雾霾实时监测分析系统（软件工程导论）资源-CSDN文库

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题目：雾霾实时监测分析系统

第

2

页

二、可行性分析

2.1

雾霾监测现状

对于我国雾霾污染的现状，提高我国的监测技术，准确全面掌握大气雾霾的

时空分布特征，认识其发展演变规律和变化趋势，是制定我国大气灰霾污染防治

措施的基础。目前在社会上主要采用如下三种监测技术：

(1) 地面监测法

地面监测是在各区域设立有限个监测站点进行监测，通过重量法自动连续监

测，使用光学仪器观测气溶胶光学厚度和垂直分布推演雾霾的污染程度，获取各

区域的空气质量数据，有效实现定点监测。但监测方法复杂，重复性差，监测区

域有限，不能满足对空气污染形成机制、演变输送过程的研究需求。

(2) 激光雷达监测

激光雷达监测是由发射单元发射高频激光脉冲，通过接收单元得到不同髙度

对应的信号强度，根据回波信号的散射廓线和峰值特征，提取雾霾天气现象的信

息，定量有效的观测雾霾天气现象。由于激光雷达的技术难度高、波束窄、测量

精度会受到多方因素的影响，在实际监测中不能大范围的推广使用。

(3) 卫星遥感监测

卫星遥感监测使用气象卫星，通过下载过境气象卫星的相关数据，反演获取

吸收性气溶胶指数，获得雾霾的相关信息，直观监测大范围雾霾天气发生、发展、

持续、消散过程。但由于卫星遥感雾霾监测处于探索阶段，接收频率及反演算法

的限制，对局部地区雾的监测与实际观测数据之间还存在一定差别，不能有效区

分低层的云和雾，探测难度大，仍需进一步研究。

以上三种监测技术分别从不同角度对雾霾天气加以分析和监测，但各监测方

法仍存在一定的局限性，无法同时满足定点、实时、大范围地监测及认知雾霾污

染机制和演变过程的需求。因此需迫切地设计出综合应用互联网、传感器等监测

手段，全面、准确、实时、简便的雾霾监测系统，通过分析国内外雾霾监测技术

和预测需求，现已有应用传感网、飞行器等手段建立的多种雾霾监测系统，主要

介绍如下：

(1) 基于无线传感网的大气雾霾监测系统

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应用无线传感器网络技术，设计出基于无线传感网的大气雾霾监测系统。整

套系统为多点监测的星型分布式结构，由一个 PC 监测中心、多个手持智能监测

终端、中继节点、无线网桥及监测终端构成。通过各处理器的协同作用确保监测

系统的测量精确度，远距离传输数据信息，完成对气体浓度、环境温湿度等信息

的处理工作。系统监测中心作为人机交互界面，实时监测数据的查看、调取和超

过预设阈值报警等功能，解决了目前国内监测方法存在的价格昂贵、操作复杂、

重复性差，难于实现实时监测等弊端。

(2) 基于 web 和 GPRS 的开放式雾霾监测系统

利用 Web 技术开放性特点，建立基于 Web 和 GPRS 的开放式雾霾监测系统。

系统基于 Think PHP 开发，通过对外一套完整的 API 交换数据，搭建开放式雾霾

监测平台，实现将监测站点收集到的数据通过无线通讯技术，建立现场监控系统

与互联网的连接。将实时采集信息发送到 Web 数据服务器供有需要的机构和个

人研究分析。这项开放式雾霾监测系统有效的实现实时监测，满足数据管理、报

警管理、统计分析、远程控制、信息管理等功能，实现空气质量全面的的数据监

测。

(3) 基于四旋翼飞行器的雾霾监测系统

对于传统雾霾监测系统无法实现区域性、高精度、全方位监测的弊端，设计

基于四旋翼飞行器的雾霾监测系统。系统由四旋翼巡航系统和空气质量监测系统

组成，利用四旋翼的高稳定性和易操控的 GPS 巡航系统等特点，搭载雾霾监测

系统，采用 STM32 单片机为核心处理器，配合可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧

化合物、温湿度等传感器，将采集数据通过无线模块反馈到上位机，经过运算处

理反馈给用户。该系统利用对多种环境信息的提取、处理、无线传送、存储等功

能，综合实现了对雾霾的全方位、高精度、自动巡航空气监测。

2.2

大气雾霾检测系统可行性分析

(1) 技术可行性

雾霾实时监测分析系统设立多个监测点，利用监测点相应传感器（该类硬件

设备不计入系统成本，由有关部门赞助，安排相关厂家安装部署，提供数据读取

接口）对空气污染数据进行采集，主要监测的污染物为二氧化硫、二氧化氮、PM10、

PM2.5、一氧化碳和臭氧；这样我们的数据来源就是相对比较稳定的，同时也节

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