基于Web的VOCS數據管理系統的設計與實現

肖新鳳　劉倍雄　鄭偉釗

【摘 要】在國家提倡綠色環保，鼓勵發展物聯網技術和可持續發展的背景下，結合物聯網技術的三層框架，設計并實現了基于Web的VOCS污染監控數據管理服務系統，可對當前環境VOCs進行實時的監控，也可對數據的儲存和對空氣質量進行一個直觀的數據處理分析。首先闡述系統的軟硬件設計，重點提出和設計了系統的用戶管理和數據操作，做出了一個穩健且可進一步進行拓展升級的方案。

【關鍵詞】物聯網;PHP;Python;VOCS傳感器

中圖分類號： F416.6;TP212 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）16-0091-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.039

1 研究現狀及意義

空氣中VOCs污染對環境和人體健康造成了一定的影響，這引起了國內外社會人士對VOCs污染的廣泛關注。上世紀末，美國通過先進的技術，對空氣中的VOCs進行檢測并且控制，有效達到了減少了VOCs氣體的排放。隨后，世界上多個國家相繼引進美國先進的VOCs檢測技術，對大氣中的VOCs進行污染檢測。和世界上多個國家達成協議，攜手控制VOCs污染。通過對VOCs濃度的監控和數據的管理分析，能夠有效地對污染進行防治治理，進一步造成避免生態環境和人體健康的損失。

2 VOCS污染監控系統數據管理系統的設計

2.1 傳感層設計與實現

選用VOCs變送器作為傳感層數據獲取的來源。VOCs變送器是一款采用RS485接口，總線式VOCS氣體檢測傳感器，使用的協議是標準MODBUS-RTU協議。用戶只需根據通訊協議按照要求，即可實現模塊數據的查詢跟設置。VOCS變送器器采用專業測試 VOCs氣體濃度的傳感器探頭作為核心檢測器件;掛壁式的變送器方便于安裝，除此之外，該款設備具有很高的精度高和靈敏度、線性度良好、傳輸距離進、測量范圍很廣，價格適中等特點。

2.2 基于PHP多用戶監控數據系統設計與實現

2.2.1 數據查詢

用戶可以通過時間選擇插件，對數據庫進行查詢分析可以查詢某天的小時范圍內及以天偉單位的范圍查詢（如圖2-2-1-1，2-2-1-2所示）。使用PHP對查詢出來的數據再進行加工和分析處理，再通過Json的數據格式放回給前端。前端頁面通過EChars框架，最終生成直觀的柱狀圖，線性圖。

2.2.2 實時VOCs數據監控功能

用戶需要去點擊按鈕開啟串口，JS+Ajax調用Python的串口程序，不斷地發送指令和接收數據。實時查看當前的VOcs值的情況，通過Js不斷地請求數據，后臺將數據以Json格式返回到前端，封裝進EChar框架的組件中。實時地更新數據，同時，用戶也可以根據個人需求將數據的呈現格式轉化為折線圖（如圖4所示），也可以將圖表以圖片的格式保存，更新數據，查看數據視圖。

2.3 VOCs數據采集與控制測試

（1）為了檢測傳感器的敏感度，在測試的時候，使用打火機對著傳感器噴有揮發性有機化合物氣體。如圖3所示。

（2）在執行VOCs數據采集的時候，在多線程的Pyhon串口編程代碼打印數據寫進數據庫sql語句和串口的信息。如圖4所示，該傳感器的對當前環境中揮發性有機物氣體的濃度敏感而且精確的。

（3）本次測試還使用了串口助手，檢測了VOCs傳感器的數據的采集情況。

3 結束語

基于物聯網的整個體系的基礎上實現了相應的功能，著重于對揮發性有機物的濃度數據的處理。使用了EChar框架讓數據變得非常的直觀。但系統仍然需要進一步的拓展，使其可以投入實際生活的使用。主要技術指標：采集揮發性有機物氣體濃度和當前時間保存在數據庫;進行實時地呈現當前環境的揮發性有機物氣體污染濃度;對過去時間段VOCs濃度進行數據分析。項目尚存的問題：傳感器節點不多，可增加多個節點，避免數據的偶然性和不全面性;可采用無線數據傳輸技術，不使用串口傳輸數據;可將系統部署到云服務器，再開發移動端應用（微信小程序，安卓，IOS）;實現多點同時監控、組網和遠程數據傳輸。

【參考文獻】

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[4]TJ36-79，工業企業設計衛生標準[S].