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<h1>IndoorEnvironmentMonitoringSystem</h1>
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<strong>IndoorEnvironmentMonitoringSystem是基于物联网、人工智能、BIM的背景下实现建筑室内环境质量无线监控系统。实现传感器实时无线采集建筑环境信息并上传到上位机,利用深度学习LSTM搭建模型评价环境质量等级,并实时显示到BIM模型中和网页上。本设计主要有嵌入式、上位机、室内环境质量等级评价模型、室内环境质量BIM模型和室内环境质量数据管理系统五大部分组成。</strong>
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> 本项目源于19年全国建筑电气与智能化联合毕业设计。
## 功能
- 支持采集温度、湿度、烟雾、氨气、硫化物、苯系蒸汽 数据检测
- 拨码开关切换节点
- WIFI传输环境数据
- wxPython展示采集的环境数据
- MySQL存储环境数据
- AI智能评估环境质量等级
- Revit软件中渲染环境模型
- Web在线监测环境数据
## 注意事项
1. 涉及的嵌入式设备有Arduino Nano、DHT11、MQ-135、4位拨码开关、ESP8266、LCD1602、DC-DC电源转换
## 快速上手
### 嵌入式部分
嵌入式部分用Arduino Nano采集温湿度传感器DHT11环境质量MQ-135数据,实时显示在LCD1602显示屏上,且通过WiFi模块ESP8266发送到服务器端,通信协议使用的TCP协议;每个检测节点设有拨码开关调节,使用电池和电源转换模块单独供电。在制作过程中将元器件插在面包板上,再用热熔胶固定,电池盒与电源模块固定在PCB板上,最后用导线连接完成。(有条件可以自己制作PCD)
总线路图和硬件实物图如下
![](img/20230618160855.png)
![](img/20230618160919.png)
连接完成后将wifiuart/wifiuart.ino烧如Arduino
![](img/20230618161302.png)
### 上位机部分
1. 环境安装
> 注意pytorch要单独先安装torch >= 1.7.0
> `pip install -r requirements.txt`
2. MySQL数据库初始化
节点采集数据表结构dip为节点号,类型为tinyint,长度是保存后自动配置的,temp为温度,humi为湿度,mq为环境质量,qual为环境质量等级,time为采集时间、ID为数据编号。
![](img/20230618163602.png)
用户数据表结构。
![](img/20230618163700.png)
3. 启动上位机
启动本地客户端ui,在server目录下
`python server.py`
4. 启动Django服务
BS目录下执行启动Django前后端服务
`python manage.py runserver`
### Revit部分
使用Revit打开/others/BIM/BIM.rvt
1. Autodesk revit 2016安装
Autodesk revit 2016,与普通的Autodesk软件安装类似,此处不再赘述;
2. Pyrevit安装
[Pyrevit官网](https://eirannejad.github.io/pyRevit/): 下载并安装4.7.0版本
![](img/20230618162703.png)
3. 检测安装是否成功
安装成功后,启动revit软件会弹出如下窗口
![](img/20230618162730.png)
进入后,工具栏会多一个pyRevit模块,说明安装成功
![](img/20230618162756.png)
`\others\BIM\text.extension`目录放在pyRevit目录下的如下位置
每个PyRevit小工具是一个固定格式的文件夹,PyRevit目录下打开‘extensions’文件夹,新建文件’text.extension’;打开后新建文件夹‘脚本.tab’;打开后新建文件夹‘管理.panel’;打开后新建文件夹‘刷新.pushbutton’;打开后添加脚本文件‘script.py’图标
![](img/20230618162059.png)
## 技术架构与实现
整体架构图
![](img/20230618155538.png)
技术架构图
![](img/20230618163039.png)
### 嵌入式
嵌入式用Arduino nano采集温湿度传感器DHT11和污染气体传感器MQ-135数据,实时显示在LCD1602显示屏上,且通过WiFi模块ESP8266发送到上位机端,通信协议使用的TCP协议;每个检测节点设有拨码开关调节,使用电池和电源转换模块单独供电。
![](img/20230618163748.png)
### 上位机
上位机使用Python调用Scoket搭建的TCP上位机解析WiFi模块传来的实时数据,并存入MySQL数据库中,使用WxPython实时显示在GUI图形化界面中。调取环境质量评价模型的模块获取环境质量等级,调取Revit的驱动模块,渲染到BIM模型中。
![](img/20230618164103.png)
### 室内环境质量等级评价模型
室内环境质量评价模型使的深度学习的内容。使用LSTM模型搭建的,通过我们的训练能够较为准确的评价环境质量等级,将模型训练好后保存,封装完在上位机中调用。
![](img/20230618164503.png)
### 室内环境质量BIM模型
室内环境质量BIM评价模型是使用的Revit建模软件搭建的建筑模型,通过Revit的API—PyRevit动态渲染到BIM模型对应节点中, Revit驱动封装好在上位机中调用。途中不同节点颜色表示对应节点的空气质量状态。
![](img/20230618164618.png)
### 室内环境质量数据管理系统
室内环境质量数据管理系统是使用的Django开发,通过ORM技术实现Django操作数据库,利用ajax技术和基于Javascript的开源可视化库Echarts和基于jQuery技术将数据库里的数据发送到后台显示到前端。
![](img/20230618164553.png)
## 效果展示
嵌入式部分制作了四个节点采集数据
![](img/20230618164857.png)
Revit渲染情况展示,WXpython检测展示
![](img/20230618165229.png)
前端数据实时检测
![](img/20230618165131.png)
## 待办
- [x] 串口传参修改连接的上位机
- [x] WxPython GUI图形显示界面
- [x] MySQL数据库存储
- [ ] 绘制PCB代替面包板;
- [ ] 增加flash储存芯片,通过按键输入连接的WiFi和服务器;
- [ ] 在MCU上挂载更多的传感器,可以更准确的测量空气质量数据;
- [ ] 增加服务器返回控制功能,MCU接收到控制指令,做出反应,如启动风扇、应急照明灯;
- [ ] 上位机建数据库表,根据传感器型号和传感器的数据类型,自动建立合适的表;
- [ ] 在空气质量评价模型,增加训练数据集、优化模型结构进一步调高模型的准确度;
- [ ] 优化网页结构,增加数据查找功能。
## 贡献
欢迎PRs!如果你想为这个项目做贡献,你可以提交pr或issue,[待办](#待办)中有一些可以扩展的功能。我很高兴看到更多的人参与改进并优化它。
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温馨提示
是基于物联网、人工智能、BIM的背景下实现建筑室内环境质量无线监控系统。实现传感器实时无线采集建筑环境信息并上传到上位机,利用深度学习LSTM搭建模型评价环境质量等级,并实时显示到BIM模型中和网页上。本设计….zip嵌入式优质项目,资源经过严格测试可直接运行成功且功能正常的情况才上传,可轻松copy复刻,拿到资料包后可轻松复现出一样的项目。 本人单片机开发经验充足,深耕嵌入式领域,有任何使用问题欢迎随时与我联系,我会及时为你解惑,提供帮助。 【资源内容】:包含完整源码+工程文件+说明,项目具体内容可查看下方的资源详情。 【附带帮助】: 若还需要嵌入式物联网单片机相关领域开发工具、学习资料等,我会提供帮助,提供资料,鼓励学习进步。 【本人专注嵌入式领域】: 有任何使用问题欢迎随时与我联系,我会及时解答,第一时间为你提供帮助,CSDN博客端可私信,为你解惑,欢迎交流。 【建议小白】: 在所有嵌入式开发中硬件部分若不会画PCB/电路,可选择根据引脚定义将其代替为面包板+杜邦线+外设模块的方式,只需轻松简单连线,下载源码烧录进去便可轻松复刻出一样的项目 【适合场景】: 相关项目设计中,皆可应用在项目开发、毕业设计、课程设计、期末/期中/大作业、工程实训、大创等学科竞赛比赛、初期项目立项、学习/练手等方面中 可借鉴此优质项目实现复刻,也可以基于此项目进行扩展来开发出更多功能
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IndoorEnvironmentMonitoringSystem是基于物联网、人工智能、BIM的背景下实现建筑室内环境质量无线监控系统。实现传感器实时无线采集建筑环境信息并上传到上位机,利用深度学习LSTM搭建模型评价环境质量等级,并实时显示到BIM模型中和网页上。本设计….zip (59个子文件)
Archie1200
others
LSTMmodel
室内空气质量等级LSTM模型训练.py 5KB
BIM
text.extension
脚本.tab
管理.panel
刷新.pushbutton
script.py 12KB
BIM.rvt 7.92MB
BS
BS
__init__.py 0B
wsgi.py 381B
urls.py 1KB
settings.py 3KB
templates
user_info.html 637B
add_user.html 1KB
user_edit.html 783B
login.html 921B
index.html 4KB
user_detail.html 845B
manage.py 622B
webapp
__init__.py 0B
tests.py 60B
admin.py 63B
migrations
__init__.py 0B
0001_initial.py 3KB
apps.py 87B
models.py 2KB
views.py 5KB
server
pyrevit.py 2KB
server.py 9KB
log
checkpoint 67B
model.index 1020B
usemodel.py 1012B
static
echarts.min.js 629KB
jquery-3.1.1.js 261KB
license 1KB
img
20230618162730.png 115KB
20230618163039.png 32KB
20230618155538.png 28KB
20230618161302.png 28KB
20230618160919.png 1.07MB
20230618165131.png 80KB
20230618162059.png 45KB
20230618160855.png 125KB
20230618164503.png 19KB
20230618162756.png 47KB
20230618164857.png 545KB
20230618164103.png 14KB
20230618162703.png 70KB
20230618164618.png 297KB
20230618163748.png 12KB
20230618163700.png 12KB
20230618164553.png 10KB
20230618163602.png 20KB
20230618165229.png 844KB
requirements.txt 43B
wifiuart
wifiuart.ino 8KB
.gitignore 209B
server
pyrevit.py 2KB
server.py 9KB
log
checkpoint 67B
model.index 1020B
model.meta 2.9MB
usemodel.py 1012B
README.md 6KB
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- qs2sz2024-04-29发现一个宝藏资源,资源有很高的参考价值,赶紧学起来~
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