重要角色,環(huán)境監(jiān)測具有兩個特征,一是環(huán)境監(jiān)測以統(tǒng)計學為基礎,與自然學科和社會知識互相滲透,二是環(huán)境監(jiān)測的目的是為社會服務,環(huán)境監(jiān)測的監(jiān)測對象是各環(huán)境要素的各類環(huán)境情況,監(jiān)測的數(shù)據(jù)反應了環(huán)境現(xiàn)狀及變化情況,在監(jiān)測的基礎上為人類制定科學的環(huán)境規(guī)劃提供了科學依據(jù)。
環(huán)境監(jiān)測的法定地位:環(huán)境監(jiān)測實質上是一項政府行為,是應用監(jiān)測技術手段,對一切違反環(huán)境法律,行政規(guī)章和政策制度的行為進行監(jiān)測,為環(huán)境執(zhí)法提供科學依據(jù)的過程。環(huán)境監(jiān)測的實現(xiàn)是由各級環(huán)境監(jiān)測站共同完成的,因此,監(jiān)測站要對所監(jiān)測的數(shù)據(jù)承擔相應的法律責任。
3 環(huán)境影響評價程序
3.1 現(xiàn)狀環(huán)境影響評價:在環(huán)境評價單位進行環(huán)境影響的評價的同時,相關的監(jiān)測部門也應當在這一過程中對項目擬建設地環(huán)境進行持續(xù)的監(jiān)測,并針對建設項目性質對各環(huán)境要素進行逐一監(jiān)測,以便于項目擬建設地環(huán)境本底值分析及現(xiàn)狀污染源分析,作為來判定建設項目建設完成之后各污染物排放情況是否在周邊環(huán)境的可承受范圍之內的預測分析數(shù)據(jù)基礎。
3.2 環(huán)境預測階段。依據(jù)當?shù)氐貐^(qū)的實際情況以及周邊環(huán)境來進行周密的分析,利用相關模型預測出該項目在建設完成之后,各環(huán)境要素所呈現(xiàn)出來的污染狀態(tài)是否是在周邊生態(tài)自然環(huán)境中所能夠承受的范圍內。
3.3 跟蹤評價,這其中所指的主要是大型建筑項目,而進行跟蹤評價的主要目的就為了針對部分與預期有著較大出入的項目所必須要進行的一項嚴格監(jiān)測措施,這是現(xiàn)代社會進行環(huán)境管理過程中極為常見的一項管理措施。
4 環(huán)境影響評價中環(huán)境監(jiān)測工作的主要內容
4.1 調查階段的主要內容
在建設項目環(huán)境影響評價的調查階段,主要是針對該項目的環(huán)境評價等級、環(huán)境條件等指標進行調查分析,通過選擇恰當?shù)谋O(jiān)測目標,結合其對建設項目環(huán)境的影響因子,運用科學、合理、成熟的環(huán)境監(jiān)測手段或工具,形成一套較為科學、可行的建設項目環(huán)境監(jiān)測實施方案。然而,所制定的建設項目環(huán)境監(jiān)測實施方案并非人為隨機制定出來的,它的制定遵循以下基本原則:所制定的建設項目環(huán)境監(jiān)測實施方案必須體現(xiàn)出經(jīng)濟的原則,并能夠真實地反映出建設項目周圍環(huán)境的實際情況;對于建設項目周邊出現(xiàn)的威脅性較為嚴重的污染因素必須進行優(yōu)先監(jiān)測。
4.2 驗收階段的主要內容
在建設項目驗收階段,環(huán)境監(jiān)測工作的主要內容是針對環(huán)境保護指標進行檢測,運用專門的環(huán)保設備并對其效果進行測試,之后對設計方案中的目標污染因素進行監(jiān)測,并對建設項目內部較為敏感的環(huán)境地點實施調查。總之,在建設項目竣工驗收階段,必須確保整個工程項目的環(huán)境指標達到相關要求,滿足其良好運行具備較為穩(wěn)定的環(huán)境狀態(tài),在這一穩(wěn)定狀態(tài)下,對污染因素做出準確檢測,并作出最終的環(huán)境影響評價。
5 環(huán)境監(jiān)測在環(huán)境評價體系中的地位與功能
5.1環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境評級的基礎
對建設項目自身在環(huán)境影響評價的過程中,必須要針對該項目周邊環(huán)境的多項因素來進行全面詳細的分析,例如項目自身的水環(huán)境、大氣環(huán)境、噪聲環(huán)境等多方面。當部分項目在正式落成之后,還必須要在項目落后之后對于周邊環(huán)境所帶來的各方面變化因素進行全面的監(jiān)測,只要利用精確的環(huán)境檢測數(shù)據(jù),便能夠切實有效的反映出這部分現(xiàn)象,并且只有充分、精確的把握住了環(huán)境的相關數(shù)據(jù)和整體性質量。依據(jù)權威性的監(jiān)測數(shù)據(jù),來判斷出周邊環(huán)境是否能夠承受某些項目所帶來的污染現(xiàn)象,這是環(huán)境評價體系中的一個基礎。
5.2環(huán)境監(jiān)測在環(huán)境評價中具有監(jiān)督功能
對環(huán)境進行嚴格監(jiān)督的措施較多,但是一直以來,環(huán)境監(jiān)測都是一項極為基本的監(jiān)測措施,而項目在完成之后,針對項目自身的各方面排放、運行等進行周密的監(jiān)測有著極大的必要性。監(jiān)測的主要方面為項目正式啟動之后其周邊的水環(huán)境、大氣環(huán)境是否在這一過程中出現(xiàn)了劇烈的波動,這類變化都需要通過環(huán)境監(jiān)測之后的權威性數(shù)據(jù)來作為最終評估的標準,只有在科學合理的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)基礎之上,才能夠起到良好的環(huán)境監(jiān)督效果。這對于地區(qū)環(huán)境監(jiān)測工作來說,起到了極其重要的作用。
5.3環(huán)境監(jiān)測貫穿于環(huán)境評價體系之中
對于環(huán)境監(jiān)測的嚴格性,就是對地區(qū)環(huán)境負責任的態(tài)度。當工程項目委托相關部分進行環(huán)境監(jiān)測之后,評價機構就需要對當?shù)氐膶嶋H環(huán)境數(shù)據(jù)進行評估,其評估的內容包括了噪聲、水、大氣等多個方面的環(huán)境因素。在環(huán)境可行度地范圍內規(guī)定項目的可行性,在項目建成后3個月之后對項目進行監(jiān)測,這期間的監(jiān)測是對項目環(huán)境影響評價最主要的環(huán)境要素進行相應的評價和監(jiān)督,監(jiān)測是否超出環(huán)境承載度,環(huán)境影響評價中的評價都需要環(huán)境監(jiān)測在早期,運行初期和后期的數(shù)據(jù)的支持。
6 結束語
近幾年來,在我國社會不斷進步的情況下,市場經(jīng)濟已經(jīng)在這一過程中取得了較大的發(fā)展。而在經(jīng)濟體系迅速發(fā)展的過程中,人們對于自然資源的需求在不斷增大,直接導致環(huán)境問題越發(fā)嚴重,我國為了能夠實現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟體系的協(xié)調發(fā)展,提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,與環(huán)境保護有著密切聯(lián)系的相關法律規(guī)章也在不斷的出臺。在環(huán)境影響評價之中,環(huán)境監(jiān)測工作作為一個不可或缺的重要環(huán)節(jié),要切實有效的實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境戰(zhàn)略目標,就必須要將環(huán)境監(jiān)測工作之中所涉及到的多個方面落到實處,制定完善的評價體系。
參考文獻:
[1]彭筱峻,袁文芳,朱艷芳.生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].江西化工,2013,(02).
關鍵詞:室內環(huán)境質量監(jiān)測;溫濕度;光照;ZigBee
中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2016)01-00-03
0 引 言
健康舒適的室內環(huán)境對任何一種建筑來說都尤為重要,實驗室作為人員密集型建筑,良好的室內環(huán)境有助于提高學生的學習效率。如果溫度過高或過低,濕度過濕(高于70%)或過燥(低于30%),光照的過明或過暗,都會使學生產(chǎn)生不適感,影響正常排汗和情緒、降低注意力。由此可見,實驗室環(huán)境的不盡人意,在無形中影響了學生的健康和學習效率。因此,開發(fā)了室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng),以便24小時監(jiān)控實驗室的環(huán)境質量參數(shù)。本無線檢測系統(tǒng)的主要特點如下:(1)該系統(tǒng)可以延長實驗室里面設備的使用壽命,為設備提供一個安全的使用環(huán)境;(2)該系統(tǒng)能夠提高管理效率,溫濕度數(shù)據(jù)可以遠程傳輸,管理人員在巡查的時候不必到機房去就可以遠程了解實驗室的環(huán)境問題;(3)本系統(tǒng)可以代替管理人員24小時監(jiān)控非上班時間實驗室存在的安全隱患,達到對實驗室遠程監(jiān)控的目的。
1 系統(tǒng)總體設計
在日常生活中,由于存在個體差異,在各種條件下要找到一個單一的指標來準確反映人體對環(huán)境的舒適性是很困難的。因此,在環(huán)境舒適性的檢測過程中,我們往往關注三個比較重要的影響環(huán)境舒適性的因素:溫度、濕度、照度。所以本系統(tǒng)針對實驗室的環(huán)境分別采集溫度、濕度、照度這三個因素來衡量實驗室環(huán)境的舒適性。系統(tǒng)的總體設計框圖如圖1所示。
圖1 室內環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計框圖
本文所述的室內環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)分為硬件設計方案和軟件設計方案兩部分。
1.1 硬件設計方案
該系統(tǒng)采用模塊化的硬件設計,由STC12系列單片機微控制器、溫濕度傳感器、光照傳感器、CC2530芯片的ZigBee收發(fā)模塊、液晶顯示模塊、電源模塊等組成。該終端具有室內環(huán)境參數(shù)的自動采集、計算處理等功能,它可以連續(xù)自動地測量溫度、濕度、光照這些指標,各種要素經(jīng)過傳感器將模擬量轉化成相應數(shù)字量,供采集器定時處理后給單片機進行處理,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、顯示及無線傳輸。
1.2 軟件設計方案
室內環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設計由主程序、溫濕度傳感器驅動子程序、光照傳感器驅動子程序、LCD12864液晶顯示子程序、串口通信子程序等組成。對于硬件方案用到的編程軟件其中包括對于微控STC12C5A60S2進行C語言程序編譯的Keil軟件,將Keil軟件生成的.hex頭文件燒錄至MCU中的下載軟件STC-ISP中。
2 室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計
實驗室室內環(huán)境質量無線采集系統(tǒng)在硬件設計過程中,使用了模塊化的設計方法,分別為微處理器電路設計、數(shù)據(jù)采集模塊電路設計、顯示模塊電路設計、串口通信電路設計、無線收發(fā)模塊。在本系統(tǒng)中,對實驗室室內環(huán)境質量參數(shù)數(shù)據(jù)的采集主要依靠各種傳感器,如溫濕度傳感器AM2301、照度傳感器模塊GY30。這些傳感器的工作原理是利用物質各種物理性質隨環(huán)境變化的規(guī)律把溫度、濕度、照度等轉換為模擬量或數(shù)字量進行輸出,通過單片機采集這些電量數(shù)據(jù)并對其進行計算即可確定各環(huán)境參數(shù)的數(shù)值。在室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng)的設計中,本文使用了STC12C5A60S2單片機進行設計。具體包括:單片機最小系統(tǒng),溫濕度接口電路,光照接口電路,接口電路,電源電路,串口通信接口電路。
2.1 MCU的選型
本系統(tǒng)設計采用的是STC12C5A60S2單片機。STC12C5A60S2 在眾多的51系列單片機中,算是國內STC 公司的1T增強系列中更具有競爭力的一種,因為他不但和8051指令、管腳完全兼容,而且其片內具有Flash工藝的大容量程序存儲器。如STC12C5A60S2單片機內部就自帶高達60 K的 FlashROM,這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。而且STC系列單片機支持串口程序燒寫。顯而易見,這種單片機對開發(fā)設備的要求很低,開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可進行加密,很好地保護了用戶的勞動成果。
2.2 溫濕度傳感器AM2301
DHT21數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術,確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容式感濕元件和一個NTC測溫元件,并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT21傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內存中,傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數(shù)。單線制串行接口,使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗,信號傳輸距離可達20米以上,使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選擇。
2.3 光照傳感器模塊GY30
本系統(tǒng)采用新型單片測光芯片GY30模塊,該模塊的工作電壓為3.3 V,內置了BH1750芯片,可以對廣泛的亮度進行1勒克斯的高精度測定,實現(xiàn)了照明度(1~65 536勒克斯)數(shù)字值的直接輸出。主控器通過I2C(Inter-Integrated Circuit) 通訊接口讀取GY30采集到的數(shù)據(jù),然后按照用戶要求的形式通過界面將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。
2.4 ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊選型
本系統(tǒng)中所使用的ZigBee模塊為某電子公司的無線模塊,該無線模塊在產(chǎn)品類型中分為三種:ZigBee(Coordinator-協(xié)調器)模塊、ZigBee Router(路由器)模塊、ZigBee End Device(終端設備)模塊。 ZigBee能耗無線監(jiān)測終端的硬件設計中,無線ZigBee模塊(Router-路由器)的功能是以無線方式發(fā)送數(shù)據(jù)資料包,并尋找最適合的路由路徑,當有其他終端節(jié)點加入時,其也可為其他終端節(jié)點分配地址。CC2530結合了領先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能,其內部包含一個8051 CPU,且系統(tǒng)內可編程,其支持TI官方指定的IAR編譯軟件,并具備8 KB RAM,因此,CC2530是一個完整的SoC解決方案。通過其可以建立強大的無線傳感器網(wǎng)絡。
2.5 ST7920型12864液晶顯示模塊
為了在節(jié)約硬件資源的基礎上可以得到更豐富的顯示內容,并考慮到低功耗的要求,本系統(tǒng)設計中的顯示電路采用ST7920型12864帶字庫的液晶顯示模塊。
3 室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計
本節(jié)的主要內容是進行室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設計,軟件設計的核心為底層硬件溫濕度傳感器AM2301模塊、光照傳感器GY30模塊、LCD12864液晶、串口通信等編寫驅動程序,使得監(jiān)測系統(tǒng)在上電后可以分別正常監(jiān)測溫濕度值、光照值的顯示,及進行串口通信。室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng)主控程序流程圖如圖2所示。
圖2 室內環(huán)境質量無線監(jiān)測系統(tǒng)主控程序流程圖
3.1 溫濕度傳感器AM2301驅動子程序設計
DATA數(shù)據(jù)線用于MCU與 AM2301之間的通信。四十比特完整的數(shù)據(jù)=十六比特的濕度數(shù)據(jù)值+十六比特的溫度數(shù)據(jù)值+八比特校驗和。例如,接收四十比特的數(shù)值,溫濕度傳感器AM2301的數(shù)據(jù)格式如圖3所示。
圖3 溫濕度傳感器AM2301的數(shù)據(jù)格式
空閑時總線為高電平,通訊開始MCU拉低總線1~10ms,然后釋放總線,延時20~40 μs后主機開始檢測響應信號。從機AM2301的響應信號是一個80 μs左右的低電平,隨后從機在拉高總線80 μs左右代表即將進入數(shù)據(jù)傳送。長的高電平代表的是信號1;短的高電平代表的是信號0。溫濕度傳感器AM2301數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序圖如圖4所示。
圖4 溫濕度傳感器AM2301的數(shù)據(jù)傳輸時序圖
3.2 光照傳感器GY30驅動子程序設計
GY30與主控器之間的通訊使用I2C通訊協(xié)議。時鐘線為高電平時,數(shù)據(jù)線由高電平向低電平變化表示開始信號;時鐘線為高電平期間,數(shù)據(jù)線由低向高變化表示結束信號。I2C通訊協(xié)議的起始信號與終止信號時序圖如圖5所示。
圖5 I2C通訊協(xié)議的起始信號與終止信號時序圖
3.3 串口通信子程序設計
上位機對單片機所存儲的數(shù)據(jù)的讀取是通過USART實現(xiàn)的。由于單片機內部集成有USART模塊,因此MCU只需要連接MAX232芯片,就能和PC通信。首先,單片機要設置異步通信的比特率數(shù)據(jù)位、停止位、校驗方式等,最后才打開中斷。在本系統(tǒng)中,異步串口通訊模塊比特率設置為9 600,通信模式采用模式l,即每次發(fā)送的有效數(shù)據(jù)為8位,另加一位停止位。串口通信的軟件設計流程圖如圖6所示。
4 結 語
本文針對室內環(huán)境質量的關鍵問題,基于物聯(lián)網(wǎng)技術,采用無線數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)认冗M信息技術手段,準確采集室內環(huán)境質量數(shù)據(jù),使實驗室室內環(huán)境質量在計量、采集、統(tǒng)計方面更加完善,同時確保實驗室的正常、高效、健康、穩(wěn)定地運行。管理人員只需要通過網(wǎng)絡就可以了解實驗室環(huán)境的實際情況,從而極大地減輕對實驗室的管理工作,實現(xiàn)實驗室的科學管理。
圖6 串口通信的軟件設計流程圖
參考文獻
[1]葉劍軍,葉倩,李景廣,等.室內環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析研究[J].綠色建筑,2010(2):43-47.
[2]顏麗娜,王順忠,張鐵民.基于DHT11溫濕度測控系統(tǒng)的設計[J].海南師范大學學報(自然科學版),2013,26(4):397-399.
[3]蔣正金.基于單片機的無線溫/濕度采集與控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術,2012,35(17):126-129.