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浅谈室内环境检测与居住舒适度的评判

浅谈室内环境检测与居住舒适度的评判
2014/8/11 11:48:00 点击数:11

【摘要】古代社会,人们越来越注重本身的生活环境,室内环境作为生活环境的重要组成局部更是遭到人们的注重。随着计算机、通讯、网络等技术的高速开展与普遍使用,自动测控技术、计算机技术和通讯技术相结合已成为测控范畴的开展方向。为此,本课题提出了“室内环境监测与温馨度评判零碎”研讨,它结合传感技术、嵌入式技术和网络技术,将室内环境监测模块制成网络产品,完成室内环境参数的实时发布与共享,并借助信息交融技术对室内环境停止温馨度评判。  【关键词】室内环境;温馨度  室内外环境与人类的生活、生活毫不相关、联络严密,室内外环境质量的上下直接影响到人类生活质量的上下,甚至关系着人类的生活成绩。对室内外环境停止无效监测处置可以理解环境本身情况、取得环境相关参数,还可以为研讨环境变化、环境净化以及环境和人类的关系等成绩提供根据,从而为预防和管理环境净化、改恶人与环境的关系提供参考。因而对室内外环境的停止监测、获取环境相关数据就显自得义严重。随着古代迷信技术的不时提高,计算机技术、网络技术、电子技术、虚拟仪器技术等技术失掉了长足开展,它们为室内环境温馨度的研讨提供了技术手腕和强无力的工具,使得借助相关技术停止室内环境监测成为能够。另外,随着信息交融技术的不时开展,模糊实际、神经网络等实际也日趋成熟并被普遍使用于信息交融,这为室内环境温馨度评判模型的树立提供了实际根据。将先进的技术手腕和迷信实际用于处理理想成绩,一方面可以更好、更快地处理实践成绩,另一方面可以拓宽相关技术的使用范畴、丰厚相关实际研讨对象,从而促进相关技术和实际的开展。  1 零碎的总体系构造  本文的研讨目的是要构建一套室内环境检测与评判零碎,其功用是一方面可以对室内环境参数停止实时监测(包括本地监测和异地监测),另一方面可以从温馨度的角度对室内环境停止评判。为了达成研讨目的、完成零碎功用,整个零碎是由数据采集模块组、微控制器零碎、TCP/IP规范化通讯接口、下位机人机交互和PC机监测零碎组成。  其根本任务原理是,首先经过前端传感器获取室内环境参数,接着调理电路对前端传感器获取的室内环境参数停止缩小、滤波等调理后,进入微控制器零碎,零碎微控制器承受调理电路的输入信号后,一方面,经过LCD将室内环境参数停止实时显示,以完成下位机的人机交互;另一方面,微控制器经过TCP/IP网络接口模块将室内环境参数传输给远端监测PC机,以完成上下位机的网络通讯。另外,在远端监测PC机上,可以完成对所采集的室内环境信号停止各种剖析处置,以及对室内环境温馨度的多角度评判。PC机上的监测软件由实时环境参数监测、数据剖析处置、温馨度评判、参数设置以及事情报警等模块组成。  2 室内环境监测参数确实定  室内环境包括室内空气环境、声环境、光环境、电磁环境等,其包括的环境参数单一,与之绝对应的测试手腕和办法多样,包括:物理的办法、化学的办法以及生物的办法等,本文不能够也没有必要选取一切的环境参数为研讨对象,因而必需从多种室内环境参数中选取典型的参数停止研讨。  思索到所选参数应该具有代表性、应与人的客观觉得亲密相关,且最好可以采用同类测试手腕或办法完成检测等要素,本课题研讨中选择室内空气环境中的温度、湿度、反映室内声环境的噪声、反映室内光环境的光照几个要素作为课题研讨的对象。温度、湿度、噪声、光照几个参数是室内环境的典型代表,它们直接表现了室内的空气环境、声环境和光环境,并且均可以采用物理的测试办法检测,利于构建一致的监测零碎。另外,从它们与人体客观觉得的角度看,它们关系到人的触觉、听觉和视觉,直接影响到人的触觉温馨度、听觉温馨度和视觉温馨度。温度、绝对湿度、声环境和光环境是室内环境温馨度的几个次要影响要素,对人体来说,对温馨度最敏感的第一要素就是温度;噪声太大的环境会让人不舒适,完全沉寂的环境人也不顺应;光照是保证温馨度很重要的一个方面。基于以上讨论,可知对室内温度、湿度、噪声、光照等参数停止监测,并对其温馨度停止研讨具有重要的意义。  3 零碎软硬件的根本要求  本文是基于室内环境监测与温馨度评判零碎使用剖析根底上的研制项目,最终希冀构成具有实践使用价值的室内环境监测设备,既要思索牢靠性、先进性,同时还要统筹经济性。因而,硬件零碎应遵照以下准绳:电路复杂、牢靠,但有较高的先进性;在保证精度的状况下,尽量选用通用芯片;依照零碎功用停止模块化研制。  零碎的软件研发是整个零碎得以完成的保证。它的正确性、可行性以及合感性等都直接决议了零碎未来的功用和功能,对零碎的牢靠性、实时性、可扩大性以及运转效率等功能目标有很大的影响。整个零碎的软件研发应满足以下要求:牢靠性高,牢靠是软件研发的根本要求,这是完成零碎功用的根本保证;实时性好,由于零碎的目的是对室内环境参数停止实时监测,并经过网络将监测到的参数实时传输到远端计算机上,因而零碎的实时性如何至关重要;可扩展性强,对应硬件的模块化研制,软件零碎也应采用模块化的研发思想,使得零碎在硬件扩大或添加新功用时易于扩展。  4 零碎网络化完成方案  网络化仪器是无论任何地点、任何工夫都能停止近程操作、获取测试信息的一切硬软件元素的任何集合。网络化仪器经过网络衔接在一同,彼此之间可以停止数据交流,完成异地数据共享,或应用异地的设备或仪器停止剖析处置。在网络化测控零碎中,传统仪器设备充任着网络中独立节点的角色,信息可传输至网络所及的任何范畴,实时、静态(包括近程)地在线测控成为理想。要完成室内环境监测与评判零碎的网络化功用,首先要选择其网络化完成途径,在嵌入式操作零碎方案中罕见的网络化完成途径有三种。  4.1 集成有网络接口的微控制器配合实时操作零碎  采用集成有网络接口的MCU在RTOS平台上停止软件开发,在嵌入式设备外部完成TCP/IP协议处置。这种方案可以使嵌入式设备直接与Internet相连,有很大的灵敏性,缺陷是对MCU要求较高,占用零碎资源较多,开发周期较长,对开发人员要求高。  4.2 MCU配合TCP/IP协议芯片  TCP/IP协议芯片不需求MCU支持就能任务,次要用于完成数据的协议处置。对  设计者而言,选用此方案时不需求熟习复杂的网络协议及接口;在MCU芯片选择上,对其运转速度和存储器容量等也无特殊要求;在软件设计上,只需求添加一段接口水平,其他无需停止少量的改动,在很大水平上增添了任务量,即可延长设计周期。但该方案存在成绩有:在MCU与TCP/IP协议芯片的接口处存在速度瓶颈,尤其是在传输的数据量较大时,MCU需求把数据传送到TCP/IP协议芯片,这与在MCU外部停止协议处置相比,速度较低,而且采用TCP/IP协议芯片会添加开发本钱。  4.3 MCU配合以太网控制芯片  在MCU外部承当协议处置义务的TCP/IP协议栈,依据详细的使用完成TCP/IP协议族中相应协议的功用;MCU经过控制以太网控制器芯片,完成与以太网的通讯。该方案不依赖PC或高档MCU,使用零碎可以直接上网,真正完成MCU零碎直接接入Internet,整个零碎完全自给自足,且运用核心器件少,硬件电路绝对复杂。在嵌入式零碎中要完成网络化,显然运用第三种零碎是最可行的,在嵌入式操作零碎中,通常都有编译好的现成网络模块可以运用,因而设计人员不必去思索详细的网络协议栈完成成绩,只需求选择适宜的网络接口芯片就能完成零碎的设计。
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