自制室内环境监控系统应用实践

张晶　杨林

摘要：指出了在国家总站开发的子站端数据采集联网软件里有一项站房内环境信息数据采集的功能，但其仅支持SunEMS1000型环境信息采集主机，且其性价比太低，为此大多数空气自动站点均未配置。因此，选择了一款性价比合适的带数字输出功能的温度计来进行站房内温湿度信息采集。自制开发了一个简捷查看站房内温湿度信息的手机版WEB平台，并对该系统做了简要介绍，以期为空气自动监控站管理人员提供参考。

关键词：空气自动站；环境监控系统；温湿度

中图分类号：X51

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）20011402

1引言

目前全国各县市大多已建成了空气自动监测站点，并与国家总站进行了实时在线联网，对于空气自动站管理人员来说，关注较多的仅是实时监测的环境质量数据，往往容易忽视空气自动站内监测仪器工作环境的监控，而且目前仅有少数空气自动站建设厂商会在站房内加装温湿度采集模块，但大多数都不支持用手机进行监控信息浏览功能，而支持的性价比又很低。根据国家相关的空气自动站管理要求和监测仪器本身的特性，大家都知道空气自动站监测仪器的工作环境直接影响到监测数据的准确性，空气自动站房内应保持稳定的内环境条件。笔者以前管理的空气自动站内就因没有温湿度监控设备，致使在站房内部温度因空调故障升到异常高时还无法发现，最终是因发现监测数据传输异常前往空气自动站检查才得以发现站房内温度异常升高的情况，导致监测设备均出现故障报警，工控机因高温死机，所幸发现及时，各设备未造成较大损坏。因此，实时监控空气自动站内温湿度势在必行，且还必须具备手机及电脑直接查看实时监控信息的功能。

在国家总站开发的子站端数据采集联网软件里有一项站房内环境信息数据采集的功能，其包含站房内烟雾报警、水浸、温湿度、电压、空调温度等信息采集功能，但其仅支持SunEMS1000型环境信息采集主机，而该主机配上相应传感器后投资需过万元，其性价比太低，国内大多数空气自动站点均未配置。而对于站房内环境来说，根据笔者多年空气自动站管理经验来看，对监测数据质量影响和波动最大的是站房内温湿度，因配有稳压电源，电压和电流一般不易波动，所以对于空气自动站站房内环境状况监控来说，关注的重点应该是站房内温湿度。为此，笔者经过市场调查，选择了一款性价比合适的带数字输出功能的温湿度计来进行站房内温湿度信息采集，同时开发了一个简捷查看站房内温湿度信息的手机版WEB平台，空气自动站管理人员用手机就可随时随地的监控空气自动站站房内温湿度信息，该功能看似简单，但很实用，有一定技术条件的空气自动站管理人员自己就可轻松的搭建该系统。下面对该系统做简要介绍以对空气自动站管理人员起个抛砖引玉的作用。

2環境信息传感器模块

为降低成本，同时便于在站房内巡检时也可方便的查看温湿度，笔者选择的是带液晶显示，且可输出RS485信号的温湿度计，因测量的是站房内部温湿度，其安装可在设备机柜面板上，故选择内置传感器型的即可，同时其可使用气象五参数系统的电源模块供电，不需增加电源适配器（图1）。

选择RS485通讯是因其传输线路简单、稳定，其信号传输至工控机时，还需加装一个RS485转RS232信号转换器，并连接至空气自动站监测子站内工控机的RS232接口上，转换器如图2所示。

3环境信息数据采集模块

因国家总站开发的子站端数据采集传输软件内不支持自定义RS485协议数据采集的功能，故笔者针对该款温湿度计单独开发了一个简单的数据采集软件，因站房温湿度监控对采集频率要求不高（图3），故做成通过DOS批处理命令和计划任务功能配合，自定义采集频率的功能即可，笔者在实际运用中，采集频率设定为1 h一次。

采集程序由计划任务（图4）调用并通过自动采集命令隐藏运行，成功采集数据后即自动退出，若直接手动运行则显示主界面，便于调试，这样可简化程序功能，不必一直驻留内存运行，降低工控机资源消耗，保障工控机稳定运行。采集的数据存储在数据库中，同时生成尺寸很小的每小时json格式数据文件，便于WEB发布和数据传输至中心站服务器时进行解析。如：{date：'2016-06-29 21：00：00'，line：1，t：25，rh：59.5}。

4环境信息数据传输及发布模块

因空气自动站和中心站服务器之间已通过国家总站规划的VPN网络进行了互相连接，且数据为每小时采集一次，故可通过简单的DOS批处理命令来传输数据采集的每小时站房内温湿度数据，而不必使用复杂的C/S、B/S结构或ftp方式来传输数据，因此开发难度大大降低，便于推广运用。通过DOS批处理命令，将子站生成的每小时数据文件复制到中心站服务器后，再启动数据解析存储浏览软件，将每小时数据解析后存入数据库，同时为减轻服务器压力，将最近48 h数据生成静态json数据文件至WEB服务目录，由笔者事先开发好的手机版WEB发布平台进行调用，同时，在保证安全的条件下，子站工控机也可同样通过该平台发布站房内最近任意小时温湿度监控数据。目前为简化运用，发布平台页面为简单数据表格式浏览，若有美化需要，也可使用Highcharts图表制作更加美观的数据显示页面，如图5，图5（a）为简单数据表格，图5（b）为Highcharts图表。

目前该系统已在玉溪市及下属各县区空气自动站投入使用，反响较好。

5结语

本文旨在倡议各空气自动站管理人员关注空气自动站房内环境的实时监控，同时为大家提供一个不算完美的解决方案，空气自动站管理人员可根据自己的实际条件来自建这套低成本（不足千元）但实用的空气自动站房内温湿度监控系统，为更好的开展空气自动站管理工作、提升管理水平服务。

参考文献：

[1]叶颖娟. 浅析室内环境无线智能监控系统技术[J]. 四川水泥，2016（1）：38.

[2]黄青乾. 基于AVR的室内环境智能监控系统的设计与实现[D].兰州：兰州大学，2015.

[3]张曼. 室内环境无线智能监控系统研究[D].西安：西安建筑科技大学，2010.

[4]韩颖. 基于无线传感器网络的室内环境监控系统[D].沈阳：沈阳工业大学，2010.

[5]苏华友，聂诗良，韩宇涛. 室内环境监控系统模型试验研究[J]. 西南工学院学报，2001（4）：51～53.endprint