城市空气质量检测设计与实现

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摘要:近年来，随着城市发展进程的不断加快，各城市的空气质量不断恶化，我国的大气污染类型已经从原来的燃煤型空气污染逐渐向着燃煤———汽车尾气排放———工业排放相融合的多种污染类型的重度复合型空气污染。人们也将环境保护的目光投向了空气污染。本文将针对目前在我国各城市中出现的雾霾现象作为研究的切入点，对城市空气质量检测系统的设计思想进行探究，对有效实现城市空气质量检测系统提供有价值的参考。

关键词:雾霾;城市空气质量;检测系统;设计;实现

1引言

早在上个世纪的50年代就曾经发生过关于大气污染的重大事件，如:发生于1952年12月的英国伦敦由于燃煤而排放出的烟尘所引发的烟雾事件就导致5000多人死亡，并且在之后的两个月内先后有8000多人由于烟雾事件的影响而相继死亡;发生于1955年美国洛杉矶由于不断发展的汽车工业而向空气中排放大量的碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化氮等而产生的具有极强的刺激性的光化学烟雾，最终导致将近500人的死亡;发生在我国首都北京2013年的连续5天的雾霾事件，更是使北京市民感到空气污染带来的恐慌和不安，而我国北京的雾霾事件主要是由于空气中排放了大量的燃煤、汽车尾气、工厂生产的污染物等引发的。雾霾中的主要成分是PM2.5、PM10、吸附的重金属粒子。单从人类健康的角度分析，影响人类健康的主要是PM2.5。其实不止在我国发生了雾霾，据世界卫生部发表的相关报告中显示，无论是在美国、英国等经济发达国家中，还是在像我国一样的发展中国家中，大部分城市和地区都在不同程度地遭受着各种颗粒物、臭氧等对人类身体健康带来的威胁和影响。另据相关统计数据报告显示，在环境污染严重的城市中，人口的死亡率是清洁城市的1.2倍。我们人类特殊的身体构造决定了能够通过鼻孔内的特殊结构阻挡住外界大于10的颗粒物，但是对于PM2.5而言，虽然可以通过我们鼻腔中的一些绒毛阻挡一部分吸入到上呼吸道和肺部，但是剩余的部分可以随着痰等液体排除人体。总之，人体如果摄入过多的PM2.5，必定会引起哮喘、呼吸困难、咳嗽、慢性支气管炎等呼吸道方面的疾病，严重的还会引发心律不齐、心脏病等疾病。我国的气象专家与医学专家对雾霾造成的人体危害进行研究后发现:雾霾造成的人体危害远远超过了沙尘暴的危害，特别是对于那些身体比较虚弱的老人、儿童、心肺方面疾病的患者，严重的会危及到他们的生命。面对当前重工业发展、汽车尾气、化石燃烧等引发的大气污染问题，我国先后采取了一系列措施对环境空气质量进行检测。很多城市在网上构建了空气质量实时平台，提醒人民群众注意自己的出行。可见，对城市空气质量检测系统进行设计与实现具有较强的现实意义。

2城市空气质量检测系统的可行性分析

为了更好地判断城市空气质量检测系统的可行性，就必须对系统的可行性进行科学地研究与分析。城市空气质量检测系统主要是定位在一个软硬件系统的开发与设计方面。2.1技术可行性分析。关于城市空气质量检测系统的可行性分析应该主要关注在现有的各种有限的资源的情况下，能否实现我们想要的目标，并完成需求分析中的功能与性能分析。例如:在技术可行性分析中，比较成熟的技术就是微软公司研制并开发的.NET框架平台，windows操作系统，这些已经是我们比较习惯和适合的方式。另外，SQRserve数据库也为该系统的实施与设计提供了良好的数据库基础，将这些技术与软件进行无缝连接将实现城市空气质量检测系统的设计，并为其提供强有力的技术支持。再例如:对于参与该系统实施的开发人员，大部分已经熟练掌握这些技术，具有加强的C语言与硬件驱动开发的、经验丰富的硬件工程师人才也十分充足。2.2经济可行性开发分析。城市跟空气质量检测系统的设计与实现还需要站在收益分析的角度来确定该项系统的设计与实现是否具有可行性。因此，对其进行经济可行性分析主要就是对该系统的投资与收益之间的比较进行分析，以此来实现该项目的投资、投资的额度等。例如:对该系统支出的分析，城市空气质量检测系统主要包括:硬件的购买费用、软件的开发费用、工程人员的施工费用、软件人员的开发费用、软件的维护费用、软件的调试费用等。对于目前我国各大城市中的空气质量监测站而言，系统的支出中硬件的采购费用是支出金额最大的项目。值得注意的是，各城市中的检测展中已经花费巨资构建了空气采集分析仪器，这些费用是由政府部门的财政支出来承担的，因此，城市空气质量检测系统的支出分析应建立在政府能够提供的最少的资金现状上进行分析。再例如:收益方面的分析，对于构建城市空气质量检测系统主要是由国家和当地政府出资构建的，应该由国家统一领导、并有个地方气象局承担检测的任务。也许我们在短时间内并不能体会到该系统的构建、设计与实现带来的收益，但是，对于城市的空气质量监管而言是一项收益在无形中的利国利民的大事、好事，能够尽快提升城市的可居住度，从而达到提升城市知名度的目的。2.3法律可行性分析。城市空气质量监测系统的设计与实现属于一项公共设施，它的实现能够对社会和人类身体健康做出巨大贡献。另外，我国已经建立了关于环境方面的法律，因此，该系统的设计与实现已经得到了法律的大力支持。在设计中一定要主义通过协议和加密技术实现对软件的管理，并不存在于其他系统的冲突内容，也不会对互联网上的其他设施带来危害，更不会存在技术上的专利使用问题。2.4其他可行性分析。其他方面的可行性分析主要包括:运行的可行性分析、社会可行性分析、维护可行性分析。运行可行性分析主要是对该系统所依赖的环境进行分析，所依赖的环境主要就是需要具有更高性能的计算机中心、比较大的快带环境，这些各监测站是比较容易实现的。社会可行性分析主要是指该系统的设计与实现对人类的自然环境、社会环境带来的影响，可能带来的社会效益。该系统的设计与实现对人类的自然环境检测有着积极的、重要的意义，更有利于提升人类对环境变化的可知度，因此，其社会可行性良好。维护可行性主要是指在系统运行期间的一些系统维护工作，城市空气质量检测系统是由各城市中的中心站派专人、专职进行督查与管理的，可以通过互联网实现对远程各子站点进行数据控制与配置，维护可行性较高总之，随着人类经济的不断发展，人们逐渐意识到以前通过资源来换取经济发展的思想是错误的，在环境污染极为严重的今天，在各种污染疾病不断蔓延的今天，城市作为国家经济发展的重要支柱，在拥有大量的居住人群的城市中空气质量问题显得尤为重要。因此，必须针对城市空气质量进行监测系统的设计与实现，为促进城市经济的发展、提升人们的生活质量奠定基础。

参考文献

［1］马嫚，程铅，陈慧等．基于信息融合技术的空气质量检测系统［J］．电子器件，2013，36(04):748～756.

［2］杨扬，朱善安．基于无线传感网络的环境监控系统的设计和实现［J］．工业控制计算机，2007，20(09):6～8.

［3］杜仲．雾霾!雾霾!［J］．大科技(科学之谜)，2014，2(02):55～57.

作者:易莹 单位:重庆市计量质量检测研究院