朱叶萍
摘要:近些年来,伴随着科技水平以及人们生活水平的不断提升,人们对家居生活越来越关注,各种工业产品开始出现在人们的日常生活中,但伴随而来的是这些工业产品带来了越来越多的环境问题,特别是气体环境污染问题成为人们健康与舒适生活的一大威胁。基于此,本文对目前在室内环境监测中的前沿技术——智能环境监测系统展开论述,主要就其发展历程、在人们生活中的应用现状、智能环境监测系统的关键技术以及系统的系统需求展开研究工作。为室内环境监测中智能环境监测系统的应用具有一定的参考价值。
关键词:智能环境监测;室内环境监测;传感器
随着世界经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对精神世界的追求也在不断攀升,人们开始追求高品質、高舒适度的生活[1]。但是在经济发展的大潮下人们居住的环境也面临着越来越严重的危机。新装修的房屋中避免不了的会出现甲醛、甲苯、有机挥发物等对人体有害的气体。伴随着我国通信(3G/4G网络)行业、智能家电行业、移动终端(手机、电脑、pad)行业的迅猛发展,人们更加追求高品质、智能化的生活方式,而这些相关行业的发展都为智能家居积极向上的发展提供了坚实的基础和技术保障。家居智能化是在将目前综合布线技术、计算机技术、网络通信技术、无线传感器技术和计算机技术等各种技术综合使用在以传统家居为基础的建筑中,并通过这些技术将家居生活中各种家电设备连接成网络,实现对家中的各种家电设备的远程(或一键式)控制[2]。给用户带来便捷、舒适、安全等各方面智能化的体验,比传统家居更人性化、更节能环保、更便捷的家居生活。
一、室内环境智能环境监测系统概述
智能环境监测系统在室内环境监测中是一项重要组成部分,在国内外深受重视,它能实时监测室内气体环境状况,在确保生命和财产的安全方面有着重要的作用,有着悠久的发展历史,由于技术和成本等各方面的因素,一直困扰着智能家居行业的发展,构成一定的局限性。
20世纪接近尾声的那几年,智能建筑开始慢慢兴起,越来越多的电子产品慢慢的渗入到我们的生活当中,并逐渐的与智能家居相联系。
在进入21世纪之后,我国从智能家居系统的规划到实际开始投入研究,仅用了一年时间,并且在这一年当中我国智能家居系统的研究与开发取得了巨大的进步,同时在这一时期发现有一部分国外相关系统的产品引进到国内的一些住宅当中[3]。
2014年至今中国各大电信运营商纷纷加入智能家居研发大军,此外各大移动终端设备厂商也推出与智能家居相关的硬件设备及终端产品。
由于在国外室内环境监测技术的研究开始的比较早,目前为止在监测技术方面比较成熟,设备也比较先进,相关产品较为常见。随着中国经济的快速发展和国家对科技发展领域的逐渐重视,人们对高质量生活的追求逐渐提高,对室内环境质量的要求也随之提高。伴随着通讯技术等各种与室内环境监测相关技术的飞速发展,室内环境的研究也备受关注,在无线网络的大发展的环境下,我国的研究人员在室内监测领域取得了许多重大的成果。但目前大多的室内监测系统都是对温湿度、PM2.5等与人身安全关系不大的参数,对有毒有害气体的检测仅限于便携式检测设备,或固定式检测设备,检测的持续性和可扩展性较差,造成在实际应用中存在着较大的局限性和弊端。在对室内甲醛、CO等室内有毒有害气体监测的过程中,智能环境监测系统还有很大的发展空间。
二、室内环境监测中智能环境监测系统的应用
(一)智能环境监测系统的关键技术
自从上个世纪八十年代第一栋智能家居诞生以来,智能家居行业的发展突飞猛进,伴随着智能家居室内环境监测系统设计中的相关技术也在不断的更新与发展,目前各种技术在家居室内环境监测系统中的应用越来越广泛,主要涉及到的技术包括:传感器技术、物联网技术、无线通信技术、有线通信技术、计算机技术、综合布线技术等,同样涉及到相应的技术问题。主要包括了以下几个方面:
传感器技术。传感器按照功能可以分为气体传感器、液体传感器、固体传感器等,其中气体传感器从工作原理来区分可以分为半导体式传感器、电化学式传感器、光学式传感器等。目前市场上的甲醛传感器探头较为普遍的采用半导体金属氧化物作为敏感材料,其中较为主流的传感器元件中的敏感材料用的均为国药SnO2材料,但是该种材料的灵敏度和选择性较差,因此本文中的一项关键技术涉及到甲醛敏感材料的制备。原子层沉积(ALD)法是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法,该种方法具有制备工艺简单、成本低廉等特点。
计算机技术。目前在软件设计领域中的程序语言包括C语言、VB语言、Java语言等。在软件设计过程中由于需要进行信息的采集和存储,因此设计过程中需要用到数据库软件,目前在数据库方面有多种数据库软件应用较为广泛如Oracle、SQL server、Access等。
(二)智能环境监测系统的系统需求
室内环境监测中智能环境监测系统主要是由智能门禁系统、智能照明系统、智能安防系统、智能影音系统、室内环境监测系统等子系统组成[4]。
室内环境监测系统作为其他子系统的前断监测,起到类似皮肤感知系统的作用,为家居中其他系统的智能工作提供了数据信号的作用。在室内环境监测系统实时监测家中各种环境下的室内环境参数的基础上,该系统会将监测到的数据参数实时传输到智能家居系统中的中心控制器中,并由中心控制器对家中其他家电、设备进行控制,实现将家中环境保持在安全舒适的状态。完全改变了传统家居中人们对环境的感知方式,改善家居室内环境的途径,为人们提供一个更加安全、舒适的住宅环境。
三、结论
借助于现代通信技术,智能环境监测系统能够在室内环境监测活动中实现远程实时监测。实时监测到我们生活空间中所存在对人体健康构成威胁的甲醛、CO等各种对人的生命财产产生威胁的有害气体。本文所研究的智能环境监测系统能够为家居和人之间通过智能设备产生有效的信息互联、互通、互用,进一步的为人们的健康生活提供智能保障,为人们的生活带来了便捷、舒适与安全,同时也提升了用户的智能化体验。与传统的家居相比其更具人性化、更节能环保、更便捷。因此,其应用前景及其广阔。
参考文献:
[1]东梅.基于物联网的智能环境监测系统应用研究[J].能源环境保护,2015,29(01):7-8+62.
[2]周演汇.基于GIS智能环境监测分析系统的设计与实现[J].温州职业技术学院学报,2017,17(03):58-61.
[3]甘绪桐,张厚武,何勇.一种智能环境监测系统的设计与实现[J/OL].计算机技术与发展,2018(07):1-9.
[4]曲春梅,祝忠明,谢龙.智能环境监测与控制系统设计[J].信息通信,2014(09):68.