基于多传感器数据融合的PM2.5环境监测系统文献综述

 2022-11-05 03:11

文献综述

一、引言

在我国经济经过几十年粗放型的快速增长之后,工业化和城市化水平不断提高,环境污染问题也日益严重。国家对环境污染的的重视程度度越来越高,政府相关部门也采取了很多的改善措施[1]。在治理环境污染方面,首先要做的就是科学准确地监测环境污染程度[2]。但是我国环境监测工作比较落后,监测手段单一,监测数据不准确,应急监测能力差,监测数据的存储和管理无法实现[3]

细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重[4]。为了对pm2.5进行实时连续的检测, 本课题提出设计一种基于多传感器数据融合技术的无线环境监测系统,该系统能够实时连续的采集温度、湿度、灰尘等环境参数,然后通过ZigBee与GPRS技术构成的无线环境监测网络对监测数据进行无线传输,上传到PC上位机,获得空气环境中的PM2.5等颗粒物浓度等参数,以实现对环境的实时处理和监测。

要实现该无线环境监测系统的功能目标,首先要根据其功能设计总体系统结构框架,设计每个环节的硬件组成;其次,从理论上对各组成环节的功能以及所采用的各项技术进行具体阐述;最后,对所设计的环境进行仿真实验,以确保其功能的顺利实现。

在系统的硬件部分,为实现数据采集和无线传输的功能,首先从理论和实验的角度研究ZigBee技术、ARM技术和GPRS技术,并对无线监测系统进行功能分析,设计系统的总体结构,并根据监测系统的总体结构要求设计各个模块的硬件电路,完成监控系统的整体硬件设计。

为了体现多传感器数据融合,本系统采用二级融合系统,将来自同类传感器的多源数据融合,排除单个传感器测量结果的不准确性和局限性,得出对测量的三种环境参数的一致性描述,最后汇总到全局融合中心,能够进一步提高环境监测数据的准确性以及对环境数据进行判断的精确性[5]

环境监测系统的软件部分是通过电脑上利用C语言汇编程序,以实现对环境监测系统的实时控制,实现数据接收、传输、储存和分析。

二、多传感器数据融合技术的国内外发展现状

1.国外多传感器数据融合技术的发展现状

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