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物联网技术在噪声监测中的路径探索

2019-08-16 16:48:59     来源:全国能源信息平台

想要治理噪声污染就要进行科学合理的噪声监测。随着物联网技术的发展及其在节能环保领域应用的不断推广,物联网成为了噪声监测的支撑技术。作为联系实际问题与软件、互联网的一种面向对象的模型,域模型充当着物联网技术在实际中应用的。本文提出了物联网噪声监测系统的域模型,为物联网技术的应用推广提供了新的思路。


1物联网噪声监测系统的域模型


域模型是指融合了行为与数据的域的对象模型。域模型是一种面向对象的模型。域模型需要将实际问题与软件、Internet联系到一起。利用域模型解决实际问题的一般方法是:先明确涉及到的主要构件及其功能与范围,然后在明确各个构件之间的关系。物联网在噪声监测领域的应用所面对的挑战是如何使噪声监测领域的专业人员在计算机技术能力较为不足的前提下,也能迅速地研发噪声监测领域的物联网设备及软件。域模型因其融合实体的行为与数据,所以提供了应付上述挑战的方法。本文提出了物理网噪声监测系统的域模型,如图1。构件组成见表1。

物联网技术在噪声监测中的路径探索


各构件之间的关系为:第一,噪声污染对人的身心健康、工作效率产生不良影响,导致人的实体权益受损,进而开始关注噪声现象;第二,传感器单元监测噪声污染现象,并产生相应的原数据(瞬时声压);第三,执行器发生指令,产生一定的行为,对噪声现象进行干预、影响。这里提到的执行器包括噪声污染治理的各种政策、技术工具等,行为包括构建声屏障、降噪带等;第四,传感器单元、执行器等设备搭载于噪声监测的综合平台,相应的软件在监测平台上运行;第五,原数据被传感器驱动获得,形成传感器测量的基本单位,即噪声监测的原数据被声级计获得,形成噪声监测结果;第六,软件能根据用户的需求设计相应的监管方案,并对数据进行存储与分析。


2物联网的噪声监测系统的域模型应用


2.1感知层与传输层整合


户外噪声自动监测设备由声级计、5m延伸电缆、防风防雨罩、1.2m延伸杆、户外防雨箱、Zigbee无线通信模块、太阳能供电模块、6/12V输出锂电池组、0.75~1mm2聚氯乙烯绝缘铜丝软线、噪声数据收集软件组成。其特征在于:由噪声数据收集软件NoiseView控制声级计采集噪声数据,并通过Zigbee无线通信模块将数据传回数据库中。图2所示的是该设备的结构组成,防风防雨罩内部,主要包括了声级计前置放大器,并在安装在延伸杆顶端前,做好防水处理,并将防风防雨罩安装在延伸杆顶端。太阳能电池板通过“U”行螺丝扣固定在延伸杆底部。户外防雨箱内部是设备的数据采集部件,其中,户外防雨箱底部有2个直径为3cm的小孔,5m延伸电缆、Zigbee无线通信模块的外置天线、太阳能电池板对6/12V输出锂电池组进行充电的0.75~1mm2聚氯乙烯绝缘铜丝软线均从这2个小孔进出。

物联网技术在噪声监测中的路径探索


图3展示的是整个设备主要分为户外防雨防风组件和户外防雨箱内部的数据采集组件。主要包括声级计、6/12V输出锂电池组、Zigbee无线通信模块3个部件。提供标准RS232、RS485接口,可直接连接串口设备,适用于环境噪声的定点监测,同时能瞬时输出声级数据,并用电量少,无需交流供电,符合与无线传感器结合的要求。

物联网技术在噪声监测中的路径探索


户外噪声自动检测设备具的优势是一方面提供一种适用于户外噪声长期监测、并对监测活动进行远程控制的噪声监测设备。以解决传统监测传统的噪声监测成本高与监测数据量不足的问题。另一方面根据监测需要,选择合适的数据采集时间段,删除冗余、无效数据,确保数据质量。户外噪声自动监测设备可以很方便的实现功能区噪声长期监测,同时还可以作为噪声污染取证的监测设备。户外噪声自动监测设备的不足之处在于没有实现远程校准,需定期进行人工校准;此外,风速、降雨量等数据需用距离站点最近的气象监测仪器所测得数据进行模拟获得。


2.2应用层


在户外安装噪声自动检测设备,将数据中心设在实验室,将设备的采集频率设置为5s,统计每10min的等效连续声级,得到了该站点昼间与夜间的噪声污染信息。见图4。


3结语


总之,物联网技术在噪声监测领域的应用逐渐被广泛关注,并迅速普及到各类型噪声监测工作中,域模型方法通过基于物联网噪声监测系统各构件及其关系,能在计算机技术能力较低的前提下,使噪声监测专业人员研发出可靠的噪声监测物联网设备及软件计算,为噪声监测工作提供了可靠性依据。

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