基于物联网的室内环境甲醛监控系统设计与实现
室内甲醛污染智能监控系统的研制的开题报告
室内甲醛污染智能监控系统的研制的开题报告一、选题背景随着现代建筑装修和室内家居环境越来越重视舒适度和美观性，越来越多的人对室内环境的质量提出了更高的要求。
然而，由于建筑装饰材料使用的广泛性和质量的不均衡性，以及室内通风条件不佳等原因，室内空气中的甲醛等物质污染已成为影响人们健康的主要因素之一。
因此，开发一种可以监测和控制室内甲醛污染的智能监测系统变得尤为必要。
二、选题目的本研究旨在研发一种高效、稳定、实用的室内甲醛污染智能监测系统，能够对室内空气中的甲醛含量进行实时监测，并依据监测结果进行智能控制，以实现室内环境的稳定和人体健康保护。
三、研究内容1、系统硬件设计。
系统硬件由传感器、单片机、通信模块、显示屏等组成，其中传感器负责实时监测室内空气中的甲醛含量，单片机进行数据处理并控制通信模块传输数据，显示屏提供数据显示和操作界面。
2、系统软件设计。
系统软件由传感器驱动程序、数据采集程序、数据处理程序、控制程序和显示程序等组成，其中传感器驱动程序负责读取传感器和进行数据转换，数据采集程序负责对传感器的输出数据进行采集、存储和处理，数据处理程序负责对采集的数据进行分析和处理，控制程序根据数据处理结果控制通风设备达到甲醛浓度控制，显示程序负责界面设计和数据显示。
3、系统集成及测试。
将系统硬件和软件进行集成，进行测试和调试，不断优化系统性能，最终验证系统的实用性和准确性。
四、研究意义本研究是在室内空气质量现状的基础上，探寻新型的室内环境监测和控制方案，能够监测室内环境甲醛含量，保证室内空气清洁，提高人们生活质量，保护人们健康。
五、研究方法本研究采用实验研究和工程技术方法，对传感器、单片机、通信模块、显示屏等进行硬件设计与软件开发，首先完成硬件系统的组成和各组件之间电路连接及数据通信的实现，其次只要测试传感器对室内空气中甲醛浓度的检测灵敏度、准确度和稳定性，调试单片机程序，编写软件程序，验证系统性能及控制效果。
物联网智能家居系统的设计与实现
物联网智能家居系统的设计与实现随着科技的不断发展，物联网智能家居系统正在逐渐走进人们的生活。
这一系统利用传感器、网络等技术集成各种家居设备，实现智能化控制和管理，为人们带来更加便捷、舒适、安全的居住体验。
本文将探讨物联网智能家居系统的设计与实现。
一、系统设计物联网智能家居系统的设计需要考虑以下几个方面：1. 传感器与设备集成：智能家居系统需要借助各种传感器来感知环境和用户行为。
例如，温度传感器、湿度传感器、光线传感器等可以用来感知室内环境的变化；门窗传感器、烟雾传感器、摄像头等可以用来感知家庭安全状态。
这些传感器和设备需要通过网络连接到智能家居系统，以实时传输数据和接收指令。
2. 数据存储和处理：智能家居系统需要将传感器采集到的大量数据进行存储和处理。
数据存储可以选择云服务或本地服务器，根据用户的需求和隐私要求进行选择。
数据处理可以利用机器学习和数据挖掘等技术，提取出有价值的信息，并做出相应的控制决策。
3. 用户界面设计：智能家居系统需要为用户提供友好的界面，方便用户控制和管理各种设备。
用户可以通过手机、平板电脑或电视等终端设备登录系统，查看设备状态、控制设备行为，甚至制定自动化规则。
用户界面的设计需要简洁明了、易于操作，最好支持多种语言和个性化定制。
4. 安全与隐私保护：智能家居系统需要对数据传输、用户隐私和设备安全进行保护。
在系统设计过程中，需要采取加密和身份验证等手段，确保数据传输的安全性。
此外，还需要制定合理的权限管理机制，保护用户隐私不被恶意利用。
二、系统实现物联网智能家居系统的实现需要涉及硬件和软件两个方面。
1. 硬件实现：硬件上，智能家居系统需要有相应的传感器和设备。
传感器的选型要考虑可靠性、精度以及适应各种环境的能力。
在选择智能设备时，需要考虑兼容性、可扩展性和可选择性。
此外，还需要设计合理的电路连接和供电方案，确保设备的正常运行。
2. 软件实现：软件上，智能家居系统需要有中央控制软件和用户界面软件。
基于物联网的室内环境甲醛监控系统设计与实现
基于物联网旳室内环境甲醛监控系统设计与实现目录第一章绪论 01.1 选题背景 01.2小结 0第二章作品方案设计 (1)2.1 作品方案 (1)2.1.1 作品概述 (1)2.1.2 上位机软件设计及WEB服务器设计 (3)2.1.3 网关设计 (4)2.1.4 ZigBee无线传感器网络旳设计 (5)2.2 预期目旳 (5)2.3 小结 (6)第三章上位机与WEB服务器设计 (6)3.1上位机软件设计 (6)3.1.1功能模块 (8)3.2 小结 (13)第四章网关数据收发软件设计 (14)4.1硬件系统 (14)4.1.1 SIM900A 开发板 (14)4.1.2 协调器 (15)4.2 软件系统 (17)4.2.1 GPRS模块程序设计 (17)4.2.3 ZigBee协调器程序设计 (19)4.3小结 (20)第五章底层ZigBee节点软硬件设计 (21)5.1硬件系统 (21)5.1.1 ZigBee节点底板电路设计 (21)5.1.2 甲醛检测传感器MS1100-P111 (22)5.2软件设计 (23)5.3小结 (24)第六章测试和成果分析 (26)6.1测试目旳与方案 (26)6.2 上位机软件测试 (27)6.3 网关测试 (28)6.4 底层ZigBee网络测试 (29)参照文献 (30)附件 (30)第一章绪论1.1 选题背景甲醛具有比较高旳毒性并且被我国列入在有毒化学品优先控制名单上。
甲醛己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
它是公认旳变态反应源，也是潜在旳强致突变物质之一。
甲醛问题己成为全球公共卫生关注旳焦点。
近年来，家庭装修成为人们时尚旳追求，但在美化了居室环境旳同步，也因诸多装饰材料中具有毒物质，导致室内空气污染，尤其是室内甲醛污染更为严重，对人体旳健康导致了极大旳危害。
因此加强对甲醛污染旳监测和控制，对于保护人类平常生活旳健康具有要旳理论意义和实践意义。
除采用常规措施将其清除外，对存在甲醛旳环境及时通风是关键。
基于arduino的室内环境监测报警系统设计与实现
摘要近些年雾霾愈演愈烈，环境问题逐渐受到人们的关注。
人们有将近90%的时间在室内渡过，室内环境自然成为人们关注的重点。
实现一套能够对自己室内环境状况进行监控，并对一些环境参数突破警戒线时做出报警的系统已经成为不少人的迫求。
本文利用“互联网”+“硬件”设计一套室内环境监测与报警系统，对一些人们普遍关注的室内环境数据进行监测。
系统主要包括数据采集端、服务端和移动客户端。
数据采集端以Arduino UNO R3为主控制板，搭载传感器模块，对室内温湿度、PM2.5值、烟雾浓度这些数据进行采集，再以传统互联网时代发展成熟的Netty框架搭建服务端，接收处理硬件端传感器的数据和客户端用户反馈的热舒适评估信息。
为了让用户能够随时随地查看室内环境状况和接收服务端报警信息，本文在Android 操作系统设计了一款App作为移动客户端，通过与硬件端设备id进行绑定，App就可以以形象简明的方式将硬件端采集的数据呈现给用户。
为了确保数据的安全性，服务端和移动客户端采用了HTTPS通信方式，对网络传输数据加密。
同时，为了确保警报信息能够实时推送到客户端，我们采用了极光推送在服务端和客户端建立长连接，并对客户端进程进行优化，减小客户端进程在后台被回收概率，确保用户能接受到警报信息。
本系统为了实现将来能够对室内环境调控设备自动控制，我们结合Fanger热舒适方程和支持向量机SVM算法对室内热舒适度进行评估计算。
本文在系统设计时，对各部分进行了多方案分析，在满足系统功能需求的同时，做到更加高效和友好。
关键词：室内环境监测Arduino Andorid互联网AbstractIn recent years,as the haze is getting worse,environmental problems have gradually attracted people’s attention.People spend nearly90%of their time indoors,the indoor environment has naturally become the focus of attention.People are logging for a monitoring system that can track the indoor environment conditions and alarm the users when in critical condition.This paper designs a set of indoor environment monitoring and alarm system based on Internet and hardware to monitor some of the indoor environmental data that people are generally concerned about.The system mainly consists of data acquisition hardware, server and mobile client.In this paper,Arduino UNO R3has taken as the main control board which equips sensor modules to collect indoor temperature,humidity,PM2.5value and smoke concentration data.Then the Netty framework which develops maturely in traditional Internet era is used to build the server client.The server client receives the data from the sensors in the hardware side and the thermal comfort evaluation information from the client.In order to enable users to view the indoor environment and receive alarm information from the server client at any time,in this paper,an App is designed on Android platform,which can be bound with the device id in hardware side.So that App can present the data from hardware side to the user in a concise way.To ensure the security of the data,the server and the mobile client use the HTTPS communication mode to encrypt the network transmission data.At the same time,in order to ensure that the alarm information can be pushed to the client in real time,we use the aurora push to establish long connections in the server and client and optimize the mobile client to reduce client process recovery probability in the background,so that users can receive alarm information.In order to control the indoor environmental control equipment automatically int the future,we use Fanger thermal comfort equation and SVM(support vector machine) algorithm to evaluate the indoor thermal comfort.To meet the functional requirements,the system is designed with comprehensive analysis of different schemes while the efficiency and friendliness are also considered. Key words：Indoor environment monitoring Arduino Android Internet目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论1.1课题研究背景及其意义 (1)1.2研究现状 (2)1.3论文研究主要内容及结构 (4)2相关技术介绍2.1Arduino介绍 (6)2.2服务端开发 (7)2.3Fanger热舒适方程 (9)2.4面向Android端推送技术介绍 (10)2.5本章小结 (11)3系统的总体设计 (12)3.1系统的需求分析 (12)3.2系统框架设计分析 (13)3.3系统设计方案 (14)3.4系统开发平台 (20)3.5本章小结 (21)4系统的具体实现4.1数据采集端实现 (22)4.2服务端实现 (27)4.3客户端实现 (40)4.4本章小结 (49)5系统测试5.1数据采集端测试 (50)5.2系统整体测试 (53)5.3本章小结 (56)6总结与展望6.1研究工作总结 (57)6.2未来展望 (57)致谢 (59)参考文献 (60)1绪论1.1课题研究背景及其意义随着中国经济的快速发展，在高品质的生活下人们已不再满足于温饱，更多的将眼光放在生活质量上面来，环境便是着重点[1]。
基于物联网的环境监测系统设计与实现研究
基于物联网的环境监测系统设计与实现研究摘要本文介绍了基于物联网的环境监测系统设计与实现研究。
首先概述了物联网的基本概念和技术特点，然后介绍了环境监测系统的设计思路和实现方法，并详细讨论了系统的各个模块的设计和实现。
最后，介绍了系统的应用场景和实际效果，展望了未来的发展前景。
第一章物联网的基本概念和技术特点物联网（Internet of Things，IoT）是指通过各种传感器、标签、读写器、控制器等物理设备和网络互连技术，实现对智能物品互联互通、感知识别、数据采集、信息处理、自动控制等功能的网络。
物联网的主要技术特点包括：大规模分布式、异构网络、嵌入式感知、智能识别、实时交互、服务化管理等。
物联网的典型应用场景包括智能家居、智能医疗、智能交通、智能农业、智能工厂等。
第二章环境监测系统的设计思路和实现方法环境监测系统是一种智能硬件系统，用于实时监测和诊断环境参数，以评估环境质量和预警环境危害。
环境监测系统一般由传感器、信号处理器、数据存储器、通信模块、计算机系统等组成。
环境监测系统的设计要考虑到数据采集的实时性、可靠性和精度，以及数据的存储和传输的安全性和稳定性。
1.传感器的设计和选择传感器是环境监测系统的核心组成部分，其设计和选择直接影响系统的实时性和精度。
传感器的设计应考虑：环境参数的类型、量程和灵敏度、噪声和干扰的抑制、长时间稳定性和耐用性等因素。
在选择传感器时，应根据具体应用场景和环境要求，选择合适的传感器类型和品牌。
目前常用的传感器类型包括气体传感器、温湿度传感器、光照传感器、压力传感器等。
2.信号处理器和AD转换器的设计信号处理器是负责对传感器输出信号进行增益、滤波、放大、调制等处理的电路模块。
AD转换器是将模拟信号转换为数字信号的核心器件。
信号处理器和AD转换器的设计应考虑：信号处理算法的复杂度、噪声和干扰的抑制、数据的精度和实时性等因素。
在选择信号处理器和AD转换器时，应根据传感器的输出信号特点和数据的处理要求，选择合适的芯片型号和参数配置。
基于物联网的智能家居控制系统设计共3篇
基于物联网的智能家居控制系统设计共3篇基于物联网的智能家居控制系统设计1随着科技的发展，以及人们对生活质量的需求日益提高，智能家居也由此应运而生。
智能家居通过将传感器、控制设备和网络等技术集成到房屋中，实现家居设备间的通信和控制，从而提高家居的舒适度、安全性和能耗效率。
其中，物联网技术（Internet of Things, IoT）作为智能家居的基础，为智能家居的实现提供了可靠的支撑。
本文将介绍基于物联网的智能家居控制系统的设计。
首先，我们需要选择合适的传感器和控制设备。
对于智能家居来说，其控制系统需要采用广泛的传感器和控制设备。
例如，温度传感器可以用来感知室内温度，风扇或者空调可以用来控制室内温度，灯光传感器可以用来感知室内光线强度，智能插座可以用来控制插入其中的电器设备的开关等。
选用传感器和控制设备时，需按照实际需要进行选择，避免浪费。
其次，我们需要将各种设备相连接，这位于智能家居控制系统的核心。
传感器、控制设备和网络需要有合适的连接方式，必须使其互相交互。
这意味着系统需要一个合适的通信方式，比如Zigbee、Z-wave、Wi-Fi或者蓝牙等。
选择通信方式时，也需考虑控制设备之间的距离和噪声。
然后，智能家居控制系统需要一个合适的平台，以便进行智能化控制。
智能控制平台可以让用户轻松地控制房屋中的设备，同时还能够根据用户的习惯来实现个性化的控制。
例如，用户可以预置好一些场景，如“通风”、“睡眠”、“晚餐时间”等，一键启动相应场景即能自动调节相应设备，从而方便快捷。
智能家居控制平台的设计与实现将极大地提高家居的智能化水平。
最后，智能家居控制系统需要具有良好的安全性。
随着智能家居应用的普及，我们需要采取措施来防止黑客入侵，保护用户隐私等。
智能家居系统中的数据库应进行加密存储和传输，防止敏感信息泄露。
同时，通讯协议也应该经过安全验证、防止欺诈和消息篡改等。
总之，基于物联网的智能家居控制系统的设计需要经过详细的调研，充分考虑用户的需求和实际情况，注意系统间的协同工作，同时提高系统的安全性。
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现室内环境对人的健康和生活质量有着重要的影响。
基于物联网技术的室内环境监测系统可以帮助我们实时了解室内环境状况，提供有效的管理和控制，为人们创造一个更加舒适、安全和健康的居住环境。
本文将介绍基于物联网技术的室内环境监测系统的设计与实现。
一、系统设计方案1. 硬件设计室内环境监测系统的硬件设计主要包括传感器、数据采集设备、数据处理设备和数据通信模块。
（1）传感器：通过采集室内环境的数据，包括温度、湿度、二氧化碳浓度、烟雾浓度等。
可以选择可靠、稳定、高精度的传感器进行数据采集。
（2）数据采集设备：将传感器采集到的数据进行采集和处理，将其转化为数字信号，并进行数据预处理和滤波，以提高数据的准确性。
（3）数据处理设备：对采集到的数据进行分析和处理，根据不同的应用场景提供相应的功能。
可以使用嵌入式系统或单片机进行数据处理。
（4）数据通信模块：将处理后的数据通过无线通信方式传输到监测系统的云端或服务器，实现远程监测和管理。
可以选择WiFi、蓝牙、LoRa等无线通信技术。
2. 软件设计室内环境监测系统的软件设计主要包括数据采集和处理、数据存储和管理、数据呈现和分析等功能。
（1）数据采集和处理：实时采集传感器获得的数据，并进行相应的数据处理，如校准、滤波、归一化等，以确保数据的准确性和可靠性。
（2）数据存储和管理：将处理后的数据存储到数据库中，建立合理的数据模型和数据表结构，便于后续数据存取和管理。
（3）数据呈现和分析：通过可视化的界面展示监测到的室内环境数据，包括实时数据、历史数据和统计数据等，方便用户进行数据分析和决策。
二、系统实现步骤1. 硬件搭建（1）选择合适的传感器，并按照需求进行布置和安装。
可以根据室内布局和功能需求，选择不同类型的传感器，并将其连接到数据采集设备。
（2）将数据采集设备连接到数据处理设备，并进行相应的设置和调试。
确保传感器的数据能够准确地传输到数据处理设备。
智能家居环境监测系统的设计
智能家居环境监测系统的设计一、概述随着科技的快速发展和人们生活水平的不断提升，智能家居已成为现代家庭生活中不可或缺的一部分。
智能家居环境监测系统作为智能家居的重要组成部分，旨在实时监测和调控家庭环境，为居住者提供更加舒适、健康、安全的生活空间。
智能家居环境监测系统综合运用了物联网、传感器、云计算等先进技术，通过布设在家庭各个角落的传感器节点，实时采集温度、湿度、光照、空气质量等环境参数，并将数据传输至中央控制系统。
系统根据预设的阈值和算法，对采集到的数据进行处理和分析，进而控制智能家居设备自动调整环境状态，如调节空调温度、开启加湿器、控制窗帘开合等。
智能家居环境监测系统的设计与实现，不仅提高了家居生活的便捷性和舒适性，还有助于节能减排和绿色环保。
通过实时监测和智能调控，系统能够避免能源的过度消耗，降低家庭碳排放量，为可持续发展做出贡献。
本文将对智能家居环境监测系统的设计方案进行详细介绍，包括系统架构、硬件选型、软件开发等方面。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解智能家居环境监测系统的原理、功能和实现方法，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
1. 智能家居的发展背景与意义随着科技的飞速发展，人们的生活水平日益提高，对于居住环境的要求也在不断提升。
在这样的背景下，智能家居应运而生，以其独特的优势逐渐改变着人们的生活方式。
智能家居的发展背景可以追溯至人们对更高效、更便捷、更舒适生活的追求，以及物联网、人工智能等技术的不断进步和普及。
智能家居，或称智能住宅，是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通讯、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
它摆脱了传统居住环境的被动模式，成为具有能动性智能化的现代工具。
智能家居的意义在于，它不仅能够提供全方位的信息交换功能，还能优化人们的生活方式和居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源，实现家电控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、计算机控制、定时控制以及电话远程遥控等功能。
基于物联网的室内环境监测与智能调控系统设计与实现
基于物联网的室内环境监测与智能调控系统设计与实现随着人们对生活质量的要求不断提高，人们对室内环境的舒适度和健康性也更加关注。
基于物联网（Internet of Things，IoT）的室内环境监测与智能调控系统应运而生，通过传感器、网络和控制模块等技术手段，实现室内环境数据的实时监测和智能调控，提升室内环境的舒适度。
一、设计方案1. 系统架构设计基于物联网的室内环境监测与智能调控系统主要由传感器、通信网络、云平台和控制模块组成。
传感器负责收集室内环境数据，如温度、湿度、光照强度等，通过通信网络传输至云平台进行处理和存储。
控制模块则根据云平台的数据分析结果，自动调控室内环境设备，如空调、照明等。
2. 传感器选择为了准确监测室内环境数据，我们选择了温湿度传感器、光照传感器和CO2传感器。
温湿度传感器能够实时监测室内的温度和湿度，光照传感器用于监测室内光照强度，CO2传感器则用于检测室内空气质量。
3. 通信网络对于室内环境监测与智能调控系统，我们选择了无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）作为通信网络。
WSN的特点是低功耗、低成本和灵活布局，适合室内环境监测应用。
4. 云平台和数据分析传感器通过无线通信网络将数据传输至云平台，云平台负责存储和处理数据。
数据分析模块对传感器数据进行实时分析和处理，提取有价值的信息，如室内舒适度评估、能源消耗情况等。
5. 智能调控模块根据云平台的数据分析结果，智能调控模块自动控制室内环境设备的运行状态。
例如，在夏季高温时，系统可以自动调节空调温度和风速，提供舒适的室内温度。
二、系统实现1. 硬件实现根据设计方案，我们选择了常见的Arduino作为控制模块，同时使用温湿度传感器、光照传感器和CO2传感器作为数据采集设备。
通过Arduino进行数据采集和控制指令发送。
2. 软件实现我们使用Python作为主要的软件开发语言，使用相应的库和框架来实现数据分析和控制功能。
基于物联网的居家环境监测系统设计
基于物联网的居家环境监测系统设计在现代社会，人们对于生活质量的要求越来越高，居家环境的舒适度和安全性成为了关注的焦点。
基于物联网的居家环境监测系统应运而生，为人们提供了更加便捷、智能和高效的环境监测解决方案。
一、居家环境监测的需求分析随着人们生活水平的提高，对于居家环境的要求不再仅仅局限于美观和舒适，更注重健康和安全。
例如，室内空气质量直接影响着人们的呼吸健康，温度和湿度的不适可能导致身体不适甚至疾病，噪音污染会影响人们的休息和工作效率。
此外，对于一些特殊人群，如老人、儿童和患有慢性疾病的人，对环境的敏感性更高，需要更加精确和及时的环境监测。
二、物联网技术在居家环境监测中的应用物联网技术是实现居家环境监测的关键。
通过传感器技术，可以实时采集室内的温度、湿度、空气质量（包括 PM25、甲醛、二氧化碳等指标）、光照强度、噪音水平等环境参数。
这些传感器将采集到的数据通过无线网络（如 WiFi、蓝牙、Zigbee 等）传输到中央处理单元，如智能网关或家庭服务器。
在数据传输过程中，物联网技术确保了数据的稳定性和可靠性。
同时，利用云计算和大数据技术，可以对大量的环境数据进行存储、分析和处理，为用户提供历史数据查询、趋势分析和预警等功能。
1、传感器模块温度和湿度传感器：用于测量室内的温度和湿度，常见的有DHT11、SHT31 等。
空气质量传感器：检测空气中的有害气体和颗粒物，如 MQ-135 用于检测甲醛、MQ-2 用于检测烟雾等。
光照传感器：如 BH1750FVI，可测量室内的光照强度。
噪音传感器：例如 MAX4466，能够捕捉环境中的噪音水平。
2、微控制器微控制器是系统的核心，负责处理传感器采集的数据和控制通信模块。
常用的微控制器有 Arduino、STM32 等。
它们具有低功耗、高性能和丰富的接口资源，能够满足系统的需求。
3、通信模块为了将数据传输到云端或用户的移动设备，需要选择合适的通信模块。
WiFi 模块如 ESP8266 具有广泛的应用，蓝牙模块如 HC-05 适用于短距离通信，而 Zigbee 模块则在低功耗和自组网方面具有优势。
基于人工智能的智能家居环境监测系统的设计与实现
基于人工智能的智能家居环境监测系统的设计与实现课题报告：一、引言随着科技的不断进步和人们对生活质量的追求，智能家居技术在近年来得到了快速的发展和广泛应用。
智能家居环境监测系统作为智能家居的核心功能之一，通过结合技术，能够对家庭环境进行全面的监测和控制，从而提供人们更加便捷、舒适、安全的居住体验。
本篇报告将着重介绍，重点包括系统的需求分析、系统架构设计、关键技术实现以及系统测试与评估等内容。
二、需求分析1. 家庭环境监测需求分析：对室内温度、湿度、光照强度等环境参数进行实时监测，及时发现异常情况并采取相应措施。
同时，通过对室内二氧化碳浓度、甲醛等有害物质的监测，提供预警功能，保障家人的健康和安全。
2. 功能需求分析：实现远程控制家庭设备的能力，如智能灯光控制、电器控制等功能。
此外，还应具备远程监控和报警功能，确保家庭的安全。
三、系统架构设计1. 硬件设计：选择合适的传感器设备，如温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器等，通过物联网技术将传感器与系统连接并实现数据的实时采集。
2. 软件设计：使用技术实现对环境数据的分析和处理，包括数据预处理、数据挖掘和模式识别等技术。
同时，还需设计用户界面，实现用户登录、数据显示、设备控制等功能。
四、关键技术实现1. 数据采集和处理：通过传感器采集到的环境数据进行预处理，滤除噪声和异常值，以提高数据的准确性和可靠性。
然后，利用数据挖掘技术对数据进行分析，提取出有用的信息。
2. 模式识别和预测：采用机器学习算法对环境数据进行模式识别，识别出不同环境下的特点和规律。
基于识别的结果，使用预测模型对未来的环境变化进行预测，以提前做好相应的调控准备。
五、系统测试与评估为了验证智能家居环境监测系统的性能和可靠性，需要进行系统测试与评估。
具体包括单元测试、集成测试和系统测试等环节，通过模拟真实环境和使用真实数据进行测试，验证系统在各种情况下的功能和性能。
六、结论与展望通过本次课题的研究与实践，基于的智能家居环境监测系统成功设计与实现。
室内环境监测处理系统的设计与实现
室内环境监测处理系统的设计与实现摘要:环境监测工作的质量取决于多种因素，而最直观的反映，则是各类监测数据的原始记录和分析结果，对各类数据记录进行严格审核，是确保数据准确有效的必要环节。
环境监测原始记录是审核监测数据和监测报告的原始凭证，只有以认真仔细的态度和科学严谨的方法，对原始监测数据进行审核，才能发现监测数据存在的问题，从而倒推出监测过程中存在的问题，进而及时而有效地解决问题，让整个监测流程完成闭环。
环境监测的整个过程中，因各类环境的不同，包含了各个不同的环节，它们之间既有制约，也有联系，只有对所有环节进行审核，才能确保数据达到“五性”要求，进而确保数据准确而可靠。
关键词：室内建筑；环境监测；联动控制系统引言人们居住、办公等主要活动场所都属于室内环境，其空气质量的好坏对人们的身体健康具有重要的影响。
根据相关统计资料显示，当前室内空气污染程度远高于室外环境，而且污染物种类非常繁杂，甚至具有致癌性。
人们长期处于这种环境中，会产生头痛、喉咙酸痛、身体困倦等各种不良症状，甚至患各类疾病。
因此，室内空气污染已成为各地政府部门和人们关心的重大环境问题，关于室内环境空气净化技术的深入研究已经成为当前一个重大而迫切的科学任务。
1室内环境监测的重要性当前，我国的经济水平有了较大提升，但仍属于发展中国家，农村面临着“土锅土灶烧秸秆”带来的污染问题，在城市，工业污染暂未根除，建筑、家具家装使用非环保材料引发的健康问题也日趋严重。
特别是近年来，室内环境污染引发健康问题的案例越来越多，人们对环境污染检测和污染源越来越关注。
室外环境污染，主要由环保部门负责；室内环境污染方面，尤其是家具、家装、日化引发的污染，由于不易监测、责任无法界定等因素，成了管理盲区，再加上现代的生活方式使得人们在室内活动时间越来越长，尤其是老弱病残孕等人群，在室内活动的时间还要更长，室内环境污染带来的危害就更加严重，因此室内环境监测和处理成了大众关注且迫在眉睫的问题。
物联网大数据室内空气质量监控解决方案
X 挑战
传统监测理念的创变
A
商业模式的创新、纵向和横向发展
D
20%
B 创新技术的示范应用及市场支持
C
创新技术的标准和规范的建立
X 方案架构系统
方 案 架 构 系 统
X 互动平台
与 公 众 互 动 架 构 平 台
X 室内环境检测仪
室内环境监测仪是一台配备多种专业传感器的智能环境检测仪，实现了对传统环境检测仪的彻底颠覆。 可以365天不间断收集您家中的全部环境数据，包括PM2.5、甲醛、噪音、温度、一氧化碳、烟雾、酒精、 等。检测仪将所有收集的环境数据上传到智能平台进行分析、计算机储存起来。当您打开我们的手机应用 就能一目了然的掌握到家中当前的环境状况，并了解其是否威胁到您家人的健康。 同时，通过智能平台的 长期记录、分析、提出健康数据，实时提醒您纠正对环境造成不良影响的行为，给出有效的改善建议，让 您和家人始终生活在一个健康、舒适、安全的环境里，预防及杜绝由不良环境导致的健康问题。
物联网大数据室内空气质 量监控解决方案及建议
物联网 / 大数据 / 空气监控 / 租赁市场 / 智能预警
C目录 ONTENTS
1 背景、现状、思路 2 实施、挑战、方案架构
1
背景、现状、思路
X 背景
请插入图片 （见教程）
近日，一篇《阿里员工租自如患白血病去世自
1
如前员工：房屋装修后5至7天就会上线出租》
但是租赁行业的高速发展也带来了很多隐患，其中甲醛污染 是比较突出的。房屋租赁市场的企业管理者们，为了企业的利益， 常常忽视用户的利益。
导致房屋租赁市场甲醛污染问题频发的另一个原因，是相对 应的惩罚太轻，目前还找不到适合的法律依据来监管、惩罚这些 出租甲醛超标房屋的违规者，例如《北京市房屋租赁管理若干规 定》，要求出租房屋的建筑结构和设备设施，应当符合建筑、消 防、治安、卫生等方面的安全条件，不得危及人身安全。但对于 目前一些自如这样的中介公司装修房，甲醛处理方面仍处于空白。
基于物联网的环境监测仪的设计与实现
基于物联网的环境监测仪的设计与实现作者：王建勇王小平杨埙来源：《物联网技术》2014年第02期摘要：本文设计的环境监测仪是基于HOLTEK MCU作为中央微处理器，实现环境温度、湿度、光强监测、有毒气体等环境参数的监测，着重阐述了主控模块的功能，串口模块、显示模块、无线发射模块的设计以及电源部分设计思想。
该设计实现了主控模块的基本功能要求，能够较好地完成各项参数的测试指标。
关键词：环境监测仪；HOLTEK MCU；测试指标中图分类号：TP919.1 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）02-0030-020 引言21世纪是科技信息的时代，物联网技术的兴起与应用对各行各业的发展带来了新的机遇。
在社会的发展过程中，由于环境的污染和破坏，自然灾害不断发生，为了保证人们的生命财产安全，开发环境监测仪的意义显得越来越重要。
基于此，本文主要对环境监测仪进行设计与实现。
1 监测仪的系统结构本环境监测仪主要以实现温度、湿度、光强、有毒气体等环境参数的监测，同时为了给用户提供更大的方便，还采用了GSM直接面向用户手机，通过无线传输平台，实现远程监控。
以传感器为主要的检测部件，按照设计的程序进行检测以达到控制、分析、计数和数据显示等功能。
借助微处理器和计算机之间的串行通信完成人机交换控制。
环境监测仪主要由数据采集模块、主控模块、GSM模块、显示模块、电源部分、串口通信部分、晶体振荡器部分等组成，其系统主要结构如图1所示。
图1 系统主要结构图图1中，主控模块采用HOLTEK MCU作为中央微处理器，整合外围模块，构成最小系统，最终完成一些环境参数的监测功能。
GSM模块主要作为主控模块的报警通道，同时也是用户远程控制的通道，负责信息的接收与传送。
液晶显示模块用于显示模块工作状态及数据，主要用于测试系统和安装系统以及演示时使用。
传感器模块负责环境数据采集并传到控制器进行处理。
2 主控模块功能介绍HT46RU232是8位高性能精简指令集微处理器，专门为需要A/D转换产品而设计，如传感器信号输入、低功耗、I/O使用灵活、可编程分频器、计数器、振荡类型选择、多通道A/D 转换、脉宽调制功能、I2C接口、UART总线、暂停和唤醒功能，使这款微处理器可以广泛应用于传感器的A/D转换、马达控制、工业控制、消费类产品、子系统控制器等。
甲醛在线监测系统设计与实现
甲醛在线监测系统设计与实现随着人们对生活品质要求的不断提高，对于室内空气质量的关注越来越高，而其中甲醛的问题更是备受关注。
甲醛是一种有害物质，过多暴露会有不良影响，如引起眼部不适、鼻炎、咳嗽等健康问题。
为此，设计一个甲醛在线监测系统正变得越来越重要。
一、市场需求甲醛污染已经引起了人们广泛关注，因此市场上需要一种可靠、便捷的甲醛检测方案。
目前市场上一些甲醛检测器在小型室内环境下表现良好，但价格较高，并不适合大面积的房屋或办公室使用。
因此，甲醛在线监测系统的出现，将在一定程度上解决这一问题。
二、甲醛在线监测系统的设计2.1 系统框架设计甲醛在线监测系统主要是由传感器采集甲醛含量，并通过信号转换的方式将数据上传至云端。
其中，甲醛传感器需要安装在接近室内空气的通风区域内，将采集到的数据传输至嵌入式终端。
2.2 系统具体实现2.2.1 传感器数据采集首先，需要用到一款高灵敏度、高准确性的甲醛传感器。
传感器应能连续工作48小时以上，并将采集的数据存入SD卡中。
同时，需设置自动上传的机制，将采集的实时数据上传至云端。
2.2.2 信号处理传感器采集到的甲醛含量数据需要进行信号处理，去除噪声，并进行校准处理，使得数据更准确可信。
2.2.3 数据上传并显示数据上传至云端，以保证尽最大限度地保证数据的安全性和时效性。
并通过展示甲醛浓度的轻量级网页应用显示所采集的数据。
2.3 系统功能甲醛在线监测系统可以实现对室内环境中的甲醛浓度的实时监测和提醒。
同时，在已经超过安全浓度的情况下，可以及时发出警报并进行预警。
三、甲醛在线监测系统的应用3.1 家庭应用在家居环境中，甲醛在线监测系统可以定时对家中空气质量进行检测，并对可能存在的危险进行监测和提醒。
用户也可以通过APP接收实时的数据和报警信息，并采取相应的预防措施。
3.2 商业办公室应用甲醛在线监测系统可以在各种商业办公环境中使用，例如办公室、学校、医院、工厂等。
通过及时检测室内空气质量，确保人员的健康和安全，从而防止各种病毒的流行，提高学习和工作的效率。
基于UWB的室内定位系统设计与实现
基于UWB的室内定位系统设计与实现一、本文概述随着物联网技术的快速发展和广泛应用，室内定位技术已成为现代生活中不可或缺的一部分。
在众多室内定位技术中，基于超宽带（UWB）的室内定位技术以其高精度、高可靠性和低功耗等优点受到了广泛关注。
本文旨在深入研究和探讨基于UWB的室内定位系统的设计与实现，以满足现代生活中对高精度室内定位的需求。
本文首先将对UWB技术的基本原理和特点进行介绍，然后分析室内定位系统的需求和挑战。
接着，我们将详细介绍基于UWB的室内定位系统的总体设计方案，包括硬件平台选择、定位算法设计和系统软件架构等。
在此基础上，我们将深入探讨系统的实现过程，包括硬件平台的搭建、定位算法的实现和系统软件的编程等。
本文还将对系统的性能进行测试和评估，包括定位精度、稳定性、功耗和成本等方面的指标。
我们将总结基于UWB的室内定位系统的优点和局限性，并展望未来的发展方向和潜在应用。
通过本文的研究和探讨，我们希望能够为基于UWB的室内定位系统的设计和实现提供有益的参考和指导，推动室内定位技术的进一步发展和应用。
二、UWB技术原理及特点超宽带（UWB, Ultra-Wideband）技术是一种无线通信技术，其独特的脉冲传输方式使得它能在短距离内实现高精度、高速度的无线通信。
在室内定位系统中，UWB技术展现出了巨大的应用潜力。
UWB技术的核心在于其脉冲无线电（IR, Impulse Radio）技术。
与传统的正弦波通信技术不同，UWB使用极短的脉冲信号进行通信，这些脉冲信号的持续时间通常在纳秒级别。
这些极短的脉冲信号占据了极宽的频带，通常在500MHz到数GHz之间，因此得名“超宽带”。
在UWB室内定位系统中，通常会在室内布置多个已知位置的UWB 基站（或称为锚节点），同时携带UWB标签（或称为移动节点）的人员或物体在室内移动。
标签会定期或按需向基站发送脉冲信号，基站接收到信号后会测量信号到达的时间（TOA, Time of Arrival）或信号到达的时间差（TDOA, Time Difference of Arrival）。
基于物联网的智能家居系统设计
基于物联网的智能家居系统设计1.引言随着科技的不断发展，人们对智能家居的需求也越来越大，它的诞生解决了人们日常生活中的许多问题。
传统的智能家居主要是通过远程控制来实现的，而近年来，基于物联网的智能家居越来越受到人们的关注与青睐。
本文将从系统架构、实现方法、应用场景等多个角度进行探讨，旨在为大家介绍基于物联网的智能家居系统的设计与实现。
2.系统架构2.1 系统概述基于物联网的智能家居系统是一种结合硬件设备、网络通信技术、软件应用等多种技术，实现家庭管理、安全防范、舒适环境等多方面的智能化服务的系统。
2.2 系统组成从硬件方面看，基于物联网的智能家居系统主要包括家庭智能终端设备和数据中心两个部分。
家庭智能终端设备包括控制器、传感器、执行器等设备，它们可以搜集环境信息、控制家电设备，并通过数据中心进行通信。
而数据中心则包括云计算平台、数据库服务器、数据分析系统等，它们可以处理搜集到的数据，并为用户提供更加智能、便捷的服务。
2.3 系统功能基于物联网的智能家居系统的主要功能包括：家庭安全防范、家庭环境监测、智能家电控制、信息互联等多个方面。
通过对这些功能的深入分析，我们可以设计出更加完善的智能家居系统。
3.实现方法3.1 硬件设计在基于物联网的智能家居系统中，传感器和执行器是至关重要的设备。
传感器可以检测环境信息，例如温度、湿度、气压、烟雾等，而执行器则可以控制家电设备，例如灯光、空调、电视等。
这些设备需要能够互相通讯，从而实现智能化控制。
因此，我们可以使用一些无线传感器网络技术，例如ZigBee、WiFi等，并通过物联网技术将它们连接到云端数据中心。
3.2 软件平台在云端数据中心的设计中，云计算、大数据技术、数据挖掘等技术将起到较大的作用。
通过应用这些技术，我们可以对搜集到的数据进行分析和处理，为用户提供更加智能、便捷的服务。
此外，在系统设计中还需要考虑到用户界面的设计，这也是系统能否得到广泛应用的重要因素之一。
室内环境监测中甲醛采样位置及解决对策
PRACTICE区域治理室内环境监测中甲醛采样位置及解决对策益阳市生态环境局南县分局 郭静技术人员在了解采样位置和处理方法之前，有必要了解所含甲醛物质的基本性质。
首先，需要明确甲醛的来源途径，通常甲醛存在于室内居住空间中，主要存在于建筑涂料、装饰材料和家具中。
其次，通过检查用于室内的建筑材料后，发现用于建筑的胶粘剂具有极高的甲醛含量。
部分建筑结构使用木质材料，必须使用大量的胶水等粘合物质。
由于粘合剂的主要成分是脲和甲醛，因此这也间接导致内部的甲醛过量。
另外，甲醛物质的沸点和熔点不高，因此有较强的挥发性，更容易在居住空间内辐射扩散。
一、室内甲醛来源的分析通常而言，甲醛的室内污染来源相对复杂，采点流程中应根据实际情况相应增加采样点的数量。
设备齐全的住宅项目的室内气候质量检测，应在项目完成后或交付使用前至少10天进行。
现场环境污染物浓度的监测点应距内壁至少0.6m，离地面至少0.9m。
测试点应均匀分布，以避免通风和排气误差。
同时需要对样板房进行测试，如果测试合格，则随机检查同一批次中装修完全的房屋（套）数量的3.5％，监测其中的甲醛、苯、氨气。
在中央空调等设施齐全的住宅项目中，监测人员检查所有挥发性有机化合物（TVOC）的浓度时，应在正常气候条件下进行。
对于自然通风的民用家具齐全的住宅项目而言，则应在关闭房间的外门和窗户后30小时，进行采样分析[1]。
监测人员进行布局分析时，应考虑监测点的分层布局和三维布局。
三维布局应具有三个监视级别，分别是顶部、中间和底部，监视点应位于这三个级别上。
其中，基于交叉点和对角线可用于确定样本或用梅花样方法：对设备齐全的房屋的监测必须覆盖被监测房屋各种功能的自然空间（例如卧室、客厅、浴室、储藏室等）。
开展采样工作时，必须精确记录采样点的温度和气压。
选择用于检测室内环境的监测点原则如下：（1）采样点的数量取决于检测室的大小和现场条件。
对于所采样区域少于60m³的房间，应该有1到3点的步骤，而对于50到100m³的房间应该有3到5点，对角线上100m³至少有5个点，采样点应避免通风孔，并且与墙壁的距离应大于0.6m。
在物联网环境下的智能家居系统设计与实现
在物联网环境下的智能家居系统设计与实现一、引言随着物联网技术的不断发展，智能家居系统越来越受到人们的关注与青睐。
智能家居系统以其强大的功能和方便的操作成为现代人们追求舒适生活的一个重要手段。
本文将介绍在物联网环境下的智能家居系统的设计和实现。
二、物联网环境下的智能家居系统架构设计物联网环境下的智能家居系统可以分为三个层次：传感器层、应用层和云平台层。
1. 传感器层传感器层是智能家居系统中最底层的一层，通过各种类型的传感器对室内环境进行监测和数据采集。
例如，温度传感器可以监测室内温度的变化，湿度传感器可以监测室内湿度的变化，人体感应器可以检测室内是否有人等。
传感器层的数据采集结果将通过传输层传输到应用层。
2. 应用层应用层是智能家居系统的中间层，负责数据的处理和控制。
在应用层中，用户可以通过智能设备（如手机、平板电脑）或智能音箱等终端设备，实现对智能家居系统的监控和控制。
用户可以根据实际需求，设定不同的场景模式，如离家模式、回家模式等，并通过应用层对各个设备进行控制。
3. 云平台层云平台层是智能家居系统的最上层，负责数据的存储和管理。
在云平台层，用户可以随时随地通过互联网访问智能家居系统，并获取系统的各种数据和状态信息。
云平台层还可以根据用户的历史数据和智能算法，为用户提供个性化的服务，如自动调整室内温湿度、智能能耗管理等。
三、智能家居系统的实现实现物联网环境下的智能家居系统需要考虑以下几个方面：传感器选择、通信协议、数据处理和控制算法、用户界面设计和云平台建设。
1. 传感器选择传感器是物联网环境下智能家居系统的基础，合适的传感器选择对系统的性能和功能至关重要。
在选择传感器时，需要考虑传感器的测量范围、精度、响应速度和可靠性等因素。
另外，还需要根据实际需求选择适合的传感器类型，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
2. 通信协议智能家居系统中的各个设备需要进行数据通信，因此需要选择合适的通信协议。
基于物联网的室内环境监测系统设计
基于物联网的室内环境监测系统设计摘要：当前，人们对室内环境的关注度越来越高，加强了监测工作。
对于室内环境的监测，政府也出台相关的政策来确保我们生活环境能达到比较好的水平。
在这个新兴的材料时代，室内装修的材料各种各样，这样使得在室内的环境中污染物变得越来越多，其中以甲醛为代表的有毒有害气体也变得更加严重。
大多数的城市居民在室内长期生活，都不同程度出现了头晕眼花、咳嗽、身体易疲劳等各种各样的症状。
因此，使用高科技对室内环境尤其是室内甲醛的监测变得非常重要，这不但有利于提高居民的生活水平与健康水平，同时也积极响应了我国政府关于确保室内生活环境的政策。
关键词：物联网；室内环境；监测系统设计引言物联网是一种新型通信网络，其可以利用各类型的信息传感设备，实时采集各类型物体的信息，与互联网集成起来构建一个巨大的网络，目标是实现物与物、人与物之间的通信连接，方便识别、控制和管理。
物联网关键技术很多，包括传感器技术、RFID技术和嵌入式系统技术。
传感器是一种信息感知芯片，能够将模拟信号转换为数字信号。
RFID本质也是传感器，融合了嵌入式技术和无线射频技术，能够无接触式识别信号。
嵌入式系统集成了计算机硬件设备、集成电路、传感器等电子技术，可以固化到硬件设备中，实现物联网信息采集和操作。
基于物联网的环境监测系统已经在很多场所得到应用，比如智能家居、体育馆、大型商超、写字楼等。
可以利用传感器严密监视环境中存在的有害物质，比如甲醛、苯等，也可以监控室内环境是否存在火灾烟雾，监控各类型水暖电气设备的运行状态，将这些数据利用物联网发送到监控中心，以便提高人们生活的健康水平，具有重要的作用和意义。
1系统的硬件设计本设计包括了主控制器STM32芯片、ESP8266WIFI模块、SHT20温湿度模块、GY-30光照模块、MS5611压强模块、OLED显示模块、SYN6288语音模块手以及电源模块等。
1.1 SHT20温湿度传感器本设计中选用的SHT20数字温湿度传感器，它是STH20温湿度传感器系列中性价比比较高的一款产品，用户的使用率高，而且应用领域也比较广泛。
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基于物联网的室内环境甲醛监控系统设计与实现目录第一章绪论 01.1 选题背景 01.2小结 0第二章作品方案设计 (1)2.1 作品方案 (1)2.1.1 作品概述 (1)2.1.2 上位机软件设计及WEB服务器设计 (2)2.1.3 网关设计 (3)2.1.4 ZigBee无线传感器网络的设计 (4)2.2 预期目标 (5)2.3 小结 (5)第三章上位机与WEB服务器设计 (6)3.1上位机软件设计 (6)3.1.1功能模块 (7)3.2 小结 (12)第四章网关数据收发软件设计 (12)4.1硬件系统 (13)4.1.1 SIM900A 开发板 (13)4.1.2 协调器 (14)4.2 软件系统 (15)4.2.1 GPRS模块程序设计 (15)4.2.3 ZigBee协调器程序设计 (17)4.3小结 (18)第五章底层ZigBee节点软硬件设计 (19)5.1硬件系统 (19)5.1.1 ZigBee节点底板电路设计 (19)5.1.2 甲醛检测传感器MS1100-P111 (20)5.2软件设计 (21)5.3小结 (22)第六章测试和结果分析 (23)6.1测试目的与方案 (23)6.2 上位机软件测试 (24)6.3 网关测试 (25)6.4 底层ZigBee网络测试 (26)参考文献 (27)附件 (28)第一章绪论1.1 选题背景甲醛具有比较高的毒性并且被我国列入在有毒化学品优先控制名单上。
甲醛己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
它是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物质之一。
甲醛问题己成为全球公共卫生关注的焦点。
近年来，家庭装修成为人们时尚的追求，但在美化了居室环境的同时，也因很多装饰材料中含有毒物质，造成室内空气污染，特别是室内甲醛污染更为严重，对人体的健康造成了极大的危害。
因此加强对甲醛污染的监测和控制，对于保护人类日常生活的健康具有要的理论意义和实践意义。
除采用常规方法将其去除外，对存在甲醛的环境及时通风是关键。
本项目针对甲醛检测、开风扇或其他排气装置进行通风、报警展开设计，稀释甲醛浓度，使其达到允许浓度，同时报警，提醒人们注意健康。
当然，本系统不仅仅只是适用于家庭室内，也适用于生产装演材料、家具厂等场合。
1.2小结结合以上所述，研究一套低成本，高效率的甲醛监控系统，对于解决家庭室内环境甲醛浓度监测难、不好控制、保障人们日常生活安全具有重要意义，同时也具有很大的市场前景和现实意义。
第二章作品方案设计本章详细介绍了基于室内环境甲醛监控系统设计框架与流程，包括上位机软件及WEB服务器的设计方法、网关的设计过程以及底层ZigBee无线传感器网络的相关设计方案。
2.1 作品方案2.1.1 作品概述作品总体由3层网络组成：底层为无线传感器网络，中层为GPRS网络，上层为Internet网络。
底层和中层通过无线网关连接，中层和上层则利用GPRS 网络交互信息。
底层无线传感器网络由基于ZigBee无线通讯协议传感器节点构成。
ZigBee 技术作为一种新兴的无线通信技术，具有微功耗、低成本、自组网和节点布置灵活等特点，非常适合在多点监测、无人值守的环境监控中应用。
中层GPRS网络由各网关节点组成，完成传感器节点的信息交汇、数据转发、指令收发等功能。
上层Internet 网络由上位机组成，上位机作为用户对室内环境甲醛监测数据进行实时查看，确保室内时刻安全正常。
总体结构图如2-1所示。
室内环境Zigbee 感知节点1Zigbee 感知节点2Zigbee 感知节点3采集甲醛浓度信息协调器信息上传信息上传网关模块电脑数据显示手机实时查询打开通风排气装置报警浓度超标图2-1 室内环境甲醛监控总体框图2.1.2 上位机软件设计及WEB 服务器设计上位机采用HTML 、Css 、Javascript 、MySQL 、PHP 编写的网站，运行于Windows 系统，连接数据库服务器，数据可视化操作，以及远程参数的设置。
其总体框图，如图2-2所示。
图2-2 上位机软件结构框图数据接收部分利用TCP网络协议提供了与 Internet 的标准接口，简化了ZigBee网络采集环境参数；数据处理则是室内甲醛监控系统上位机软件的核心部分，提供了友好的图形用户界面、直观展示网络拓扑结构、节点参数曲线对比，并提供手机安卓APP下载功能，用户通过下载手机APP，无论身在何处，即可时刻查询相关甲醛浓度数据，快捷方便，而在WEB服务器方面，则通过AppServ配置系统环境，搭建Apache WEB服务器，配置MySQL数据库以及PHP解释器[11]。
选用PHP语言开发WEB服务器程序，连接数据库服务器，实现最新数据更新以及历史数据查询。
2.1.3 网关设计ZigBee节点采集的数据要想通过GPRS网络上传至Internet远程服务器，实现ZigBee网络与互联网的数据互通，就必须用到网关。
网关作为无线传感器网络的关键器件，其性能直接关系到整体系统的稳定性，实用性，健壮性。
由于设计开发的网关针对的是数据传输量少的ZigBee网络，故接收环境参数可选用串口接口。
网关接收ZigBee数据，解析处理后，经GPRS网络转发至Internet，因此网关兼具TCP/IP协议[12]，方便数据网络转发。
网关结构框图，如图2-3所示。
图2-3 网关硬件结构框图网关采用了重庆DQ电子的SIM900A开发板，此开发板集成了SIM900A GSM功能通信模块，各种接口如2.4G 模块接口等等，对于物联网的开发提供了很大的便利条件。
开发板上使用的SIM900A模块设计成熟，市场使用率高，性能稳定可靠，其双频段适合在国内网络环境使用。
SIM900A支持AT 指令，包括短信，语音数据传输，同时内置TCP/IP协议，与Internet广域网无缝对接。
ZigBee协调器采用的是丘捷的ZigBee核心板和自主设计的底板。
通过串口与32位单片机开发板相连实现数据传输。
协调器在ZigBee无线网络中起组建网络，维护网络，网络管理的作用。
2.1.4 ZigBee无线传感器网络的设计底层的ZigBee无线传感器网络由众多的ZigBee数据采集节点组成。
节点采用TI公司的Zs-tack无线数据传输协议，实现自组网与数据传输。
ZigBee节点采用丘捷的基于cc2530的射频模块，底板为自主设计制作。
2.2 预期目标根据作品要求，室内环境甲醛监控系统，需要实现以下功能：(1) 设计上位机软件实现对种家居室内的实时环境监测数据进行实时查看，确保整个环境处于安全状态；并提供二维码生成功能，生成相应的二维码提供给消费者进行扫描，扫描后即可下载相应APP，通过手机查看实时参数。
(2) 开发WEB服务器，支持多客服端访问；(3) sim900GPRS模块与ZigBee协调器构成硬件平台；(4) 实现 ZigBee底层节点组网，采集数据并上传；(5) 实现 ZigBee网络数据与GPRS网络、Internet信息交互；(6) 系统的整体调试与测试。
2.3 小结方案设计是设计系统的一个重要环节，将项目的任务规范化，列出所要完成的所有工作，在后期项目制作的时候可以极大提高效率，使得项目开发工作有条不紊，也可以让开发的成本降到最低，设计之初即考虑好各种硬件模块的性价比。
第三章上位机与WEB服务器设计3.1上位机软件设计作品上位机采用HTML、Css、Javascript、MySQL、PHP编写的网站，该上位机软件由数据接收，数据处理，数据管理三部分组成，并形成了前台信息展示和后台数据管理两大模块。
数据接收部分利用TCP网络协议提供了与Internet 的标准接口，简化了ZigBee网络采集环境参数接收以及控制信息传递；数据处理则是系统上位机软件的核心部分，提供图形用户界面、直观展示节点参数曲线对比，并提供二维码生成功能，生成相应的二维码提供给消费者进行扫描，扫描后即可生成连接，下载相应手机APP，随时随地查询家居环境甲醛浓度；数据保存部分主要针对数据保存查询处理等工作，亦可将数据导出为表格文件，方便对数据进行详细分析。
试验结果表明：所开发的上位机软件具有良好的稳定性、完善的功能性和便捷的人机接口等优点，实现了对各种传感数据和系统数据的有效组织与管理。
3.1.1上位机总体概述上位机监控软件由数据接收，数据处理，数据管理三个部分组成，并形成了前台信息展示、后台数据管理两大模块,同时每个模块即为一个单独的线程，确保监测系统健壮性；每个模块完成相应功能，相互联系。
数据处理部分为上位机核心部分，负责全部的可视化操作。
上位机软件总体功能，如图3-1所示。
图3-1 系统整体框图3.1.3功能模块上位机软件由账户设置、实时数据显示、历史数据数查询，和设备管理功能模块组成四大功能模块。
（1）账户管理账户管理是为用户提供的一个方便快捷的管理界面，包括基本功能用户名更改，登入密码更改，绑定QQ、邮箱等，其中最为重要的是API KEY生成功能，API KEY是该上位机平台识别底层设备的一个序号，通过该序号即可准确的识别室内不同房间，如卧室、厨房、客厅、卫生间等分布在不同地方的传感器。
如图3-2所示为账户管理界面。
图3-2 账户管理界面（2）实时数据显示实时数据显示界面主要功能是显示当前时刻节点发送过来的数据，通过该数据可以实时查询室内甲醛浓度，方便快捷如图3-3所示。
图3-3 实时数据显示页面（3）历史数据数查询通过历史记录功能，用户可以查询前一个月内节点发送过来的数据，方便对大量的实测数据进行分析处理，如图3-4所示。
图3-4 历史数据数查询（4）设备管理设备管理又由增加新设备和对已注册设备进行管理两部分组成，用户可以随时在原有基础上增加新增添的传感器设备，并进行数据显示，方便对对设备同时进行管理，如图3-5所示。
图3-5 新增设备设备管理界面主要功能就是对已加入设备进行详细的描述，具体包括设备名称、设备备注、标签、所在位置、经度纬度等，通过设备管理界面，用户可以清楚地知道自己所布置的传感器设备的所有信息，如图3-6所示。
图3-6 设备管理界面数据保存采用MySQL数据库，MySQL是最流行的关系型数据库管理系统,它是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就提高了速度并增加了灵活性。
MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。
上位机软件系统通过PHP技术针对网络上传的数据进行处理，导出存储在MySQL的数据并进行整合生成动态的曲线图，系统网络连接则显得尤为重要。
网络数据处理技术主要任务是数据的接收，数据的解析。
通过网关上传到服务器，存储到数据库中，利用数据库的数据，生成相应的折线图，将节点开始监测的数据到当前监测的数据进行显示，使用户能实时观察到室内环境甲醛浓度信息，从而减少人工观测的复杂性和不确定性，如图3-7所示。