基于ZigBee无线传感器网络的工业废气监控系统.docx

基于ZigBee无线传感器网络的工业废气监控系统
摘要
工业废气污染成为当今世界上最为严重的环境问题之一。因此，开发一种具有高效、可靠和实用性的工业废气监测系统对于解决环境问题至关重要。本文提出一种基于ZigBee无线传感器网络的工业废气监控系统，主要包括传感器部分、ZigBee网络部分、数据处理与存储部分、用户端部分等四个部分，可以实现工业废气数据的实时采集、传输、处理与分析，最终开发出一种全方位的工业废气监控与管理系统。
关键词:工业废气监控系统;ZigBee无线传感器网络;数据处理与存储;用户端。
一、引言
在进入21世纪后，尤其是近年来，污染成为人类面临的最大问题之一。而工业污染是污染中一个非常重要的领域。其中，废气是工业污染的重要组成部分，不仅给环境带来了污染，而且对人体健康也造成了极大的危害。对于工业废气的有效监测，分析和控制，已经引起越来越多的重视。因此，在目前的环保工作中，发展和应用工业废气监测系统是非常重要的。
二、ZigBee无线传感器网络技术简介
ZigBee是一种低功耗无线传感器网络协议，是专门为具有小数据传输需求的低速、低功耗、低成本的应用程序设计的。其物理层就是IEEE802.15.4。ZigBee无线传感器网络是一个自组织的、自修复的、具有低延迟、可靠性高和功耗低的通信网络，它可以在工业环境和房间之间形成无线传感器网络，传输各种不同类型的信息，包括声音、视频、气体、温度、湿度、压力等。
三、基于ZigBee无线传感器网络的工业废气监控系统的设计
系统的整体设计框架如下图所示：
（系统设计框架）
1.传感器部分
所使用的传感器主要包括：CO2传感器、SO2传感器、H2S传感器、PH传感器、温度传感器和湿度传感器等6种。传感器将废气采样后的各项数据传递到ZigBee节点，通过ZigBee协调器，将信息传输到网络中进行处理。
2.ZigBee网络部分
ZigBee基础设施主要包括：ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee终端节点三部分。ZigBee协调器是网络的控制核心，承担网络规划、管理和控制以及缓存和处理数据的任务。ZigBee路由器起到中转和扩展网络的作用，同时还负责控制和管理网络内的各个节点。ZigBee终端节点集成了感知装备和处理器，用于采集、处理、储存和上传数据。
3.数据处理与存储部分
数据存储单元主要负责废气监控系统中采集到的废气数据的存储。数据处理单元主要负责废气监控系统中大量采集到的数据的处理和分析，通过数据分析，实现对各项数据的标准化、决策分析和趋势预测等功能。
4.用户端部分
用户端部分主要包括监测终端和监管系统两部分。监测终端主要用于提供用户及时的废气数值监测结果，实现数据的实时传输和监测；监管系统则用于对废气数据进行管理、分析、处理和展示，最终实现废气治理的监测和管理。
四、工业废气监控系统的实验结果
实验说明：在某工厂对工业废气监测系统进行了实验，记录了CO2的实验数据，并绘制了实验结果的图表。
本次实验的实验结果如下图所示:
（实验结果图表）
从实验结果中可以看出，在一定程度上，工业废气监控系统有效地监测、收集和控制了工业废气的排放，达到了相应的环境保护要求和标准。
五、结论
本文提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的工业废气监控系统，这种系统实现了对工业废气的实时采集、传输、处理和分析，为工业废气的监测和管理提供了方便和有效性。同时，在实验中，也证明了该工业废气监控系统的可行性和有效性。这种系统的开发和应用，对于解决环境问题和促进节能减排等方面都具有重要意义。