噪聲監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

楊璐

（大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南 大理 671003）

噪聲監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

楊璐

（大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南 大理 671003）

噪聲監(jiān)測(cè)的主要目的是掌握聲環(huán)境質(zhì)量狀況、評(píng)價(jià)噪聲污染防治效果、監(jiān)督控制噪聲污染排放；為噪聲管理與決策提供技術(shù)支持，最終促進(jìn)聲環(huán)境質(zhì)量不斷改善。本文采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎO(shè)計(jì)了噪聲監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)。噪聲在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)由以往的抽樣式數(shù)據(jù)變?yōu)槿珮訑?shù)據(jù)，不必用統(tǒng)計(jì)分析的方法，便可以從一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)噪聲隨時(shí)間變化的規(guī)律，進(jìn)行噪聲預(yù)測(cè)。系統(tǒng)是與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的，只要建立起噪聲模型庫(kù)，并掌握所測(cè)區(qū)域內(nèi)污染源及各環(huán)境參數(shù)，便可進(jìn)行空間上的噪聲預(yù)測(cè)。

噪聲污染；監(jiān)測(cè)；數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)庫(kù)；信息系統(tǒng)

1　噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展與存在的問(wèn)題

1.1噪聲監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

目前，環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一——環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)，包括污染源噪聲監(jiān)測(cè)和環(huán)境噪聲常規(guī)監(jiān)測(cè)兩種。前者指各類(lèi)工程施工場(chǎng)界、工業(yè)企業(yè)場(chǎng)界和各類(lèi)生活噪聲的監(jiān)測(cè)；后者則主要包括區(qū)域環(huán)境、功能區(qū)和日常交通的噪聲監(jiān)測(cè)。環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)是城市環(huán)境治療改善的前提。要想使環(huán)境噪聲管理工作做出成效，就必須為其提供科學(xué)、準(zhǔn)確和全面的信息［1-2］。

1.2噪聲監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題

現(xiàn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)難以進(jìn)行聲環(huán)境質(zhì)量深度分析，噪聲監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度低，常規(guī)監(jiān)測(cè)不能反映夜間的聲環(huán)境質(zhì)量。

2　噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法

本系統(tǒng)采用的開(kāi)發(fā)方法是面向?qū)ο蟮姆椒ǎ嫦驅(qū)ο笮枨蠓治觥⒚嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)、面向?qū)ο缶幊獭⒚嫦驅(qū)ο缶S護(hù)、面向?qū)ο蠊芾淼冗^(guò)程。接著采用UML建模技術(shù)，對(duì)用戶(hù)的需求進(jìn)行分析，針對(duì)用戶(hù)需求分析的結(jié)果再對(duì)其提出完善的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案包括系統(tǒng)架構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、各功能模塊處理流程、硬件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)［3-4］。

3　噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)基于系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)流程分析和數(shù)據(jù)流程分析展開(kāi)。根據(jù)需求分析，將系統(tǒng)功能劃分為監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、管理模塊三部分。監(jiān)測(cè)模塊：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送與采集模塊。數(shù)據(jù)處理模塊：數(shù)據(jù)信息加工模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。管理模塊：用戶(hù)登錄模塊、基本信息維護(hù)模塊、系統(tǒng)維護(hù)模塊、信息發(fā)布模塊［5-6］。

3.2功能設(shè)計(jì)

3.2.1監(jiān)測(cè)模塊功能設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊包括噪聲感應(yīng)器、電源、存儲(chǔ)單元；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送模塊包括無(wú)線(xiàn)接收單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、無(wú)線(xiàn)發(fā)送單元。

3.2.2數(shù)據(jù)處理模塊功能設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)加工模塊包括Excel處理數(shù)據(jù)信息、Word處理數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括基層管理點(diǎn)監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、總管理點(diǎn)監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

3.2.3管理模塊功能設(shè)計(jì)

用戶(hù)登錄模塊包括用戶(hù)登錄、數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接；基本信息維護(hù)模塊包括部門(mén)信息、登錄人員信息、監(jiān)測(cè)信息；系統(tǒng)維護(hù)模塊包括管理員登錄、密碼修改、權(quán)限設(shè)置、數(shù)據(jù)備份；信息發(fā)布模塊包括公告通知、通訊錄、政策法規(guī)、噪聲監(jiān)測(cè)報(bào)告。

3.3硬件設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感設(shè)備包括傳感器單元、無(wú)線(xiàn)通信單元、數(shù)據(jù)接收器、電源4個(gè)基本組成部分，其中傳感器單元負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集，無(wú)線(xiàn)通信模塊負(fù)責(zé)傳輸信息，數(shù)據(jù)接收器負(fù)責(zé)接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并傳遞給終端處理器。電源單元負(fù)責(zé)為各個(gè)環(huán)節(jié)提供電源。

其中，傳感器主要由3個(gè)單元組成：傳感單元、微處理單元、無(wú)線(xiàn)傳輸單元。傳感單元負(fù)責(zé)采集噪聲分貝值并通過(guò)微處理單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，然后利用無(wú)線(xiàn)傳輸單元將指標(biāo)值通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送給管理中心。

3.4數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

進(jìn)行需求分析后，可以確定該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)體有“數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)”、“數(shù)據(jù)處理”、“監(jiān)測(cè)點(diǎn)”、“基層管理點(diǎn)”、“總管理點(diǎn)”等。其中“監(jiān)測(cè)點(diǎn)”、“基層管理點(diǎn)”、“總管理點(diǎn)”是3個(gè)關(guān)鍵實(shí)體。

3.5本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性設(shè)計(jì)

管理流程上，系統(tǒng)管理人員具備整個(gè)系統(tǒng)的查詢(xún)、控制、修改能力，必須專(zhuān)人專(zhuān)崗進(jìn)行管理。

網(wǎng)絡(luò)安全性。服務(wù)器采用雙服務(wù)器熱備方式，組網(wǎng)采用現(xiàn)有的辦公網(wǎng)機(jī)房。現(xiàn)有辦公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均為雙路由方式，并前置防火墻。

系統(tǒng)安全性。密碼強(qiáng)制采用復(fù)雜密碼，必須為數(shù)字+字母的模式，修改周期強(qiáng)制2個(gè)月內(nèi)必須修改密碼，如不修改，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)修改原來(lái)的用戶(hù)名和密碼，并通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部郵件發(fā)送給用戶(hù)，用戶(hù)修改的密碼必須不同于原密碼。日志系統(tǒng)將嚴(yán)格記錄修改數(shù)據(jù)庫(kù)的詳細(xì)記錄，包括用戶(hù)名、修改日期、修改內(nèi)容，便于日后查詢(xún)。

4　結(jié)論

本系統(tǒng)結(jié)合了無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，使用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)模型，可以實(shí)時(shí)得到被測(cè)區(qū)域的詳細(xì)信息。通過(guò)智能數(shù)據(jù)處理，可以實(shí)現(xiàn)噪聲信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析、預(yù)測(cè)和告警。通過(guò)終端設(shè)備，可以進(jìn)行噪聲傳感節(jié)點(diǎn)測(cè)試頻率和無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的配置，無(wú)須值守，大大提高了環(huán)境監(jiān)管人員和科研人員的工作效率。

本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)檢測(cè)周?chē)h(huán)境的聲級(jí)、瞬時(shí)聲級(jí)、連續(xù)等效聲級(jí)，記錄和指示最大和最小聲級(jí)和噪聲等級(jí)，圖形化實(shí)時(shí)顯示噪聲的時(shí)域波形和頻譜等諸多功能。同時(shí)，它可以根據(jù)操作者選定的環(huán)境類(lèi)型，自動(dòng)判別環(huán)境噪聲是否超限。

5　討論

本系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境噪聲，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有可靠性高、自動(dòng)化程度高、系統(tǒng)應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)，工作可靠穩(wěn)定，具有很好的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景［7-9］。

未來(lái)將進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)，使其工作狀態(tài)更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸能力進(jìn)一步增強(qiáng)，保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。并且在應(yīng)用方面探討通過(guò)增加監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)等措施，利用該系統(tǒng)解決噪聲源鎖定與噪聲地圖繪制等相關(guān)問(wèn)題。

［1］GB3096—2008.聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:2008.

［2］奚旦立，孫裕生.環(huán)境監(jiān)測(cè)［M］（第四版）.北京:高等教育出版社，2010.

［3］韓宏志.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

［4］葉乃文.Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［5］王汝林.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)及應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2011.

［6］周旭.現(xiàn)代傳感器技術(shù)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

［7］張艷紅，韓少軍.城市環(huán)境噪聲污染的特征與防治對(duì)策［J］.環(huán)境，2007（7）：31-32.

［8］李忠華.瑞昌市城區(qū)環(huán)境噪聲污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策［J］.江西化工，2011（3）:180.

［9］陸書(shū)玉.環(huán)境影響評(píng)價(jià)［M］.北京:高等教育出版社，2001.

Analysis and Design about Noise Monitoring Information anagement System

Yang Lu
（School of Agriculture and Biological Science，Dali UniversityDali Yunnan 671003）

The main purpose of noise monitoring is getting acoustic environment quality condition，evaluating noise?pollution control effect，supervising and controlling noise pollution；providing technical support for noise managemen?tand decision-making，and ultimately promoting the continuous improvement of the quality of the acoustic environ?ment.In this paper，object-oriented approach is adopted，the noise monitoring information management system is de?signed.Noise-line automatic monitoring data changed from the previous sampling data toall kind of data types，with?out using the method of statistical analysis，and the time variation of noise was found from the monitoring data during a period of time for noise prediction.System is combined with the geographic information system，as long as noise model libraryis established，and various sources and environmental parameters within the measured area are mas?tered，spatialnoise prediction can be done.

noise pollution；monitor；analysis of data；data base；information systems

X830

A

1003-5168（2015）05-0018-2

2015-4-28

楊璐（1986—），女，工程碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)與分析。