自制室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐

張晶　楊林

摘要：指出了在國(guó)家總站開(kāi)發(fā)的子站端數(shù)據(jù)采集聯(lián)網(wǎng)軟件里有一項(xiàng)站房?jī)?nèi)環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集的功能，但其僅支持SunEMS1000型環(huán)境信息采集主機(jī)，且其性價(jià)比太低，為此大多數(shù)空氣自動(dòng)站點(diǎn)均未配置。因此，選擇了一款性價(jià)比合適的帶數(shù)字輸出功能的溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行站房?jī)?nèi)溫濕度信息采集。自制開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)捷查看站房?jī)?nèi)溫濕度信息的手機(jī)版WEB平臺(tái)，并對(duì)該系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要介紹，以期為空氣自動(dòng)監(jiān)控站管理人員提供參考。

關(guān)鍵詞：空氣自動(dòng)站；環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；溫濕度

中圖分類號(hào)：X51

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）20011402

1引言

目前全國(guó)各縣市大多已建成了空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，并與國(guó)家總站進(jìn)行了實(shí)時(shí)在線聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于空氣自動(dòng)站管理人員來(lái)說(shuō)，關(guān)注較多的僅是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，往往容易忽視空氣自動(dòng)站內(nèi)監(jiān)測(cè)儀器工作環(huán)境的監(jiān)控，而且目前僅有少數(shù)空氣自動(dòng)站建設(shè)廠商會(huì)在站房?jī)?nèi)加裝溫濕度采集模塊，但大多數(shù)都不支持用手機(jī)進(jìn)行監(jiān)控信息瀏覽功能，而支持的性價(jià)比又很低。根據(jù)國(guó)家相關(guān)的空氣自動(dòng)站管理要求和監(jiān)測(cè)儀器本身的特性，大家都知道空氣自動(dòng)站監(jiān)測(cè)儀器的工作環(huán)境直接影響到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，空氣自動(dòng)站房?jī)?nèi)應(yīng)保持穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境條件。筆者以前管理的空氣自動(dòng)站內(nèi)就因沒(méi)有溫濕度監(jiān)控設(shè)備，致使在站房?jī)?nèi)部溫度因空調(diào)故障升到異常高時(shí)還無(wú)法發(fā)現(xiàn)，最終是因發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸異常前往空氣自動(dòng)站檢查才得以發(fā)現(xiàn)站房?jī)?nèi)溫度異常升高的情況，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)設(shè)備均出現(xiàn)故障報(bào)警，工控機(jī)因高溫死機(jī)，所幸發(fā)現(xiàn)及時(shí)，各設(shè)備未造成較大損壞。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)控空氣自動(dòng)站內(nèi)溫濕度勢(shì)在必行，且還必須具備手機(jī)及電腦直接查看實(shí)時(shí)監(jiān)控信息的功能。

在國(guó)家總站開(kāi)發(fā)的子站端數(shù)據(jù)采集聯(lián)網(wǎng)軟件里有一項(xiàng)站房?jī)?nèi)環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集的功能，其包含站房?jī)?nèi)煙霧報(bào)警、水浸、溫濕度、電壓、空調(diào)溫度等信息采集功能，但其僅支持SunEMS1000型環(huán)境信息采集主機(jī)，而該主機(jī)配上相應(yīng)傳感器后投資需過(guò)萬(wàn)元，其性價(jià)比太低，國(guó)內(nèi)大多數(shù)空氣自動(dòng)站點(diǎn)均未配置。而對(duì)于站房?jī)?nèi)環(huán)境來(lái)說(shuō)，根據(jù)筆者多年空氣自動(dòng)站管理經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量影響和波動(dòng)最大的是站房?jī)?nèi)溫濕度，因配有穩(wěn)壓電源，電壓和電流一般不易波動(dòng)，所以對(duì)于空氣自動(dòng)站站房?jī)?nèi)環(huán)境狀況監(jiān)控來(lái)說(shuō)，關(guān)注的重點(diǎn)應(yīng)該是站房?jī)?nèi)溫濕度。為此，筆者經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，選擇了一款性價(jià)比合適的帶數(shù)字輸出功能的溫濕度計(jì)來(lái)進(jìn)行站房?jī)?nèi)溫濕度信息采集，同時(shí)開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)捷查看站房?jī)?nèi)溫濕度信息的手機(jī)版WEB平臺(tái)，空氣自動(dòng)站管理人員用手機(jī)就可隨時(shí)隨地的監(jiān)控空氣自動(dòng)站站房?jī)?nèi)溫濕度信息，該功能看似簡(jiǎn)單，但很實(shí)用，有一定技術(shù)條件的空氣自動(dòng)站管理人員自己就可輕松的搭建該系統(tǒng)。下面對(duì)該系統(tǒng)做簡(jiǎn)要介紹以對(duì)空氣自動(dòng)站管理人員起個(gè)拋磚引玉的作用。

2環(huán)境信息傳感器模塊

為降低成本，同時(shí)便于在站房?jī)?nèi)巡檢時(shí)也可方便的查看溫濕度，筆者選擇的是帶液晶顯示，且可輸出RS485信號(hào)的溫濕度計(jì)，因測(cè)量的是站房?jī)?nèi)部溫濕度，其安裝可在設(shè)備機(jī)柜面板上，故選擇內(nèi)置傳感器型的即可，同時(shí)其可使用氣象五參數(shù)系統(tǒng)的電源模塊供電，不需增加電源適配器（圖1）。

選擇RS485通訊是因其傳輸線路簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，其信號(hào)傳輸至工控機(jī)時(shí)，還需加裝一個(gè)RS485轉(zhuǎn)RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換器，并連接至空氣自動(dòng)站監(jiān)測(cè)子站內(nèi)工控機(jī)的RS232接口上，轉(zhuǎn)換器如圖2所示。

3環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集模塊

因國(guó)家總站開(kāi)發(fā)的子站端數(shù)據(jù)采集傳輸軟件內(nèi)不支持自定義RS485協(xié)議數(shù)據(jù)采集的功能，故筆者針對(duì)該款溫濕度計(jì)單獨(dú)開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集軟件，因站房溫濕度監(jiān)控對(duì)采集頻率要求不高（圖3），故做成通過(guò)DOS批處理命令和計(jì)劃任務(wù)功能配合，自定義采集頻率的功能即可，筆者在實(shí)際運(yùn)用中，采集頻率設(shè)定為1 h一次。

采集程序由計(jì)劃任務(wù)（圖4）調(diào)用并通過(guò)自動(dòng)采集命令隱藏運(yùn)行，成功采集數(shù)據(jù)后即自動(dòng)退出，若直接手動(dòng)運(yùn)行則顯示主界面，便于調(diào)試，這樣可簡(jiǎn)化程序功能，不必一直駐留內(nèi)存運(yùn)行，降低工控機(jī)資源消耗，保障工控機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)生成尺寸很小的每小時(shí)json格式數(shù)據(jù)文件，便于WEB發(fā)布和數(shù)據(jù)傳輸至中心站服務(wù)器時(shí)進(jìn)行解析。如：{date：'2016-06-29 21：00：00'，line：1，t：25，rh：59.5}。

4環(huán)境信息數(shù)據(jù)傳輸及發(fā)布模塊

因空氣自動(dòng)站和中心站服務(wù)器之間已通過(guò)國(guó)家總站規(guī)劃的VPN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了互相連接，且數(shù)據(jù)為每小時(shí)采集一次，故可通過(guò)簡(jiǎn)單的DOS批處理命令來(lái)傳輸數(shù)據(jù)采集的每小時(shí)站房?jī)?nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，而不必使用復(fù)雜的C/S、B/S結(jié)構(gòu)或ftp方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，因此開(kāi)發(fā)難度大大降低，便于推廣運(yùn)用。通過(guò)DOS批處理命令，將子站生成的每小時(shí)數(shù)據(jù)文件復(fù)制到中心站服務(wù)器后，再啟動(dòng)數(shù)據(jù)解析存儲(chǔ)瀏覽軟件，將每小時(shí)數(shù)據(jù)解析后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)為減輕服務(wù)器壓力，將最近48 h數(shù)據(jù)生成靜態(tài)json數(shù)據(jù)文件至WEB服務(wù)目錄，由筆者事先開(kāi)發(fā)好的手機(jī)版WEB發(fā)布平臺(tái)進(jìn)行調(diào)用，同時(shí)，在保證安全的條件下，子站工控機(jī)也可同樣通過(guò)該平臺(tái)發(fā)布站房?jī)?nèi)最近任意小時(shí)溫濕度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。目前為簡(jiǎn)化運(yùn)用，發(fā)布平臺(tái)頁(yè)面為簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)表格式瀏覽，若有美化需要，也可使用Highcharts圖表制作更加美觀的數(shù)據(jù)顯示頁(yè)面，如圖5，圖5（a）為簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)表格，圖5（b）為Highcharts圖表。

目前該系統(tǒng)已在玉溪市及下屬各縣區(qū)空氣自動(dòng)站投入使用，反響較好。

5結(jié)語(yǔ)

本文旨在倡議各空氣自動(dòng)站管理人員關(guān)注空氣自動(dòng)站房?jī)?nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)為大家提供一個(gè)不算完美的解決方案，空氣自動(dòng)站管理人員可根據(jù)自己的實(shí)際條件來(lái)自建這套低成本（不足千元）但實(shí)用的空氣自動(dòng)站房?jī)?nèi)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，為更好的開(kāi)展空氣自動(dòng)站管理工作、提升管理水平服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉穎娟. 淺析室內(nèi)環(huán)境無(wú)線智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)[J]. 四川水泥，2016（1）：38.

[2]黃青乾. 基于AVR的室內(nèi)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2015.

[3]張曼. 室內(nèi)環(huán)境無(wú)線智能監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2010.

[4]韓穎. 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2010.

[5]蘇華友，聶詩(shī)良，韓宇濤. 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)模型試驗(yàn)研究[J]. 西南工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（4）：51～53.endprint