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基于云计算的环保物联网污染源在线监控系统设计与实现

作　者: 齐丹
导　师: 余辉; 王玉祥
学　校: 天津大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 环保物联网数据采集传输仪云计算Hadoop污染源在线监控数据管理系统
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国经济增长步伐的加快，环境问题日益突出。环保物联网污染源在线监控系统是将事后监管转化为提前防预的重要手段，是环保部建设节能减排三大体系的重要组成部分。目前污染源在线监控系统建设存在如下问题：各部门信息共享整合难度大，重复建设、信息孤岛现象严重；新增监测站需配置价格高昂的服务器，且利用率较低；随着监测点的增多，系统不具备自动扩展能力等。云计算技术凭借其成本低、可配置、超强的存储和计算能力，与环保物联网相结合可解决环保物联网建设过程中遇到的难题。本论文提出了基于云计算的环保物联网污染源在线监控系统的设计方案，对关键技术进行了研究和实际应用，主要工作集中在以下三个方面：1、移动终端数据采集传输仪的设计与工程样机制作。数据采集传输仪实现对前端传感监测设备数据的收集以及与环保监控平台数据通讯的标准化。目前此工程样机已于2011年11月通过国家计量部门电磁兼容性测试，2012年4月通过环保总站连续60天的可靠性测试，取得环保产品认证证书，正式进入国内环保市场。截至2012年10月，已在天津80多个环保监测点安装部署，产品运行稳定，性能可靠，得到天津市环境监测中心及各区县环保局人士高度认可。2、在实验室环境下对云计算平台进行了探索性研究，搭建了基于Hadoop的云计算集群，实现了系统资源的动态可配置，并对MapReduce算法的访问接口进行了研究，为环保物联网海量信息存储、处理和信息融合奠定了基础。3、污染源在线监控数据管理系统设计与实现。该系统基于Web B/S架构，实现了与现有环保部门使用的国控污染源在线监控系统的数据同步，并针对天津市环境监测中心的监管业务需求进行设计，可大幅提高环保监测人员的工作效率。系统已上线运营半年，目前运行状态良好。总之，环保物联网与云计算相结合是未来环保物联网的发展方向，环保物联网的全面建设是一个长期的过程，本论文中涉及的理论和技术直接服务于我国环保物联网，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题背景与意义  9-12
    1.1.1 引言  9
    1.1.2 环保物联网发展现状与存在的问题  9-10
    1.1.3 环保物联网与云计算技术融合  10-12
  1.2 本文主要研究内容  12-14
第二章环保物联网系统设计  14-22
  2.1 环保物联网概述  14-17
    2.1.1 物联网定义  14-15
    2.1.2 环保物联网定义  15-16
    2.1.3 环保物联网系统功能概述  16-17
  2.2 环保物联网系统设计  17-21
    2.2.1 感知层移动终端系统  19
    2.2.2 支撑层云计算系统平台  19-20
    2.2.3 应用层污染源在线监控数据管理平台  20-21
  2.3 小结  21-22
第三章环保物联网移动数据采集传输终端系统设计与实现  22-35
  3.1 环保物联网移动终端设备及相关国家标准  22-23
  3.2 环保物联网移动数据采集传输系统需求分析  23-24
  3.3 环保物联网移动数据采集传输系统实现  24-29
    3.3.1 硬件系统  25-26
    3.3.2 软件设计  26-29
  3.4 环保物联网移动数据采集传输系统展示  29-34
    3.4.1 开机登录  29-30
    3.4.2 配置界面  30-32
    3.4.3 数据查询界面  32-33
    3.4.4 整机展示  33-34
  3.5 小结  34-35
第四章环保物联网云计算平台搭建  35-51
  4.1 云计算技术概述  35-36
    4.1.1 云计算定义  35-36
    4.1.2 云计算平台简介  36
  4.2 云计算对环保物联网建设的意义  36-37
  4.3 Hadoop 开源云计算系统  37-43
    4.3.1 Hadoop 简介  37-38
    4.3.2 Hadoop 分布式文件系统 HDFS  38-42
    4.3.3 分布式数据处理 MapReduce  42-43
  4.4 Hadoop 云计算平台搭建与应用  43-50
    4.4.1 Hadoop 云计算平台配置  43-46
    4.4.2 Hadoop 云计算平台测试  46-49
    4.4.3 Hadoop 云计算平台应用  49-50
  4.5 小结  50-51
第五章污染源在线监控数据管理系统设计与实现  51-72
  5.1 污染源在线监控工作概述  51-52
  5.2 污染源在线监控数据管理系统功能设计  52-55
    5.2.1 污染源档案管理  53-54
    5.2.2 系统管理  54-55
    5.2.3 其他管理模块  55
  5.3 Web 平台开发技术简介  55-58
    5.3.1 Web 技术综述  55-56
    5.3.2 动态网页开发技术介绍  56-57
    5.3.3 系统环境部署  57-58
  5.4 系统主要功能页面实现  58-70
    5.4.1 登录页面  58-59
    5.4.2 工作区页面  59
    5.4.3 污染源档案  59-60
    5.4.4 系统管理  60-63
    5.4.5 数据处理  63-65
    5.4.6 有效性核实  65-67
    5.4.7 查询与评价  67-68
    5.4.8 数据成果  68-70
    5.4.9 数据浏览  70
  5.5 天津城市空气质量发布系统  70-71
  5.6 小结  71-72
第六章总结与展望  72-75
  6.1 总结  72-74
  6.2 展望  74-75
参考文献  75-78
发表论文和参加科研情况说明  78-79
致谢  79

基于云计算的环保物联网污染源在线监控系统设计与实现

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