基于Android的智能环境检测系统的开发

颜世波

【摘要】本文主要介绍一款基于Android开发的智能环境管理系统，通过客户端检测空气中PM2.5以及co2浓度的变化，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。以便提高环境质量。智能实时监控检测对环境保护有着巨大的推动作用。该系统的开发对环境检测保护有着良好的作用。

【关键词】环境;PM2.5;智能;Android

1、引言（introduction）

环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。简单地说，了解环境水平，进行环境监测，是开展一切环境工作的前提。环境监测的目的是为了准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，為环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。

智能环境监测指通过计算机、传感器、通信网络等新技术，动态实时的获取和监测环境的各项指标。本系统设计重点集中在空气质量监测，对一个区域内的能够代表空气质量的污染物例如PM2.5等进行检测

2、系统功能设计（The system function design）

图1系统设计图

Fig.1 system design

（1）客户端

客户端运行在平板电脑上，操作系统采用 Android系统，用户可以过平板电脑实时看到当前环境指标数值，比如co2浓度、PM2.5数值，空气污染等级等;对每个传感器数值的极值（预警值）可以设置，当前值超过预警值时，页面会发生相应的变化。例如PM2.5值过大，页面会变得模糊等。

（2）服务端

服务端运行在定制实验箱硬件上，操作系统采用 Android系统，服务端一方面接受客户端数据读取请求，给予响应;另一方面通过串口读取外接zigbee模块采集到的环境指标数据;服务器端直接与传感器通信，通过zigbee模块获取数据，服务器端发送请求来获取数据进行分析和展示。

（3）客户端与服务端连接

通过wifi网络连接;客户端自动判断是否是Wifi或者是移动网络情况，提示用户连接网络。

（4）协调器

一个单片机，集成了 zigbee模块，与外部各种传感器以及继电器通信，传感器以及继电器也是集成了 zigbee模块;

（5）协调器与传感器连接

传感器和协调器之间通过zigbee通信;

（6）服务端与协调器

通过串口数据线连接;

3、系统环境搭建（System environment）

开发系统软件和工具版本：jdk1.7、adt-bundle-windows-x86_64-20130917（Eclipse）

系统运行版本：Android4.0及更高的Android版本

4、开发流程及关键技术（The Process and key technology development）

4.1、开发流程

系统开发的主要流程如图2所示：

图2 系统开发流程图

Fig.2 system development flow chart

4.2、关键技术

客户端与服务端通信采用 http 消息，消息的 body 采用 JSON 格式描述。使用HttpPost连接，移动端（Android）通过HttpPost请求获取服务器数据，服务器通过JSON数据格式返回给请求者。移动端解析数据和分析数据，对数据进行图表展示等操作。客户端每隔3秒向服务器端请求一次数据，对请求到的数据进行分析处理，以折线图、文本格式在界面上展示给用户。

系统的折线图部分使用Android自带画图工具，CharView类继承自View 复写Draw方法进行图形的绘制，新建方法upData更新图形，重新绘制图形。这样就可以展示实时动态折线图。

系统服务器端Http Server则负责接收来自客户端的请求，当请求到达时创建一个线程处理该请求，线内部首先解析请求，根据请求的参数区分进行后续的业务逻辑处理，业务逻辑处理过程会消息队列中读取采集到的串口数据，处理完毕后构造响应消息应答客户端设备。

5、结论（Conclusion）

当前，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。反映到终端上，则是以用户为中心的设计，在给用户带来丰富的内容和服务的同时，更重要的是给用户提供良好的体验。该系统对大气环境检测，保障了环境不被污染，空气清新。提高用户的生活质量。

参考文献：

[1]Android A Programmers Guide . Jerome（J.F.）DiMarzio  DOI：10.1036、0071599886

[2]林城. Android 2.3 应用开发实战[J] . 机械工业出版社，2011：17-321.

[3]韩超. Android经典应用程序开发[J] . 人力资源出版社，2011：5-18.

[4]刘卫国，姚昱禹. Android与J2ME平台间即时通信的研究与实现[J]. 中南大学 信息科学与工程学院.  2008年12期：118-120.

[5]刘平.  Android手机访问服务器的一种数据交互方法[J] . 西安财经学院 网络与现在教育技术中心，2010-09：96-102.

[6]研究领域：软件开发.

本文受安徽省青年人才基金重点项目（2013SQRL106ZD）支持。