基于无线传感网络的空气质量监测系统的研究-计算机应用技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master A Study on the Air Quality Monitoring System Based on Wireless Sensor Network Candidate: Jin Jiang-Qiang Supervisor: Prof. Zhang Huai-Xiang March, 2016 杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论 文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署 名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（必威体育官网网址论文在解密后遵 守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 杭州电子科技大学硕士学位论文 杭州电子科技大学硕士学位论文 摘 要 经济的发展、科技的进步以及生产力的发展促使着我国城市建设的快速发展。伴随着城 市化的加速，我国城市建设中的问题也日益凸显，尤其在空气污染问题上。为了应对城市化 带来的一系列问题，国家制定了智慧城市建设的战略布局。空气质量监测作为智慧城市发展 的重要措施与实践，是治理空气质量问题的前提，对环境保护有着巨大的作用。传统的自动 化大气环境监测站结构复杂、价格昂贵，工作条件较严苛，难以在全国大范围内普及。 针对这一现实，本课题在研究无线传感网络的基础上，构建了一套基于无线传感网络的 空气质量监测系统，并创新性地提出了一个提高空气质量测量精度的算法，弥补了无线传感 网络中的传感器精度的不足。本系统涵盖数据采集终端、手机客户端和服务器端，能够实时 精确地监测空气质量，既满足了个人对及时获取空气质量信息的需求，又可以为相关政府部 门提供必要的用来制定环境保护策略的信息。论文主要工作如下： （1）设计了一个基于无线传感网络的空气质量监测系统。数据采集终端利用环境传感器 获取各种气体污染物浓度和灰尘浓度信息，通过无线网络上传至手机客户端及服务器，手机 客户端为用户提供空气质量信息查询和展示，服务器端为手机端和 Web 端的用户提供数据存 储和查询服务。 （2）设计并实现了数据采集终端的硬件系统。选用 Arduino 平台作为开发平台，对数据 采集终端进行了硬件电路设计与程序设计，包括传感器模块、低功耗蓝牙模块等模块的开发。 实验结果表明，该数据采集终端可以有效地对空气质量进行实时监测。 （3）研究了一种在无线传感网络中提高空气质量测量精度的算法。该算法基于格兰杰因 果关系和多元回归分析，有效地实现了空气质量测量精度的提高。通过对杭州为期 2 周的空 气质量监测实验结果的数据分析，验证了该算法的正确性和有效性。 （4）实现了空气质量监测系统平台的设计与开发。论文对手机客户端的定位模块、与服 务器交互模块、数据解析模块等进行了设计与实现，并完成了服务器端的数据存储、Web 查 询等功能模块的设计与实现。平台实验结果表明，数据采集终端与手机客户端及服务器端等 均可正常有效地工作。 关键词：空气质量监测，无线传感网络，格兰杰因果关系，多元回归分析，Android I ABSTRACT With the development of economy, science and technology, the urban construction in our country develops rapidly, and then the problem of urban construction has become more obvious, such as the problem of air pollution. China has made the strategic layout of the wisdom urban construction in response to these problems the