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1、学校代号 10532 学 号 S11021123 分 类 号 TP39 密 级 公开 硕士学位论文 高速公路服务区环境远程实时监控系统研究 学位申请人姓名 张卫星 培 养 单 位 机械与运载工程学院 导师姓名及职称 张桂香教授 学 科 专 业 机械工程 研 究 方 向 计算机测试与控制 论 文 提 交 日 期 2014 年 5 月 15 日 学校代号：10532 学号：S11021123 密级：公开 湖南大学硕士学位论文湖南大学硕士学位论文 高速公路服务区环境远程实时监控系统研究 学位申请人姓名： 张卫星 导师姓名及职称： 张桂香教授 培养单位： 机械与运载工程学院 专业名称： 机械工程 论文
2、提交日期 ： 2014 年 5 月 15 日 论文答辩日期 ： 2014 年 5 月 26 日 答辩委员会主席： 程军圣教授 The Research on Remote Real-time Monitoring System for Expressway Service Area Environment by ZHANG Weixing B.E. (Hubei University of Arts and Science) 2011 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of
3、 Master of Engineering in Mechatronics in the Graduate School of Hunan University Supervisor Professor ZHANG Guixiang May,2014 I 湖 南 大 学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日
4、学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 高速公路服务区环境远程实时监控系统研究 II 摘 要 随着工业化进程的不断推进，现在的环境问题日益严峻，近年来在全国多个城市出现了较大范围的雾霾天
5、气，警示我们对于环境的保护已经刻不容缓，相关部门加强对环境保护和管理也是势在必行。环境监测作为环境管理的必要先行环节，是环境得以科学性管理的前提。在此背景下，本论文以湖南省服务区为样本，对远程实时环境监测系统做了以下研究工作。 在对服务区的环境污染来源分析的基础上，确定把公共厕所、空气质量、排污口这三个能够准确反映服务区环境质量的对象作为检测目标，并确定了环境监测系统的 8 项监测指标。结合国内外的环境监测研究现状，在目前环境监控平台优缺点和适用性的分析基础上，以建立高速公路环境质量信息化系统为出发点，设计了三层网络结构的环境监测总体方案，三层结构分别是服务区环境检测基本站点，市级高速公路环境
6、管理站，省高速公路环境监控指挥控制中心。对方案中的信息传递、各级通讯、站点硬件框架、系统各层级的功能结构以及系统工作流程做了详细设计，点线面三层结构的环境信息化系统方案能够实现环境监测系统的功能要求。 根据系统的总体方案设计，在远程控制原理比较基础上对实现环境监测的关键通讯技术进行了分析，先后对服务区站点监测基本单元内部上下位机之间的通讯和上层基于浏览器服务器的通讯的实现进行了分析。 本文最后二章对服务区的环境监测单元进行了详细设计和系统实现。对数据采集系统的原理、软件设计、硬件设计、通讯协议等做了详细设计。在系统实现方面，以常德市桃花源服务区为例，搭建了排污口环境监测的 4 指标监测系统，并
7、对上位机程序的详细设计，实现了系统的实时数据监测、历史数据查询、统计信息管理等基本功能。 环境监测系统的建设对改善当前环境污染现状、掌握环境保护规律和提高高速公路服务区的整体服务水平将有着重要的意义，本文内容可以作为高速公路服务区管理部门和环境保护部门的参考资料。 关键词：环境监测；高速公路服务区；远程实时；传感器；网络体系 硕士学位论文 III Abstract With the advancement of industrialization, the problem of the environment is more and more serious now. a large rang
8、e of fog weather has emerged in several cities,which warns us urgently to protect the environment. It is imperative to strengthen the environmental protection and management by relevant departments. Environmental monitoring is the premise of scientificity environment management and to be a important
9、 part of the environmental management. Based on this background, Hunan service area as environmental monitoring samples, aim to research the remote real-time environment monitoring system, the following research work have been done in this paper. Based on the analysis of the source of environmental
10、pollution in service area, outlet, public toilet, air quality, those three can accurately reflect the quality of the environment in service area have been selected to test for the target object, And the eight monitoring indicators have been chose in environmental monitoring system. Combining with th
11、e domestic and foreign research status of environmental monitoring and basing on the analysis of the merit and demerit and applicability in the current environmental monitoring platform, Environmental monitoring network overall scheme is designed. System network is composed of three layer structure：
12、Basic site service area environment detection, municipal highway environmental management and Provincial highway environment monitoring command and control center. The detailed design was made in the following aspects. They are Information transfer, communication way at all levels, site hardware fra
13、mework, system function structure and system workflow. Three layers structure of point, line and plane of environment information system can realize the functions of the environmental monitoring system. According to the system overall scheme design and based on the remote control principles, The key
14、 communication technology to realize the environmental monitoring are analyzed in the following chapters, The service site monitoring basic unit internal communication between upper and lower position machine and the upper B/S implementation of communication are analyzed in turn. The detailed design
15、 for the environmental monitoring unit and system implementation in the last two chapters, Including software design, hardware design, communication protocol, etc. In the aspect of system implementation, ChangDe city TaoHuayuan service area, for example, has set up a four indicators for the outlet of 高速公路服务区环境远程实时监控系统研究 IV the environmental monitoring, and by this way realized some basic functions such as real-time data monitoring, historical data query, statistical information management. The construction of environmental monitoring system play an important role in improving the current en
