室内环境质量无线测量技术的研究开题报告

1．研究的背景、目的及意义

（1）研究背景

随着生活水平迅速提高，人民生活方式也发生巨大的变化,不断被用于室内装修材料呈现出多样式、新型式的特点，人们对室内的装修材料、通风状况、节能要求也越来越高，也由此带来了一系列室内环境污染问题。据有关报道：现代人类滞留室内时间超过90%，因此室内环境质量对人体安全、工作效率都会产生巨大影响。

室内污染物主要包括辐射、废气、碳尘和有毒物质等。其主要原因是各种新型建筑材料的装修和各样电器的使用。现代建筑使用的建筑装饰材料中大量使用了都不同程度地含挥发性有机污染物的多种化学产品，如甲醛、三氯乙烯、苯、二甲苯等，能导致人体呈现各种不适反应,严重的甚至可引发婴儿畸形.白血病和多种癌症。据有关数据统计表明：90%白血病患儿家中曾进行过富丽豪华的装修，每年210万左右儿童死于豪华装修；电器的广泛使用导致了另有一种室内空气污染的隐患，例如空调，使空调、人体和房间机在室内最终形成一个封闭的坏境，极容易使细菌、病毒等微生物大量繁殖,随着它在现代家居生活中的日益普及，直接影响着居民的发病率和死亡率。室内环境污染已经成为严重影响现代人类健康的杀手之一。

（2）研究目的

为了降低室内环境污染的安全隐患，避免因此引发的各种疾病。同时也为了营造一个健康绿色的生活环境，提高人们的生活质量水平和健康情况。本课题以室内环境质量的检测为研究方向，提出了基于无线测量技术的检测方法，能够及时、准确、全面地反映室内环境质量现状及发展趋势，并为室内环境管理、污染源控制、室内环境规划、室内环境评价提供科学依据。

（3）研究意义

本课题的研究意义在于，在各种各样的电器和装修材料被广泛使用的今天，对室内环境质量进行有效的监控和管理成为了当今急需解决的问题。与此同时，为了跟上我国社会经济快速发展的进程，各行各业对工作效率的提高方面的要求越来越急迫。室内环境质量无线测量技术可以运用到社会生活的诸多方面，它不仅可以提高人们对于室内环境质量的安全意识，了解和掌握室内染物的来源、对人类危害程度和大小等情况,为保护和改善室内环境质量,发展科学技术和保障人民健康提供可靠的科学依据，还可以提高我国建筑、建材和室内装饰业的水平,规范和发展我国建筑装饰材料市场,对解决我国室内环境污染问题,带动相关产业特别是家装、建材、涂料行业的发展,促进国民经济快速增长,无疑都有重要的意义。由此可见，室内环境质量无线测量技术有着非常广泛的前景和巨大的潜力，日益成为未来智慧生活不可缺少的工具。

2．主要研究内容和预期目标

（1）研究内容

①为了有效解决现在室内环境污染带来的问题，针对现在日益增长的室内环境质量测量需求提出无线测量系统的设计，帮助人员及设施的合理工作与分配。

②研究并了解当今国内外室内环境质量测量的方法与使用到的相关设备及其未来的发展，展现目前主流的各种相关系统，及系统设计中的一些主要问题、共同问题等。现阶段对室内环境的检测方法主要有基于嵌入式的无线室内环境监测系统、基于物联网的室内环境监测系统以及基于ZigBee的无线室内环境监控系统。

③针对比较当今国内外室内环境检测设备的优缺点，进行详细分析与测算，提出更加有效、方便，能够结合不同测量方法优点避免缺点的检测方法。

（2）预期目标

①通过采用单片机等硬件和软件程序相结合，实现提出的通过射频、无线传感器网络技术的室内环境质量无线测量系统，包括其硬件模块、软件程序以及一些相关的算法。

②进行室内环境无线测量系统的测试，给出相关的测试数据。

③对测试的数据进行一些必要的分析，并根据分析采取最佳的测量方法与参数配置。

④根据相关设计，提出无线侧脸系统的重要意义并为解决室内环境污染问题及系统的优化提出意见和建议。

3．拟采用的研究方法、步骤

（1）研究方法

本课题的研究方法主要是通过上网以及在图书馆中查阅课题相关的资料，调查现阶段室内环境测量方法。归纳、分析，综合各种方法的特点进行对比与记录，创新性地提出更可靠、有效的解决方案，最后以实验的方式构建硬件电路，实现对室内环境质量的模拟检测。

（2）研究步骤

①了解当今国内外普遍采用的室内环境质量无线检测方法的历史、原理及其特点和发展方向；

②针对各种方法在室内环境检测中的优势和劣势，提出更可靠、有效的室内环境检测系统；

③学习并了解射频和无线传感器网络技术的基本原理和特点；

④了解系统中所采用的硬件工作方式；

⑤设计函数程序，实现单片机的运行和传输模块的调用；

⑥实现系统，通过硬件与软件的配合工作，对室内环境进行模拟的检测；

⑦分析数据，提出对系统参数的设定及改进思路。

4．主要参考文献

[1]贾灵，王薪宇郑淑军.无线传感网原理与实践[M].北京航空航天大学出版社,2011.[2]孙利民.无线传感器网络[M].清华大学出版社有限公司,2005.[3]于海斌，梁炜曾鹏.智能无线传感器网络系统[M].科学出版社,2013.[4]王建辉，顾树生.自动控制原理[M].清华大学出版社,2007.[5]王建校，电子系统设计与实践[M].高等教育出版社,2008.[6]高守玮，ZigBee技术实践教程[M].北京航空航天大学出版社,2009

[7]Cardell-OliverR，SmettemK，KranzM，etal．Areactivesoilmoisturesensornetwork:designandfieldevaluation[J].InternationalJournalofDistributedSensorNetwork，2005.1（2）：149-162.

[8]彭燕，何东健．基于zigbee技术的果园生态环境监测系统[J]．农机化研究，2009

[9]JonAdams.Designingwith802.15.4andZigBee.www.zigbee.org,2004．

[10]L.K.Bandyopadhyay,S.K.ChaulyaandP.K.Mishra.ZigBeeTechnology:AUniqueWirelessSensorNetworkingSolution.2010,WirelessCommunicationinUndergroudMines,Pages153-174．

[11]任春雷，基于蓝牙与ZigBee的异构无线网络传输系统的设计与实现[D]．硕士学位论文，内蒙古大学，2011．

5．具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）

1)3.23.15课题调研，了解相关技术和要求；2)3.163.29查阅资料，撰写并提交开题报告；3)3.304.12硬件设计与调试；4)4.135.3软件设计与调试；5)5.45.24完成论文初稿；6)5.256.7论文完善、修改；7)6.86.21完成答辩准备工作并进行论文答辩。