摘要：未来，我们可以建立一个基于物联网的智能家居管理平台，并使用无线技术扩展和利用了通信、自动控制和红外控制技术的功能，实现家用净化设备与家用电器的互联控制系统，实时管理生活环境。尤其是在一些新的校园里，刚刚完成的装饰的室内环境进行自动干预控制，实现健康、环保、节能的生活环境。
关键词：物联网；室内环境；监测系统
近来，空气环境质量一直是个热点话题。甘肃省生态环境厅1月13日向媒体发布了14个城市2018年12月份环境空气质量排名情况。12月份，全省14个城市环境空气质量综合排名由好到差分别为金昌、嘉峪关、庆阳、张掖、武威、平凉、甘南、陇南、酒泉、定西、天水、白银、临夏、兰州。省生态环境厅有关负责人介绍，12月份全省环境空气质量综合指数为5.44，同比下降4.6%，空气质量总体优于去年同期。全省14个市州PM10月均浓度值为107微克/立方米，同比持平；PM2.5月均浓度值为56微克/立方米，同比上升5.3%；优良天气率为79.8%，同比下降1.2个百分点。据了解，2018年14个市州空气质量综合指数为4.29，同比下降2.1%，较2015年下降18.1%；14个市州平均优良天数比例为91.2%，同比提高0.1个百分点，较2015年提高10.4个百分点；全年环境空气质量总体持续改善。2018年全省沙尘天气的次数、强度、影响范围较去年增加，对颗粒物浓度影响较大。
基于物联网的室内环境监测系统能够实时采集室内空气数据，并可随时在智能终端上展现，提醒人们启动干预措施，创造出舒适、安全、环保的室内环境。该系统推广后可利用成熟的物联网技术，把采集的数据上传到云服务器，这样形成大数据后就能起到类似政府建设网格监测站的作用，统计分析出各小区或城市不同区域大概的室内空气数据，对政府将来制定空气治理措施也有参考意义。
1系统设计
1.1概要设计
功能模块简介：
1.1.1登录模块
可根据需要设置用户名和密码验证，根据用户输入的帐号信息与数据库中进行匹配。
1.1.2系统管理
可根据需要设置不同的用户权限，进入相匹配的管理界面进行操作。
1.1.3数据前台展示功能
可根据需要显示给不同权限的用户不同的权限信息供其访问操作。一般用户为例可展现如下信息：
1.1.4系统管理模块设计
管理员可以对用户信息、传感器信息、区域信息、位置信息等进行添加、修改、删除、汇总分类等操作。
1.2详细设计
1.2.1感知控制层
该层的主要作用是感知居室环境相关参数，记录电气设备的工作状态。主要设备包括温度传感器、湿度传感器、甲醛传感器、PM2.5\10传感器等装置。这些设备采集的数据通过ZigBee、Wifi方式上传到中央核心处理单元。
1.2.2接入层
该层的主要设备是室内核心处理单元，它主要负责将感知控制层的各种传感器数据进行搜集，将终端发送来的数据转发给服务器或者向终端转发服务器的远程控制命令。
1.2.3互联网层
该层主要是将室内中央核心处理单元网关联入互联网进行数据传输。
1.2.4服务管理层
该层主要作用是物联网服务器，功能包括Web服务器、数据库服务器、应用服务器。应用服务器负责与各个室内中央核心处理单元网关定时通信，通过各室内中央核心处理单元获取各个传感器采集的数据，并及时按照一定格式保存至数据库服务器中。而Web服务器负责将这些数据进行处理分析并展现到互联网上，通过手机、计算机、平板等终端查看相关信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆未来经过功能拓展之后，Web服务器还可以将相关控制指令的发送写入数据库服务器，然后由应用服务器将其从数据库取出后发送给对应的室内中央核心处理单元网关，最后由室内中央核心处理单元负责将指令、命令转发给被控设备进行相关智能家居设施的控制。
2室内居住环境系统整体设计
该系统的总体框架主要有感知层、网络层、应用层构成。感知层，具有识别、感知功能的传感器构成。网络层，主要用来进行信息的传输及处理。应用层，获取来的室内格莱参数进行加工处理、分析的功能，可以借助云存储等满足不同的室内环境监测系统需求。室内环境居住监测系统的总体框架主要由感知层、网络层、应用层三层构成。
2.1感知层
该层采用由自动检测传感器构成，主要用来检测外界非电量信息，感知各项环境参数感知数据如室内的温湿度、甲醛、光照度、噪声、等传感器。
2.2网络层
该层是通过无线通信网络形成的网络链路，进行信息的传输和数据的处理，传输到室内环境监测系统总控制中心。
2.3应用层
利用网络技术对获取的室内环境参数进行加工、处理统计分析。
3终端控制器硬件结构系统设计
该终端控制器系统的硬件结构包括主控模块、供电电源模块、智能采集模块、通信模块。供电电源模块是为各个模块进行电源供电，提供 3.3V ～ 5V 直流电压。控制器模块是智能采集到的信息通过无线传输传到终端协调器，并进行信息的处理。智能采集模块是用来采集非电量的数据（如温湿度、二氧化碳、可吸入颗粒物等）。无线通信模块主要用来进行数据的传输，用户可以选择用 WIFI 模块或者 Zig Bee 模块两者之一模块。
4系统调研及可行性分析
4.1系统调研
以往的空气环境监测更偏重于室外，但由于人们大多数时间是在室内，而且近期媒体传播的室内空气污染如甲醛等层出不穷，人们对室内环境的了解需求更迫切。本系统设计要实现的功能大致如下：
实现房间的温度、甲醛、PM2.5\10各项传感器数据的采集、上传。
实现通过云端服务器平台对传感器各项数据进行识别、记录、存储。
实现通过系统数据展现功能形成房间内外环境数据分析报告，实时获取居室环境情况，提供给人们进行实时管理居室环境。
实现网络物联网服务器集数据采集、汇集为一体，可以独立记录单点居室数据，未来推广后也可做为汇聚层收集多个居室，跨区域居室的数据，有效了解城市不同区域内环境情况，提供环境大数据分析参考依据。
将来还可以以此为基础，构建智能家居管理平台，利用无线通信、自动控制技术、红外控制等有关技术进行功能拓展，利用家居设施的智能化实现进行实时管理居室环境。
4.2系统总体目标
本系统通过独特的视角提醒人们关注日常居室环境，避免室内污染对身体健康在不被感知的情况下造成的损害。采用方便、简单的设计实现室内环境数据的采集和呈现，并通过共享到云服务器为环境大数据分析提供依据。同时也考虑后期维护上比较容易，成本低、效率高。
5结束语
基于物联网技术开发一个图书馆室内环境监测系统，能够充分地利用ZigBee技术、传感器技术、TD-LTE技术和光纤网络技术，实现对室内环境信息的24h不间断监控，将信息通过加工和处理展现给管理人员，可以提高图书馆安全运行性能，保证更多的老师和学生得到学习机会。物联网是当前最为先进的物物互联通信技术之一，其可以将不同的电气设备、摄像头、单片机与人连接在一起，构建一个自组织网络，实现信息交互，为人们提供视频、图像、语言和文字通道，保证人们可以实时地获取客观现实世界运行状态，具有重要的作用。
参考文献：
［1］张紫谦，衷卫声，梁凯.基于Ａｎｄｒｏｉｄ终端的物联网家居环境监测系统设计［Ｊ］.测控技术，2017，35（2）：108－111.
［2］徐玲，胡海荣.基于物联网与云计算的室内环境监测系统研究［Ｊ］.物联网技术，2017，7（4）：10－11
论文作者:王轶君
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：数据论文; 传感器论文; 室内环境论文; 服务器论文; 终端论文; 模块论文; 信息论文; 《基层建设》2019年第6期论文;