室內環境監測芻議

摘 要:作為生存環境的重要組成部分的室內環境得到的重視程度前所未有。如何更好地保證生存環境是值得思索和研究的重要問題。自動測控和計算機通信已經廣泛應用于測控領域。本文對此進行了一些研究和探索，給出了室內環境參數的發布及共享方式，并并室內環境舒適度進行了評判。

關鍵詞:室內環境監測功能參數

中圖分類號:X83文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0124-01

1 室內環境監測的重要性

室內外環境和人們的生活息息相關，室內環境質量直接影響著生活質量的高低。對于室內環境進行監測能夠更好地掌握環境狀況，取得環境相關參數，給究環境變化以及環境污染提供有效數據，為改善環境提供參考。可見，室內環境監測以及相關數據的獲取意義重大。

當前人們對大氣污染、江河流域污染、噪音污染的認識正在逐步提升，但卻往往忽視了和生活聯系最為緊密，和健康最直接相關的室內環境問題。室內環境通常包括室內的空氣環境和聲光聲環境以及電磁環境等，室內是日常工作和生活的最主要場所，環境狀況對于人的身心健康影響最為直接。隨著人們生活水平的提高，越來越多的人開始對居住質量提出了更高的要求，對室內環境進行監測也變得越發重要。通過對室內環境進行監測能夠及時發展和掌握室內環境狀況，第一時間得到相關的參數信息，在對這些環境信息綜合分析的基礎上，能夠發現室內環境存在的某些問題，以便針對問題進行環境調節和控制。對室內環境進行監測，還能夠提高人們對室內環境的認知程度，為人們的工作和生活營造更加適宜和環境舒適度更佳的氛圍。“環境舒適度”通常是人所處的環境對人是否適宜和適宜程度的描述，具有一定的主觀性，和人的主觀感受關聯性很強。當前室內環境舒適度的研究手段和工具已經完全具備條件，隨著信息融合技術的發展，模糊理論和神經網絡等理論已經為這種評價建立了堅實的理論依據。對于更好地解決實際問題，拓寬應用領域都具有重要意義。

2 室內環境監測的功能實現

室內環境監測的功能在于能夠對室內環境參數進行實時監測，此外還應從舒適度的角度完成對室內環境的評判。通常情況下，系統由數據采集模塊組、TCP/IP標準化通信接口、微控制器系統、下位機人機交互以及PC機監測系統組成。

該系統的基本工作原理為:第一步通過前端傳感器實現室內環境參數獲取，然后調理電路實現對前端傳感器獲取的參數進行放大以及濾波處理，再進入微控制器系統，微控制器接受輸出信號通過LCD把室內環境參數進行實時顯示，從而實現下位機的人機交互。與此同時，微控制器依托TCP/IP網絡接口模塊把室內環境參數傳送到遠端監測PC機上，實現和上下位機的通信。在遠端監測的PC機上，能夠實現對所采集的室內環境信號進行各種分析處理，并對室內環境舒適度的多角度評判。

3 室內環境監測參數的確定

室內環境的測試手段以及方法多樣的，其中包括:物理的方法、化學的方法以及生物的方法等，考慮參數喲啊具有一定代表性，需要能夠使用同類測試手段完成檢測等因素，我們選擇了室內空氣環境中的溫度、濕度、噪聲幾個因素作為研究的對象。采取物理的測試方法進行檢測，對個體來說，對舒適度影響最為敏感的是溫度，其次是噪聲和光照。基于次我們可以對室內溫度、噪聲以及光照等參數進行監測，對其舒適度進行研究。

4 對室內環境舒適度的評判

在對多個不同室內環境參數進行監測的基礎上，可基于監測所得到的室內環境參數，對室內環境是否舒適以及其舒適程度進行評判，這實質上是一個信息融合的問題。概括地說，信息融合研究的是如何加工、協同利用多源和多格式信息，并使不同形式的信息相互補充，以獲得對同一事物或目標的更客觀、更本質的認識的信息綜合處理技術。它實際上是對人腦綜合處理復雜問題的功能的一種模擬，其基本原理就像人腦綜合處理各種信息的過程一樣，充分利用多個信息源提供的信息，通過對這些信息的合理使用，把冗余或者互補的信息依據某種規則來進行組合，以獲得對被檢測對象的一致性解釋或描述，使該系統由此獲得比它的各組成部分的子集所構成的系統更優越的性能，人類可以將人體的各種感覺器官(眼、耳、鼻、四肢等)所得到的信息(包括圖像、聲音、氣味、觸覺等)結合先驗知識進行綜合處理的能力，從而對周圍環境和正在發生的事情做出估計和判斷]。這一處理過程是復雜的，也是自適應的，它將各種信息轉化為對環境的有價值的解釋，這需要智能處理，以及適用于解釋信息含義的知識庫。

針對室內環境舒適度評判問題，應該采用什么樣的智能處理理論(或技術)以及怎樣建立適用于解釋信息含義的知識庫呢？下面將對其進行探討。考慮到本課題實際，即室內環境舒適度是對室內環境是否舒適及其舒適程度的描述，它涉及多方因素，具有主觀性、多維性和模糊性的特點，而模糊理論可以利用自然語言對研究對象進行描述和刻畫，模糊邏輯具有在概念上易于理解、允許使用不精確的數據、可以處理十分復雜的非線性系統以及可以建立在專家經驗的基礎上等優點，因此在本課題研究中采用模糊理論對室內環境舒適度這一問題進行討論。模糊理論是在美國加州大學伯克利分校電氣工程系的L.A.zadeh教授于1965年創立的模糊集合理論的數學基礎上發展起來的，其基本精神是接受模糊性現象存在的事實，而以處理概念模糊不確定的事物為其研究目標，并積極的將其嚴密的量化成計算機可以處理的信息，不主張用繁雜的數學分析來解決問題。模糊集合理論的基本思想是把普通集合中的絕對隸屬關系靈活化，使得元素對集合的隸屬度從原來的非0即1擴充到可以取[0，1]區間的任一數值，因此很適合用來對傳感器信息的不確定性進行描述。

5 結語

本文所研究的室內環境監測是由下位機系統和上位機系統組成。上位機系統用來實現對室內環境參數的監測，同時進行室內環境舒適度評判，系統軟件利用LabVIEW和C語言的接口，比較方便完成環境參數分析和舒適度的評判。

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