一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)

一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)摘要管廊是城市基礎(chǔ)設(shè)施中非常重要的一部分，在城市建設(shè)中起到關(guān)鍵的作用。然而，管廊中的氣體污染往往對人們的健康和環(huán)境造成極大影響，因此，研發(fā)管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)是保障城市環(huán)境健康的必要手段。本文提出了一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對管廊內(nèi)的氣體進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，緩解管廊氣體污染狀況，為城市環(huán)境保護(hù)提供了可靠的技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：管廊氣體監(jiān)測，LoRa技術(shù)，城市環(huán)境保護(hù)引言隨著城市化進(jìn)程的加快，越來越多的地下管道被建立起來，而管廊對于城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要性不言而喻。然而，管廊中的氣體污染很容易被忽視，大量的工業(yè)和交通活動帶來的廢氣污染將嚴(yán)重影響城市環(huán)境和人們的健康。因此，研發(fā)管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)有著重要的意義。當(dāng)前，管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)手段相對較為單一，往往只能通過人工巡檢或安裝一些簡單的氣體傳感器進(jìn)行監(jiān)測。這種監(jiān)測方式往往存在著數(shù)據(jù)獲取不及時、監(jiān)測范圍和準(zhǔn)確度不足以及數(shù)據(jù)傳輸不便等缺陷，因此急需一種新型的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)來解決這些問題。本文提出了一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以從多個角度進(jìn)行監(jiān)測以及提供實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，使得管廊氣體監(jiān)測更加快捷和準(zhǔn)確，使得管廊氣體污染的問題能夠得到更好的解決。論文正文一、LoRa技術(shù)簡介無線通信技術(shù)在現(xiàn)代化社會中扮演著極為重要的角色，LoRa是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一種重要技術(shù)。LoRa為長距離、低功耗、低速率的無線通信技術(shù)，基于開放的LoRaWAN協(xié)議，與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)相比，擁有更低的功耗以及更穩(wěn)定的通信質(zhì)量等特點(diǎn)。LoRa技術(shù)可以在城市環(huán)境下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，且低能耗，使得其在建立智能城市物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。在管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)中，LoRa技術(shù)可以提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力，保證實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定和及時。二、管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)了一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對管廊內(nèi)氣體污染物的實(shí)時監(jiān)測。如下圖所示。圖1.管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖本文所設(shè)計(jì)的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：（1）氣體傳感器陣列部分：該部分主要是通過設(shè)計(jì)氣體傳感器陣列，在管廊內(nèi)進(jìn)行多角度氣體監(jiān)測。（2）單片機(jī)控制部分：通過單片機(jī)控制部分，將傳感器所監(jiān)測到的氣體污染物的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和實(shí)時傳輸至監(jiān)測站。（3）網(wǎng)關(guān)部分：通過網(wǎng)關(guān)部分實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的接收、解析、處理、上傳至云服務(wù)器等功能，另外，網(wǎng)關(guān)還可以對監(jiān)測站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，保證數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸和展示。（4）監(jiān)測站部分：監(jiān)測站可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的展示和處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，實(shí)時監(jiān)察管廊內(nèi)的氣體污染情況。三、算法設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)，可以使用溫度校正和氣體校正的方法，將傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行校正分析，以提高數(shù)據(jù)可靠性和準(zhǔn)確性。同時，可以對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理輔助分析，通過圖像處理技術(shù)對傳感器所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加直觀的呈現(xiàn)，便于數(shù)據(jù)分析和管理。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析本文所設(shè)計(jì)的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)投入到實(shí)際應(yīng)用中，通過實(shí)際應(yīng)用的測試，驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)驗(yàn)中，本系統(tǒng)取得了較好的氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且獲取的數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出氣體污染物的濃度變化情況，便于用戶針對性的制定出更為科學(xué)有效的管廊氣體治理方案。五、總結(jié)本文提出了一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對管廊氣體污染物的實(shí)時監(jiān)測，具有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力，保證實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定和及時。在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)表現(xiàn)出了較為出色的性能，為城市環(huán)境保護(hù)工作提供了可靠的技術(shù)支持。參考文獻(xiàn)（1）JingyaHuang,LeiZhang,andYiXu,“DesignandImplementationofAirQualityMonitoringSystemBasedonLoRa,”JournalofComputerandCommunications,vol.6,no.8,2018.（2）FengChen,DongyuCao,andYunchaoZhang,“AReal-timeEnvironmentalMonitoringPlatformBasedonLoRawirelessnetwork,”4thInternationalConferenceonControl,AutomationandRobotics,vol.54,pp.165-169,2018.（3）FlorianGouin,PrateekTandon,andEmmanuelBertin,“EvaluatingtheP