學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

 說明：智能建筑和學(xué)校環(huán)境質(zhì)量度監(jiān)測基本一致；此次所要實現(xiàn)的功能有：監(jiān)測樓宇里的溫度濕度、粉塵、噪音、電量等，以達到舒適節(jié)能的目的。

目  錄

*章、概述 3

第二章、常規(guī)檢測的污染物 3

2.1甲醛 3

2.2苯 3

2.3甲苯 4

2.4二甲苯 4

2.5揮發(fā)性有機物 4

2.6 PM2.5 4

2.7 PM10 5

第三章 其他影響人體健康的環(huán)境因素 5

3.1空氣溫度 5

3.2空氣濕度 6

3.3空氣中二氧化碳含量 7

3.4空氣中氧氣含量 8

3.5噪音/噪聲 8

第四章、主要監(jiān)測點 10

第五章、監(jiān)測依據(jù)（相關(guān)法律法規(guī)） 10

第六章、具體方案設(shè)計 10

6.1概述 10

6.2主要終端產(chǎn)品 11

6.3系統(tǒng)建設(shè)目的 11

第七章、軟件介紹 12

*章、概述

   為保護人體健康，預(yù)防和控制室內(nèi)空氣污染，制定GB/T18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，本標準由衛(wèi)生部、國家環(huán)保總局《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》聯(lián)合起草小組起草，于2002年11月19日由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、衛(wèi)生部、國家環(huán)境保護總局批準，適用于住宅、辦公建筑物和學(xué)校等室內(nèi)環(huán)境。

現(xiàn)今學(xué)校教學(xué)樓裝修得越來越漂亮，裝修之后的污染，也是越來越嚴重。常會看到為了節(jié)省房租，通常把剛剛裝修好的教學(xué)樓就讓學(xué)生入駐，學(xué)生和老是對此也是很無奈，空氣檢測往往是解決矛盾的好方式之一。現(xiàn)將室內(nèi)空氣污染物及檢測的方式等進行如下介紹。

室內(nèi)環(huán)境空氣污染多來源于各類人造板材，涂料、油漆、膠、粘合劑等。采樣的方法為篩選法，此方法采樣前關(guān)閉門窗12h，采樣時關(guān)閉門窗。

第二章、常規(guī)檢測的污染物

2.1甲醛 

(化學(xué)分子式HCHO，分子量：30.03)，是一種無色，有強烈刺激性氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。其40％的水溶液稱為福爾馬林，此溶液沸點為19℃,故在室溫時極易揮發(fā)，隨著溫度的上升揮發(fā)速度加快。標準值:≤0.10mg/m3

2.2苯

（benzene， C6H6)有機化合物，是組成結(jié)構(gòu)簡單的芳香烴，在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強烈的芳香氣味。可燃，有毒，為IARC*類致癌物。苯難溶于水，易溶于有機溶劑，本身也可作為有機溶劑。標準值:≤0.11mg/m3

2.3甲苯

（分子式：C7H8），是一種無色，帶特殊芳香味的易揮發(fā)液體。甲苯是芳香族碳化合物的一員，它的很多性質(zhì)與苯很相像，在現(xiàn)今實際應(yīng)用中常常替代有相當毒性的苯作為有機溶劑使用，還是一種常用的化工原料，可用于苯甲酸、染料、合成樹脂及滌綸等。同時它也是汽油的一個組成成分。標準值:≤0.20mg/m3

2.4二甲苯

（dimethylbenzene）為無色透明液體；是苯環(huán)上兩個氫被甲基取代的產(chǎn)物，存在鄰、間、對三種異構(gòu)體，在工業(yè)上，二甲苯即指上述異構(gòu)體的混合物。二甲苯具特臭、易燃，在水中不溶。沸點為137～140℃。二甲苯毒性中等，也有一定致癌性。二甲苯的污染主要來自于合成纖維、塑料、燃料、橡膠，各種涂料的添加劑以及各種膠粘劑、防水材料中.標準值:≤0.20mg/m3

2.5揮發(fā)性有機物

TVOC是一種或多種碳原子組成。容易在室溫和正常大氣壓下蒸發(fā)的有機物的總稱，他們是存在于室內(nèi)環(huán)境中的無色氣體。室內(nèi)環(huán)境中的VOC可能從室外空氣中進入，或從建筑材料、清洗劑、化妝品、蠟制品、地毯、家具、粘合劑以及油漆中散發(fā)出來。總揮發(fā)性有機化合物（TVOC）的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會影響皮膚和黏膜，對人體產(chǎn)生急性損害。世界衛(wèi)生組織（WHO）、國家研究理事會（NAS/NRC）等機構(gòu)一直強調(diào)TVOC是一類重要的空氣污染物。標準值:≤0.60mg/m3

2.6 PM2.5

細顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(zhì)（例如，重金屬、微生物等），且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

2.7 PM10

可吸入顆粒物，通常是指粒徑在10微米以下的顆粒物，又稱PM10。可吸入顆粒物在環(huán)境空氣中持續(xù)的時間很長，對人體健康和大氣能見度的影響都很大。通常來自在未鋪的瀝青、水泥的路面上行駛的機動車、材料的破碎碾磨處理過程以及被風(fēng)揚起的塵土。可吸入顆粒物被人吸入后，會積累在呼吸系統(tǒng)中，引發(fā)許多疾病，對人類危害大。[1]  可吸入顆粒物的濃度以每立方米空氣中可吸入顆粒物的毫克數(shù)表示。國家環(huán)保總局1996年頒布修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996）》中將飄塵改稱為可吸入顆粒物，作為正式大氣環(huán)境質(zhì)量標準。

第三章 其他影響人體健康的環(huán)境因素

3.1空氣溫度

  在我們的生活中溫度對于我們的生活是非常重要的，好室溫和睡眠溫度為20。對于在春秋季，使室溫保持在20度，是讓人覺得舒適的。如果是辦公室，溫度好恒定在17度，這是適合人類思考的環(huán)境溫度，也是好學(xué)習(xí)溫度。

    對于室溫如果超過25度，人體就會開始從外界吸收熱量，你會感到心跳加快、血液循環(huán)加速，頭昏腦漲，全身不適和疲勞，有想睡的感覺。相反，如果當室溫低于4度，你會感到寒冷，當溫度在8-18時，人體就會向外散熱。除了溫度本身外，人們感受到的冷熱還和溫度有關(guān)。氣象專家統(tǒng)計，當相對溫度30%時，氣溫在31度就會中暑。但如果到了寒冷的冬天和炎熱的夏天，想維持恒定的室溫那是有些困難的。一般來說，冬天室內(nèi)溫度不要低于16度，好在18-20間。夏天室內(nèi)溫度不要低于23度，好在25-27之間。這樣的溫度就可以保證舒適，也不至于室內(nèi)外溫差過大，導(dǎo)致生病。

3.2空氣濕度

  在任何氣溫條件下潮濕的空氣對人體都是不利的。

  研究表明，溫度過大時，人體中一種叫松果腺體分泌出的松果激素量也較大，使得體內(nèi)甲狀腺素及腎上腺素的濃度就相對降低，細胞就會“偷懶”，人就會無精打采，萎靡不振。長時間在濕度較大的地方工作、生活，還容易患濕痹癥；濕度過小時，蒸發(fā)加快，干燥的空氣容易奪走人體的水分，使皮膚干燥、鼻腔粘膜受到刺激，所以在秋冬季干冷空氣侵入時，極易誘發(fā)呼吸系統(tǒng)病癥。此外，空氣濕度過大或過小時，都有利于一些細菌和病毒的繁殖和傳播。科學(xué)測定，當空氣濕度高于65%或低于38%時，病菌繁殖滋生快，當相對濕度在45%－55%時，病菌死亡較快。

    相對濕度通常與氣溫、氣壓共同作用于人體。現(xiàn)代醫(yī)療氣象研究表明，對人體比較適宜的相對濕度為：夏季室溫25℃時，相對濕度控制在40%－50%比較舒適；冬季室溫18℃時，相對濕度控制在60%－70%。夏季三伏時節(jié)，由于高溫、低壓、高濕度的作用，人體汗液不易排出，出汗后不易被蒸發(fā)掉，因而會使人煩燥、疲倦、食欲不振；冬季濕度有時太小，空氣過于干燥，易引起上呼吸道粘膜感染，患上感冒。據(jù)科學(xué)試驗，在氣溫日際變化大于3℃、氣壓日際變化大于10百帕，相對濕度日際變化大于10%時，關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率會顯著增加。

    人體致死的高溫指標與空氣濕度也有很大關(guān)系。當氣溫和濕度高達某一極*，人體的熱量散發(fā)不出去，體溫就要升高，以致超過人體的耐熱極限，人即會死亡。因此，我國規(guī)定災(zāi)害性天氣標準為，長江以南高氣溫高于38℃，或者高氣溫達35℃，同時相對濕度高于61%；長江以北地區(qū)高氣溫達35℃，或者高氣溫達30℃，同時相對濕度高于64%。

    夏季，濕度增大，水汽趨于飽和時，會抑制人體散熱功能的發(fā)揮，使人感到十分悶熱和煩躁。冬天，濕度增大時，則會使熱傳導(dǎo)加快約20倍，使人覺得更加陰冷、抑郁。關(guān)節(jié)炎患者由于患病部位關(guān)節(jié)滑膜及周圍組織損傷，抵抗外部刺激的能力減弱，無法適應(yīng)激烈的降溫，使病情加重或酸痛加劇。如果濕度過小時，因上呼吸道粘膜的水分大量喪失，人感覺口干舌燥，甚至出現(xiàn)咽喉腫痛、聲音嘶啞和鼻出血，并誘發(fā)感冒。調(diào)查研究還表明，當相對濕度達90%以上，26℃會讓人感覺31℃似的。干燥的空氣能以與人體汗腺制造汗液的相等速度將汗液吸收，使我們感覺涼快。可是濕度大的空氣卻由于早已充滿水分，因而無力再吸收水分，于是汗液只得積聚在我們的皮膚上，使我們的體溫不斷上升，同時心力不勝負荷

3.3空氣中二氧化碳含量

二氧化碳對人體的危害主要的是刺激人的呼吸中樞,導(dǎo)致呼吸急促,煙氣吸入量增加,并且會引起頭痛、神智不清等癥狀.

二氧化碳在新鮮空氣中含量約為0.03％.人生活在這個空間,不會受到危害,如果室內(nèi)聚集著很多人,而且空氣不流通.或者室內(nèi)有煤氣、液化石油氣及煤火爐燃燒,使空氣中氧氣含量相對減少,產(chǎn)生大量二氧化碳,室內(nèi)人員就會出現(xiàn)不同程度的中毒癥狀.關(guān)于二氧化碳在室內(nèi)空氣中大允許含量,各國尚無統(tǒng)一規(guī)定,日本規(guī)定室內(nèi)空氣中二氧化碳含量為0.15％時為換氣標準.

下表為空氣中CO2含量對人體的影響. 空氣中CO2的含量/% 癥狀 經(jīng)數(shù)小時無任何癥狀

無意識地呼吸次數(shù)增加，出現(xiàn)局部刺激癥狀 ，吸量增加，呼吸困難，意識不清,不久導(dǎo)致死亡，數(shù)秒后癱瘓,心臟停止跳動

3.4空氣中氧氣含量

人是靠吸取氧氣而吐出二氧化碳生存的。氧氣在身體里開始循環(huán)補充內(nèi)臟的機能，在各種酶的作用下產(chǎn)生身體所需要的各種養(yǎng)分來維持生命。

氧氣對于健康人是不需要的，有空氣就夠了，除非是在特殊條件下。氧氣對于病人的搶救是必需的，它有神奇的挽救生命的功用。如對垂危病人、非典病人以及呼吸不暢缺氧的病人。

氧氣對亞健康的人有一定的改善。對人類有好處，同時又有壞處。

我們的身體向各個組織器官提供氧氣，人們也在盡力避免過量的氧氣對身體帶來的傷害——氧化損傷。這種損傷和人們衰老過程有著緊密的。如果我們呼吸的空氣氧氣濃度過高，這對人體是具有毒性的。

吸氧過度，會造成對氧氣的依賴。

3.5噪音/噪聲

1.噪聲對聽力機構(gòu)的損傷噪聲對人體的直接危害就是聽力損害。據(jù)統(tǒng)計,當今世界上有7000多萬耳聾者,其中相當部分是由噪聲所致。專家研究證明,家庭室內(nèi)噪音是造成兒童聾啞的主要原因,若在85分貝以上噪聲中生活,耳聾者可達5 %。

2噪聲對交談、通訊的影響噪聲妨礙人們之間的交談、通訊。通常,人們正常談話時的強度為60～70dB ,打的環(huán)境噪聲在60dB時可以聽清對方的意思,噪聲超過70dB就無法使用。

3噪聲對人體生理的影響噪聲對人的生理有嚴重的影響。在強噪聲的作用下,大腦皮層的興奮與抑制平衡失調(diào),導(dǎo)致條件反射,損害腦血管張力和腦電位圖的改變,嚴重的可以引起滲出性出血灶。噪聲導(dǎo)致的生理變化短時間內(nèi)(24小時之內(nèi))是可以恢復(fù),但如果得不到及時的恢復(fù)就會形成牢固性的興奮灶,產(chǎn)生頭疼、腦脹、多夢、失眠、心慌、降低神經(jīng)行為能力和全身疲乏無力等臨床癥狀。也會出現(xiàn)心悸、易怒、記憶減退等癥狀。

4噪聲對人心理的影響噪聲使人產(chǎn)生煩惱,容易疲勞,心情煩躁,從而影響人的注意力和工作效率,特別是對那些要求注意力高度集中的復(fù)雜作業(yè),影響更大。研究發(fā)現(xiàn)噪聲超過85分貝,會使人感到心煩意亂,無法專心工作,降低工作效率。噪聲也能夠引起疲勞,且高頻噪聲更容易引起疲勞。

5噪聲對人們正常生活的影響安靜是人們正常休息、睡眠、社交活動中很重要的環(huán)境要素,但在各種噪聲的干擾下安靜環(huán)境越來越少。理想的睡眠環(huán)境噪聲級在35dB以下,當噪聲超過50dB ,約有15 %的人正常睡眠受到影響。休息和睡眠是人們消除疲勞、恢復(fù)體力和維持健康的必要條件,但噪聲使人心態(tài)緊張,呼吸急促,久而久之,就會得神經(jīng)衰弱癥,表現(xiàn)為失眠、耳鳴、疲勞。

6噪聲對視力的損害噪聲還能影響視力。試驗表明:當噪聲強度達到90分貝時,人的視覺細胞敏感性下降,識別弱光反應(yīng)時間延長,噪聲為95分貝時,有40 %的人瞳孔放大,視模糊,而噪聲達到115分貝時,多數(shù)人的眼球?qū)饬炼鹊倪m應(yīng)都有不同程度的減弱。所以長時間處于噪聲環(huán)境中的人很容易發(fā)生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現(xiàn)象。

第四章、主要監(jiān)測點

4.1對校園環(huán)境以及周邊環(huán)境（大氣、污水、噪聲）進行污染的初步統(tǒng)計和分析；

4.2監(jiān)測校園內(nèi)環(huán)境、教室、食堂、宿舍內(nèi)環(huán)境。

第五章、監(jiān)測依據(jù)（相關(guān)法律法規(guī)）

（1）《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）；

（2）《聲環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3096-2008）

（3）《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）；

（4）《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）

（5）《污水綜合排放標準》—(GB8978-1996) ；

（6）《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2001)； ;

（7）《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ_T91-2002)；

第六章、具體方案設(shè)計

6.1概述

空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)是生產(chǎn)的新型環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)可同時監(jiān)測多種環(huán)境參數(shù)，可對粉塵、氣體等進行監(jiān)測，具有測量范圍寬、使用壽命長、操作方便等特點。并可根據(jù)用戶需求，將數(shù)據(jù)同時呈現(xiàn)在LCD\\LED顯示屏上。本系統(tǒng)通過激光散射單元分析環(huán)境中的粉塵，利用氣體監(jiān)測儀監(jiān)控SO2及氮氧化物氣體濃度。

粉塵監(jiān)測模塊以激光為光源，通過激光光散射原理監(jiān)測分析粉塵顆粒物數(shù)量。能夠?qū)崟r在線監(jiān)測，通過光學(xué)原理達到更快的響應(yīng)速度。以激光為光源，使質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)不受顆粒物顏色的影響，保證了測量的準確度。

 氣體檢測模塊采用了*的傳感技術(shù)，可通過檢測探頭對設(shè)定的氣體進行連續(xù)檢測，響應(yīng)時間快，工作可靠穩(wěn)定。

系統(tǒng)監(jiān)控平臺軟件為全中文操作語言，具有記錄、存儲、顯示、數(shù)據(jù)處理、輸出、打印、故障維護指示及有線/無線傳輸功能。通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為以后多個子站點向中心站數(shù)據(jù)匯總預(yù)留了擴展空間，具有較強的實用性。監(jiān)測軟件可任意添加包括：粉塵、噪聲、溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、負氧離子、大氣壓力、氣體等參數(shù)（需定制），還可將監(jiān)測數(shù)據(jù)形成報表并打印上報遠程數(shù)據(jù)。

6.2主要終端產(chǎn)品

方案所包含的主要終端產(chǎn)品有：溫濕度傳感器、噪音傳感器、二氧化碳傳感器、VOC傳感器、氧氣傳感器、甲醛傳感器等，根據(jù)不同的地區(qū)和不同的需求可進行定向選擇。

所有傳感器放置于校園內(nèi)各個監(jiān)測點，通過RS485總線、RJ45以太網(wǎng)或者無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸，所有數(shù)據(jù)均發(fā)送至監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心所有數(shù)據(jù)均可實時顯示，對數(shù)據(jù)進行超標預(yù)警設(shè)置。

6.3系統(tǒng)建設(shè)目的

本系統(tǒng)組建現(xiàn)場端到監(jiān)控平臺的一個局域網(wǎng)，實現(xiàn)各監(jiān)控點與監(jiān)控平臺的連接，可同時在監(jiān)控平臺電腦及LCD\LED顯示屏上顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。現(xiàn)場端設(shè)備按照國家相關(guān)技術(shù)協(xié)議，將各監(jiān)控點的實時粉塵監(jiān)測濃度信號傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，當監(jiān)控數(shù)據(jù)滿足部門設(shè)定的報警條件時，啟動報警設(shè)施，監(jiān)控平臺對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行存儲、統(tǒng)計、分析、處理，為空氣質(zhì)量管理提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。

第七章、軟件介紹

系統(tǒng)采用HB-V系列專業(yè)工業(yè)組態(tài)監(jiān)測軟件，軟件方便操作，可同時對上千路的各種參數(shù)同時進行采集處理。期穩(wěn)定的運行提供了保證，是一款功能豐富、性能穩(wěn)定的溫濕度監(jiān)測軟件。

軟件主要功能介紹：

即裝即用：軟件安裝方便，直接點擊“Setup.exe”運行完成安裝，無需其它設(shè)置，即可使用，真正的即裝即用。

多種界面：具有實時數(shù)顯、實時曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報表、組態(tài)報表等多種數(shù)據(jù)顯示方式。

組態(tài)靈活：畫面、文字及曲線根據(jù)測量需要，靈活組態(tài)，畫面具體生動。

數(shù)據(jù)存儲：數(shù)據(jù)自動存儲、數(shù)據(jù)導(dǎo)出（另存）Excel、TXT等格式。

數(shù)據(jù)打印：支持報表打印、歷史曲線打印及在Excel里打印。

數(shù)據(jù)查詢：通過輸入查詢時間，即可查詢所需被測點對應(yīng)時間內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄和曲線記錄。

監(jiān)測報警：當監(jiān)測數(shù)值達到報警條件時，以改變相應(yīng)數(shù)據(jù)顏色并閃爍方式發(fā)出警報。同時通過聲卡音箱輸出報警聲音。

穩(wěn)定準確：軟件運行穩(wěn)定，抗干擾能力強，數(shù)據(jù)采集準確度高，滿足高標準數(shù)據(jù)監(jiān)測要求。