基于远程诊断的空气质量自动监测系统研究

论文摘要

城市环保、大气污染防治、环境安全等是国家“十一五”期间要解决的突出环境问题和中长期的环保目标。实现该目标,一是要求充分认识环境保护的意义;二是强化环保科技基础平台建设,尤其是建立最严密的环境监控体系。空气质量自动监测系统能实时的采集各个监测点的数据,并将环境空气质量监测系统的监测结果,及时地上报国家环境监测总站、省市环境监测中心站,目的是了解和掌握环境污染的情况,进行大气污染质量评价,并提出警戒限度。本文的主要工作就是利用当前的技术,提出了一个具有远程诊断的空气监测系统设计,并且解决了具体的两个问题:一是基于VPN的能使iPort诊断软件充分发挥功能的网络连接技术;二是开发了适用空气监测系统的专家系统用于远程诊断。iPort由于受制于带宽,无法发挥其效率,本文所建立的组网架构能充分发挥iPort的功能,使得在监测子站的iSeries仪器界面,操作菜单能实时同步的显示在中心站主机上,从而进行远程诊断。基于VPN的网络连接技术能使iPort充分发挥诊断功能。即使将来监测子站要添加新的仪器,或传输图像文件,新的构架已经充分满足了将来的扩展需求。并为之后的专家系统准备好了足够数据传输通道。适用空气监测系统的满足远程诊断的专家系统集成了专家库,推理机,信号特征提取等功能模块,能够自动进行故障判别。其中对推理机和信号特征进行建模,将包括专家知识,故障特征和信号关联等信息构建了拓扑关系图,基于这些拓扑关系图来组建专家系统,这样的建模方法易于系统的扩展,在专家系统自学习的过程中只要保持专家系统拓扑图的更新,就可以得到扩充和更新。基于VPN宽带组网方案的空气监测系统已商用,并且新产品的推出将优先集成远程诊断的专家系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语
• 第一章 绪论
• 1.1 基于远程诊断的空气质量自动监测系统的研究背景及意义
• 1.1.1 环境监测现状及研究的重要性
• 1.1.2 空气监测系统的现状
• 1.1.3 空气监测系统的技术背景
• 1.1.4 基于远程诊断系统的空气质量自动监测系统的研究
• 1.2 本课题的主要研究内容
• 1.2.1 本课题研究的背景和意义
• 1.2.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 当前空气监测系统的构架分析
• 2.1 现有的空气监测系统的结构
• 2.1.1 现有的空气监测系统的框架
• 2.1.2 现有的空气监测系统的基本结构
• 2.2 系统所涉及到的两项关键技术
• 2.2.1 网络连接技术
• 2.2.2 诊断系统
• 2.3 由Thermofisher 公司的仪器组建的空气监测系统
• 2.3.1 Thermofisher 公司当前的仪器所装的软件
• 2.3.2 Thermofisher 公司的远程诊断软件iPort 功能介绍
• 2.4 现有系统的不足及新的构架总体方案
• 2.5 小结
• 第三章 基于远程诊断空气监测系统的网络连接
• 3.1 网络连接的选择
• 3.1.1 网络连接的方式
• 3.1.2 解决ADSL 重新上电后 IP 地址发生变化
• 3.1.3 通过Internet 直接访问仪器的方法
• 3.2 空气监测系统的组网方案
• 3.3 OpenVPN 功能配置及实现方法
• 3.3.1 系统的配置
• 3.3.2 系统的功能设计
• 3.3.3 OpenVPN 的安装
• 3.3.4 OpenVPN 的效果
• 3.4 应用IPORT进行远程诊断实现模式
• 3.5 试验结果及分析
• 3.6 小结
• 第四章 专家系统的研究及实现
• 4.1 通用专家系统的基本组成
• 4.2 基于远程诊断的空气监测系统中专家系统的基本构架
• 4.3 远程诊断专家系统的实现
• 4.3.1 专家库
• 4.3.2 信号特征分析
• 4.3.3 推理机
• 4.3.4 执行
• 4.4 远程诊断专家系统的功能
• 4.5 基于SQL 数据库建立专家库
• 4.5.1 空气监测系统专家库的建立
• 4.5.2 SQL 数据库的构建
• 4.6 专家系统的主要界面说明
• 4.7 实验结果
• 4.8 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
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