基于HTML5的环境参数监测系统研究与实现.pdf

第一章绪论第一章绪论研究背景和意义随着社会的飞速发展，工业的高度发达给地球的生态环境造成了不同程度的破坏。环境与人类的生存息息相关，环境污染对人类的身体健康带来了威胁，保护环境成为社会发展中最重要的任务。保护环境的首要任务是对环境进行实时监测，只有实时、准确的掌握环境各项参数才能及时采取相应措施进而完成保护环境的任务。日常环境参数监测系统大多数是基于架构，架构的系统主要存在两个弊端：第一，对客户端的要求高，只有在安装特定软件的电脑上才能运行；第二，维护和升级的成本高。鉴于架构的种种弊端，本课题研究基于架构的测试技术，实现在浏览器端对环境参数进行实时监测。日常人们在互联网的应用过程中，在浏览器端获取互联网中信息的方式主要是基于协议（，超文本传输协议）。协议是基于服务器客户端模式的无连接、无状态的协议[]。协议下的服务器和客户端之间的信息交互方式是：客户端发送请求到服务器端，服务器端接收并处理完客户端请求后返回结果给客户端，然后断开连接。协议简单的工作过程节省了大量的服务器资源，同时将浏览器作为客户端软件也大大降低了开发和维护的代价。正是由于基于协议的应用所具有的这些优点，其在互联网的发展史上获得了巨大的应用和发展。基于协议的应用中，服务器端有新信息产生时，客户端发起请求，服务器端响应请求并将最新数据发送到客户端。此种工作模式下，客户端是请求的发起者，服务器是信息的发布者。服务器只能处于被动地位等待客户端发起请求，并不能主动将新信息发送到客户端。客户端无法预知服务器端数据何时发生变化，因此客户端作为请求的发起者并不能在服务器端数据发生变化时，主动发起请求对数据进行实时显示。因此，基于协议的应用并不具备呈现实时数据的能力。为了使传统能够具有将数据实时呈献给用户的能力，技术人员提出了很多可行的解决方案，这些解决方案主要分为基于浏览器插件和基于长连接[]两大类。基于这些技术方案，浏览器可以完成对实时数据的显示，我们将此类应用称为实时应用。现有实时应用虽然能够在一定程度上满足人们的需求，但是存在很多的不足。在基于浏览器插件的技术方案中，需要对浏览器插件进行开发并在服务器端添加支持，同时还需要解决不同浏览器、不同版本和不同平台所带来的兼容问题，这些都大大增加了开发维护的成本，丧失了架构的优点；基于长连接的实时基于的环境参数监测系统研究与实现应用解决了开发维护成本高的问题，但是实时性差、服务器资源消耗大。[]技术是近年来史上的一次重大的飞跃。技术的出现为实时技术注入了新鲜的血液。较以往版本相比有了很大的不同，它并不仅仅只是在页面上显示内容而且加入了非常多的新元素和功能，其中最重要的是（二维图形绘制）[]和技术[]。通过可以在服务器与客户端之间建立全双工的数据传输通道，改变了传统实时技术实时性差、消耗大等缺点。综上所述，传统的实时技术[]并不能满足对环境参数实时监测的需求，因此有必要探究基于技术的环境参数监测系统，更好的解决架构与传统实时应用的缺陷，通过浏览器端对环境进行实时监测。国内外发展及研究现状世纪末，国外对环境监测的研究拉开了序幕。许多发达国家开始对本国国内的水质、空气及固体污染等进行监测。随着环境监测技术的发展和管理体系的完善，环境参数数据更加多样化、服务对象更加广域化、数据信息更加准确化。西欧国家通过卫星系统实现了对整个多瑙河的流域的水质进行监测。日本等国家也研究和开发了具有不间断进行数据测量和数据处理能力的环境监测设备并建立了监测水质、空气等环境参数的监测平台。由于对环境参数监测方面的研究起步早且相对领先，许多环境参数监测的产品被开发并且得到了十分广泛的应用。比如，等人开发了用于保健中心的分布式智能空气监测系统；等人[]为了人们的身体健康，提出了一种通过智能传感网络进行室内空气质量监测的设计方案；为了对地铁室内空气质量进行监测，等人开发了一套环境参数监测系统；传感与检测科研公司开发了系列[]，它可以对室内温湿度和二氧化碳等环境参数进行自动监控，大大提高了工作效率，节省了劳力成本；飞利浦等大公司也致力于开发空气净化设备，能够对空气质量进行监测并过滤空气中的有害物质。综上所述，国外环境监测技术水平现状具有如下特点：（）环境监测因子多样化。国外发达国家监测环境参数多种多样，主要包括水质、大气、土壤、放射性、恶臭、废弃物等。（）监测手段多种多样。国外发达国家监测手段具有两个特点：一是环境监测仪器先进，二是环境监测方面自动化水平很高。国外环境监测自动化水平高主要表现在对大气、水质、污染物等的监测上能够做到自动采样、自动分析、自动处理并可以通过面板进行自动显示。（）污染物分析方法方面。发达国家的污染物分析方法很多，例如美国的污染物分析方法可以达到多种。第一章绪论（）监测科研领域方面研究。发达国家在监测科研领域方面的研究非常深入，发达国家正主要研究污染物对人体危害程度、人体最适合环境标准等。对目前全球环境所面临的重大问题，例如全家变暖、酸雨等方面研究取得了显著性成果。与国外相比，我国的环境参数监测技术还处于初步阶段且各地区的环境参数监测水平参差不齐，仅经济发达地区有环境监测相关的系统、政策和细则，例如，监测水质的污水流量监测系统、检测仪等[]，监测大气的烟尘监测设备。但是，大多数地区并未实现对环境参数的在线实时监控，它们大部分还是通过人工进行环境监测，这种工作方式的工作效率低下，不能够满足现时期对环境进行实时监测的需求。现阶段，我国从省到市再到县已经形成了从上至下的多级环境参数监测网络，主要对水质、大气、噪声等进行监测[]。相信不久之后，我国也将会实现通过网络对环境监测进行全面覆盖，对环境进行实时监测和精确控制，满足我国现代化可持续发展的要求。现阶段的环境参数监测系统大多数是基于架构，客户端安装相应的软件，对传感器采集到的数据进行实时显示。架构的工作模式存在较多缺陷，架构能够很好地解决架构所存在的问题。但是，由于浏览器和服务器之间的“拉”模式造成服务器并不能主动将数据实时发送给浏览器端。[]的出现非常好的解决了传统应用中“推”和“拉”模式的问题且在图形显示方面拥有强大潜力。于年月日被正式公布[]。目前国内外基于的环境参数监测方面的研究还基本是空白，但是鉴于相对于传统实时的优越性，相信不久将来将在环境参数监测系统中的应用进入一个高速发展的时期。论文的主要内容及章节安排本文基于技术完成了对环境参数监测系统的设计与实现。首先，阐述了研究的背景、意义和国内外发展现状并对实现方案的相关技术进行了研究分析。然后，对系统的需求进行分析并根据需求分析完成了基于的环境参数监测系统设计。再次，根据系统设计完成了系统的开发工作。最后，对新方案进行了性能评估，总结了新方案的优缺点，提出了对改进工作的展望。论文的章节安排如下：第一章绪论首先阐述了本课题的研究背景及意义，指出利用技术进行环境参数监测是一个非常具有实用价值的应用研究。然后简要介绍了环境参数监测系统的国内外的研究现状。最后给出本论文的研究内容和章节安排。第二章相关技术简介本章节研究了、实时和技术，深入分析了基于的实第二章相关技术简介第二章相关技术简介本章将对本系统中涉及到的相关技术进行研究，并对传统实时技术和基于的实时技术进行比较，分析传统实时技术的不足和基于的实时技术的优势。技术发展历程世纪年代，获得了巨大的进步和发展。于年编写了一份包含个用于标记网页的“”标签的文档。年，首个的正式版本由组织（，互联网工程任务组）发布。的官方版本中添加了许多新的元素，例如用户可以通过标签在文档中完成添加图片的工作。随后取代了的地位，开始进行标准的组织制定工作，之后取得了高速的发展直到。在经历了、、和这四个版本后，业界普遍认为已经到了穷途末路的地步