一、双碳文库是一个地产人建立的专业的分享碳达峰碳中和资料的文库网站 http://www.tanwenku.cc/ 二、203060 文库：http://www.203060.vip/ 三、所有 2 万份资料搜索目标：https://203060.vip/soso.html 四、欢迎加入文库会员，199 一年，399 终身。所有资料百度网盘共享,加小 编微信有优惠。 五、加入会员，可获赠价值 999 全网资源，影视，游戏，亲子，有需求联系 小编。 六、见面礼：B 站最全收费类课程合集： 自取地址 ：https://www.aliyundrive.com/s/7tXbEop6K5G 双碳会员重磅福利：赠送全网资源： 可以目录查询一下【关键词】 可查询目录：http://123.haohanba.cn 会员赠品 智能处理与应用 Intelligent Processing and Application DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2019.12.016 基于物联网的智慧建筑工地远程环境监测系统 史雷萌，谢  云，施  啸 （南京理工大学紫金学院 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210046） 摘  要 ：在城市建设中，基于嵌入式开发技术和传感器技术开发了一种在线远程监测环境数据的综合系统，可 实现对建筑工地环境的全面实时监控，包括工地环境中的扬尘、PM2.5、温度、湿度、风速、风向等各项指数，并 通过 4G 将各项数据上传到云平台。系统具有对目标监控站的监控、报警、记录、查询以及计数等功能，还可以与 环境控制装置联动。企业和市政监管人员可通过手机 APP 和 PC 端管理平台进行实时监管，可满足实时远程监测和 管理需求，具有较好的应用性与社会价值。 关键词 ：低功耗单片机 ；远程环境监测 ；智慧工地 ；4G ；数据采集 ；监测终端 TP39 中图分类号 ： 0 引 A 文献标识码 ： 2095-1302（2019）12-0064-02 文章编号 ： 采集到的 PM2.5、温湿度、风速、风向等数据通过无线通信 言 工地在施工过程中产生的有害气体、噪音、灰尘对周围 居民的生活和健康造成了极大影响 [1]。文献 [2] 提出了一种 工地监控方面的嵌入式系统。针对日新月异的移动网络，文 献 [3] 提出了一种基于物联网的监测系统。为切实减缓建筑 模块传输到云平台服务器中。监测终端基于机智云服务器， 数据可在电脑软件和手机 APP 上查询。数据采集子节点系统 以 STM32F429 芯片作为核心处理器，外接外部存储器、数 据传感器、电源、LCD 显示屏等。整体硬件框图如图 2 所示。 施工项目带来的种种环境污染，对其进行有效监管，实地考 察建筑工地情况，结合嵌入式开发、传感器、物联网、云计 算等技术，设计了一套稳定、可靠、安全的智慧建筑工地远 程环境监测系统，该系统具有重要的应用价值和社会价值。 1 整体设计 智慧建筑工地远程环境监测系统主要分为数据采集子节 点、监测数据终端和远端网络等，多个子节点采集数据后上 传至云端网络，监测端可通过 4G 无线网络访问云端并进行 数据交换。系统框架如图 1 所示。 图2 2.1 数据采集子节点硬件框图 2.1.1 传感器设计 PM2.5 传感器 PM2.5 灰尘传感器使用夏普光学灰尘浓度检测传感器， 型号为 GP2Y1010AU0F[4]。该传感器由红外线发光二极管 （IRED）和一个光电管成对角布置而成，利用光敏原理通过 检测空气中尘埃的反射光来判断灰尘浓度。PM2.5 传感器电 路原理如图 3 所示。 图1 2 系统框架 子节点设计 子节点硬件结构主要由数据采集节点和监测终端组成。 数据采集子节点作为建筑工地环境的数据采集部分，负责将 收稿日期：2019-05-28 修回日期：2019-07-02 基金项目：江苏省大学生创新创业训练计划一般项目（2018136540 11Y） 64 物联网技术 2019年 / 第12期 图3 2.1.2 GP2Y1010AU0F 驱动电路 DHT11 温湿度传感器 选用文献 [5] 中提及的 DHT11 温湿度传感器进行温湿度 智能处理与应用 Intelligent Processing and Application 检测，它是已校准的数字温湿度传感器，采用标准单总线接 口，检测环境温湿度十分方便。该传感器包括一个电阻式感 湿传感器和一个 NTC 测温元件，具有抗干扰、体积小、功 耗低等优点 [6]。 2.1.3 气象参数传感器 RS-FSJT-N01 风速变送器和 RS-FX-N01 风向变送器小 而轻，便于携带和组装，可以有效获得风速或风向信息。风 速变送器外壳由聚碳酸酯复合材料制成，风向变送器外壳采 用优质铝合金型材，外部进行电镀喷塑处理，能够保证变送 器长期使用无锈琢现象，内部润滑轴承系统可确保准确采集 图5 信息 [7]。 软件流程 采用 RS 485 串口与上位机通信，使用 ModBusRTU 作 为数据通信协议，方便处理数据 ；采用 CRC16 校验码进行 校验，可保证数据准确性 [8]。 2.2 网络通信设计 将数据采集节点与环境监测数据服务器进行网络连接。 本设计采用银尔达公司推出的广和通 G510。该模块性能稳 定，功耗低，以极低的成本和风险实现硬件智能化，将产品 接入互联网 [9]。机智云系统架构如图 4 所示。 图 6 APP 接收数据界面 4 结 语 建筑工地施工环境的情况与一个城市的空气质量和该城 市居民的生活健康息息相关，基于嵌入式开发技术、传感器、 物联网、云计算等技术设计出的智慧建筑工地远程环境监测 系统对建筑工地的监管和城市环境的治理有着重要的现实 意义。 参 图4 2.3 机智云系统架构 软件设计 系统软件主要用到 Keil MDK5 开发环境与嵌入式 RTOS 操作系统。软件代码分为 PM2.5 灰尘传感器模块代码、温湿 度传感器模块代码、气象参数测定模块代码、液晶显示模块 代码、机智云 4G 模块代码。软件流程如图 5 所示。 3 仿真及测试 在智慧建筑工地远程环境监测系统中，数据采集和接 收、界面显示等需要满足较高的要求。使用机智云模组进行 GPRS 数据交互，无需通过 WiFi 即可在手机上进行数据接收 与查看。手机打开 APP 接收到的数据如图 6 所示。 考 文 献 [1] 陈扬勇 . 岩溶隧道注浆加固技术研究 [D]. 重庆：重庆交通大学， 2009. [2] 崔玉凤 . 基于无线传感网络的室内环境测评系统 [D]. 长春：长春 理工大学，2016. [3] 武风波，张会可，吕茜彤 . 基于嵌入式的建筑工地环境监测系统 设计 [J]. 现代电子技术，2017，40（20）：72-76. [4] 王为政 . 基于应变测量的无线同步采集系统的实现 [D]. 武汉：武 汉理工大学，2015. [5] 潘丰，王胜阳，刘凯，等 . 基于 ModBus 的远程数据采集器设计 [J]. 河南科技学院学报（自然科学版），2019，47（2）：65-71. [6] 陈伟 . 基于 RT-thread 的远程家用服务机器人系统开发 [D]. 杭州： 浙江工业大学，2015. [7] 侯作富，李超，吴文秀，等 . 基于机智云的工厂配电间远程监测 系统 [J]. 内江科技，2018，39（8）：42-43. [8] Gizwits IoT. 独立 MCU 方案接入机智云 [N/OL].2011-2017（14）. http：//docs.gizwits.com/zh-cn/quickstart/UseMCU.html. [9] 陶镇 . 基于机智云的物联网移动终端 SDK 的设计与实现 [D]. 北京： 中国科学院大学，2015. （下转第 67 页） 2019年 / 第12期 物联网技术 65 智能处理与应用 Intelligent Processing and Application 管理人员处。系统可实时感知机房门禁状态，使得通信机房 防盗能力得到大幅提升 ；同时支持多种开门方式，可自动形 成开门记录 ；针对性巡检，可提升工作效率。 图3 1.3.1 （4）基于云平台的智能照明控制和节能管理与云平台进 智能门锁支持的开锁方式 行通信以传输控制命令，可对超大规模的灯光照明装置进行 密码开锁 密码具有防泄功能，可在输入正确密码前按任意多个数 控制，极大地提升控制效率并降低成本。 智能门锁结构如图 6 所示。 字。输入设置好的开锁密码，按 # 号键，门锁发出开锁成功 的提示音。智能门锁密码开锁流程如图 4 所示。 图6 3 结 智能门锁结构示意 语 基于物联网技术的通信机房智能门禁已在中国移动青海 图4 1.3.2 智能门锁密码开锁流程 指纹开锁 公司进行推广应用，有利于避免和减少因机房施工管理不善 而导致无线通信网络中断现象的发生，为移动通信更好地服 务地方经济建设创造良好的社会效益。 智能门锁指纹开锁流程如图 5 所示。 该应用可以方便维护人员有针对性地对近期开过门的通 信机房进行巡检，大大提升了巡检效率。同时 4G 智能门禁 防盗门锁升级为 B 级，显著提高了通信机房的防盗能力。 参 图5 1.3.3 智能门锁指纹开锁流程 应急开锁 当智能锁电量耗尽无法使用视频开锁、密码开锁、指纹 开锁时，可以采用机械钥匙开锁或外接电源（如充电宝等） 方式临时供电进行应急开锁。 2 创新应用 （1）4G 智能门锁采用超 B 级螺旋锁芯，360°螺旋式布 珠，全方位立体防盗，防技术开启时间大于 270 min，防冲 击破坏时间大于 30 min，互开率小于 0.000 4%。 （2）4G 智能门锁适应各类通信机房的防盗门，只需对 现有通信机房的机械锁进行更换即可。 （3）基于物联网技术，结合多种传感器感知通信机房内 的安全状态，状态异常将发出警报，并将报警信息发往机房 考 文 献 [1] 谢地 . 物联网技术在智能门禁系统中的应用研究 [J]. 数字技术与 应用，2018（7）：66-67. [2] 王莹，王晓丽 . 基于物联网技术的智能门禁系统的设计与研究 [J]. 吉林建筑大学学报，2017（1）：83-86. [3] 徐富强，卢闻州，熊化亮，等 . 基于物联网技术的新型智能门锁 设计与实现 [J]. 物联网技术，2017，7（8）：65-68. [4] 姬鹏飞 . 基于 OneNET 的智能门锁系统平台软件设计与实现 [J]. 现代计算机（专业版），2018（27）：79-83. [5] 孙静，康风建，孙彦涛 .