阅读说明：本技术 基于gd32的公共环境监测在线直播系统 (Public environment monitoring online live broadcast system based on GD32 ) 是由 林哲 陈锡爱 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及物联网技术领域,具体地说,涉及基于GD32的公共环境监测在线直播系统。其包括数据采集终端、数据传输单元和云服务器单元,所述数据采集终端用于对前端数据进行采集,所述数据传输单元用于基于NB-IoT网络实现采集的数据无线传输,所述云服务器单元用于将数据储存至云端服务器的数据库内。本发明设计能够对多种空气环境数据进行采集,并通过NB-IoT窄带物联网上传至阿里云服务器,能够为不同用户提供不同权限的公共场所空气质量监控数据。(The invention relates to the technical field of Internet of things, in particular to a public environment monitoring online live broadcast system based on GD 32. The data acquisition terminal is used for acquiring front-end data, the data transmission unit is used for realizing wireless transmission of the acquired data based on an NB-IoT network, and the cloud server unit is used for storing the data into a database of a cloud server. The design of the invention can collect various air environment data, and the data is uploaded to the Ali cloud server through the NB-IoT narrowband Internet of things, so that the public place air quality monitoring data with different authorities can be provided for different users.)

基于GD32的公共环境监测在线直播系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体地说，涉及基于GD32的公共环境监测在线直播系统。

背景技术

随着民众生活水平的不断提高和健康意识的不断提升，目前大部分商品房已经采用交房时精装修的方式，大部分业主在入住前都持怀疑态度，认为存在安全隐患，而目前并没有完善的检测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供基于GD32的公共环境监测在线直播系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供基于GD32的公共环境监测在线直播系统，包括数据采集终端、数据传输单元和云服务器单元，所述数据采集终端用于对前端数据进行采集，所述数据传输单元用于基于NB-IoT网络实现采集的数据无线传输，所述云服务器单元用于将数据储存至云端服务器的数据库内。

本系统硬件结构基于GD32主控电路板设计，主控芯片GD32F103RCT6基于CortexM3内核，采用意法半导体公司的32位微控制器，工作频率最高可达108MHz，能够进行单周期乘法和硬件除法，可以满足本作品的开发使用。

作为本技术方案的进一步改进，所述数据采集终端包括甲醛传感器模组，用于对空气中甲醛含量进行检测；烟雾传感器，用于对空气中烟雾含量进行检测；PM2.5传感器，用于对空气中PM2.5含量进行检测；气压传感器，用于对空气中气压含量进行检测；光照传感器，用于对光照强度进行检查；温湿度传感器，用于对空气中温湿度进行检测；二氧化碳传感器，用于对空气中二氧化碳含量进行检测。

所述甲醛传感器模组优选为ZE08-CH2O型电化学甲醛传感器模组，ZE08-CH2O型电化学甲醛传感器模组是一个通用型、小型化模组，利用电化学原理对空气中存在的CH2O进行探测，具有良好的选择性，稳定性，内置温度传感器，可进行温度补偿；同时具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。广泛应用于便携式仪表、空气质量监测设备、空气净化机、新风换气系统、空调、智能家居设备等场所。它具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、使用寿命长的特点，满足了设备对传感器的要求。并且提供UART、模拟电压信号、PWM波形等多种输出方式。

所述烟雾传感器优选为MQ-2烟雾传感器，MQ-2烟雾传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当烟雾传感器所处环境中存在可燃气体时，烟雾传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该烟雾传感器气体浓度相对应的输出信号；该模块具有信号输出指示，双路信号输出、 TTL输出有效信号为低电平、对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性快速的响应恢复特性。本实施例中选取该款模块可以有效的检测多种可燃性气体，在家用环境中，需要防范的可燃性气体主要是天然气中的甲烷。该模块主要用来监测环境中的烟雾，及时报警，极大的减少生命财产的损失，MQ-2烟雾传感器在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度，对液化气、丙烷、氢气的灵敏度较高，当家中烟雾浓度超标时，用户将会受到报警短信。

所述PM2.5传感器选用PMS5003ST系列传感器，PMS5003ST系列是一款可以同时监测空气中颗粒物浓度和甲醛浓度的二合一传感器。其中颗粒物浓度的监测基于激光散射原理，可连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物个数，即颗粒物浓度分布，进而换算成为质量浓度，甲醛浓度的监测基于电化学原理，具有高精度、高稳定性的特点。颗粒物浓度数值和甲醛浓度数值合并以通用数字接口形式输出。传感器可嵌入各种与空气质量监测和改善相关的仪器设备，为其提供及时准确的浓度数据，传感器采用激光散射原理。即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强随时间变化的曲线。进而微处理器利用基于米氏理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。

作为本技术方案的进一步改进，所述甲醛传感器模组通过串口发送询问指令，接受传感器的应答数据。

所述甲醛传感器模组的通用设置为波特率为9600，数据位为8位，停止位为1位。

所述甲醛传感器模组的通信分为主动上传式和问答式，出厂默认主动上传，每间隔1S 发送一次浓度值，命令行格式如下表：

上传模式表

气体浓度值＝气体浓度高位*256+气体浓度低位

切换到问答式，命令行格式如下表所示：

上传模式表

0

1

2

3

4

5

6

7

8

起始位

保留

切换命令

问答

保留

保留

保留

保留

校验值

0xFF

0x01

0x78

0x41

0x00

0x00

0x00

0x00

0x46

切换到主动上传模式，命令行格式如下表所示：

主动上传表

0

1

2

3

4

5

6

7

8

起始位

保留

切换命令

主动上传

保留

保留

保留

保留

校验值

0xFF

0x01

0x78

0x40

0x00

0x00

0x00

0x00

0x47

气体浓度格式如下表所示：

气体浓度表

0

1

2

3

4

5

6

7

8

起始位

保留

命令

保留

保留

保留

保留

保留

校验值

0xFF

0x01

0x86

0x00

0x00

0x00

0x00

0x00

0x79

传感器返回值格式如下表所示：

传感器返回表

作为本技术方案的进一步改进，所述数据传输单元基于NB-IoT网络设计，所述数据传输单元包括NB-IoT基站、NB-IoT分组核心网、IoT连接管理平台和行业应用服务器，所述NB-IoT基站用于支持NB-IoT连接管理平台业务；所述NB-IoT分组核心网用于建立分组网络；所述IoT连接管理平台用于部署NB-IoT连接管理平台业务专用的EPC；所述行业应用服务器用于支持第三方应用系统。

IoT连接管理平台的功能包括提供对各种传感器、SIM卡的数据采集、管理功能，同时可以把数据开放给第三方应用系统，让各种应用能快速构建自己的物联网业务。

NB-IoT是一种革新性的技术，是由华为主导，由3GPP定义的基于蜂窝网络的窄带物联网技术，它支持海量连接、有深度覆盖能力、功耗低等优点，本实施例中选择上海移远公司生产的BC95作为NB-IoT无线通信模块，其高性能，低功耗，小尺寸的特点能够很好地满足本系统的需求，有效的减小系统规模并优化了整体成本，具体来讲，它具有超强覆盖，相对于原来GPRS系统，增加20dB的信号增益；超低功耗，终端节点要能达到10年的电池寿命；超低成本，终端芯片的目标定价为1美元，模块定价为2美元；超大连接， 200kHz小区容量可达100k用户设备，完全满足开发需求。

NB-IoT基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元，主要完成移动通信网和UE之间的通信和管理功能，即通过运营商网络连接的NB-IoT连接管理平台用户终端设备必须在基站信号的覆盖范围内才能进行通信，基站不是孤立存在的，属于网络架构中的一部分，是连接移动通信网和UE的桥梁，基站一般由机房、信号处理设备、室外的射频模块、收发信号的天线、GPS、各种传输线缆等组成。

作为本技术方案的进一步改进，所述数据传输单元的数据传输方法包括如下步骤：

S1、查询模块射频功能状态并打开射频功能；

S2、激活网络，使用UDP通信；

S3、向平台发送注册包；

S4、向平台发送采集数据；

S5、关闭网络。

其中为了保证数据传输稳定，向平台发送采集数据还需用到通讯协议，通讯协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定，约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。

从NB-IoT发送数据时先对数据进行加密处理，再将数据传输到云服务器，服务器接收到数据后进行解密，将数据解密为数据库对应字段的信息，再***数据库，通讯协议如下表所示：

通讯协议表

作为本技术方案的进一步改进，所述云服务器单元包括数据分析模块、数据存储模块、移动端服务模块和消息通知模块；所述数据分析模块用于统计分析方法对收集来的大量数据进行分析；所述数据存储模块采用云端数据库对数据进行储存；所述移动端服务模块用于用户随时随地接收、发送数据以及请求各类服务；所述消息通知模块用于向用户发生消息通知，比如通过微信或者手机app的方式。

所述云服务器单元的系统使用开发环境为LAMP，LAMP具有良好的响应特性和稳定性， LAMP是目前国际流行的Web框架，该框架包括：Linux操作系统，Apache网络服务器，MySQL 数据库，Perl、PHP或者Python编程语言，所有组成产品均是开源软件，是国际上成熟的架构框架，很多流行的商业应用都是采取此架构，和Java/J2EE架构相比，LAMP具有Web资源丰富、轻量、快速开发等特点，微软的.NET架构相比，LAMP具有通用、跨平台、高性能、低价格的优势，因此LAMP无论是性能、质量还是价格都是企业搭建网站的首选平台，因此，本实施例采用LAMP环境满足开发的需要。

所述云服务器单元采用阿里云服务器，将传感器采集到的数据经由NB-IoT传输到云服务器，而后存储于后台MySQL数据库，用户能实时查看当前数据和分析历史数据，阿里云服务器具有安全稳定，性能可靠的特性，数据存储可靠性高达99.99％，采用大规模分布式计算系统，每份数据多个副本，单份损坏可以在短时间内快速恢复，保证数据安全，安全组间自带防火墙；可杜绝ARP攻击和MAC欺骗；有效防护DDoS攻击；可进行端口入侵扫描，挂马扫描，漏洞扫描等，并带有自动宕机迁移，自动快照备份，数据恢复更方便。

作为本技术方案的进一步改进，所述数据分析模块采用Highcharts提供数据曲线分析和图表分析功能，Highcharts是一个用纯JavaScript编写的一个图表库，能够很简单便捷的在web网站或是web应用程序添加有交互性的图表，Highcharts还具有多设备兼容、轻量和灵活配置的特点，将Highcharts集成在微信服务号服务页面，服务号具有跳转第三方网页的功能，满足系统的设计要求。

作为本技术方案的进一步改进，所述数据存储模块采用MySQL来存储数据，采用云端数据库可以保证数据的随时访问，它是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQLAB公司开发，目前属于Oracle旗下产品，MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。

作为本技术方案的进一步改进，所述移动端服务模块基于微信公众号为载体，微信公众号除了作为各种媒体以及企业传播信息的媒介外，还提供了各种服务接口供开发者使用，用户无需下载客户端软件就可以使用这些功能，另外，微信公众号的功能相对精简化，没有传统APP那些繁杂的交互、验证和高成本。

作为本技术方案的进一步改进，所述消息通知模块基于中国网建短信通服务设置，接入其提供的API接口后，当设备检测环境数据长期处于异常状态时，将发送报警短信给绑定用户。在本实施例中，消息通知是很重要的一环，一旦检测到环境的异常信息，要确保用户可以收到消息提醒，中国网建短信通服务有99％到达率，电信级运维保障，实时监控自动切换，大容量高并发的特点。并且它发送速度快，3秒可达，三网合一专属通道，与工信部携号转网平台实时互联。变量灵活，支持带入变量，内容灵活，可适应支持各种业务场景。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该基于GD32的公共环境监测在线直播系统中，将多种种传感器数据融合传输至云服务器存储，能够采集PM25、甲醛、二氧化碳、烟雾、温度、湿度、光照、气压等多种空气环境数据。

2、该基于GD32的公共环境监测在线直播系统中，基于窄带物联网进行数据传输，窄带物联网NB-IoT信号能穿透多重建筑物遮挡，可在地下室、地下停车场等传统信号不理想的公众场所中实现环境参数在线监测。

3、该基于GD32的公共环境监测在线直播系统中，基于所有手机均已安装的微信公众号服务接口开发，免除了第三方APP的重新下载安装和软件信任问题。

4、该基于GD32的公共环境监测在线直播系统中，构建于阿里云平台，大大节约开发成本，便于日后的数据挖掘与分析。

5、该基于GD32的公共环境监测在线直播系统中，基于阿里云平台的数据存储和云计算服务，支持不同权限的后台数据管理、分析和导出功能。

附图说明

图1为实施例1环境监测在线直播系统框图；

图2为实施例1的数据采集终端模块框图；

图3为实施例1的数据传输单元模块框图；

图4为实施例1的云服务器单元模块框图；

图5为实施例1的数据传输单元流程框图；

图6为实施例1的甲醛传感器使用流程框图；

图7为实施例1的PM2.5传感器功能框图；

图8为实施例1的数据采集终端功能框图；

图9为实施例1的整体流程设计框图。

图中各个标号意义为：

100、数据采集终端；110、甲醛传感器模组；120、烟雾传感器；130、PM2.5传感器；140、气压传感器；150、光照传感器；160、温湿度传感器；170、二氧化碳传感器；

200、数据传输单元；210、NB-IoT基站；220、NB-IoT分组核心网；230、IoT连接管理平台；240、行业应用服务器；

300、云服务器单元；310、数据分析模块；320、数据存储模块；330、移动端服务模块；340、消息通知模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本发明提供基于GD32的公共环境监测在线直播系统，如图1和9所示，包括数据采集终端100、数据传输单元200和云服务器单元300，数据采集终端100用于对前端数据进行采集，数据传输单元200用于基于NB-IoT网络实现采集的数据无线传输，云服务器单元300用于将数据储存至云端服务器的数据库内。

本系统硬件结构基于GD32主控电路板设计，主控芯片GD32F103RCT6基于CortexM3内核，采用意法半导体公司的32位微控制器，工作频率最高可达108MHz，能够进行单周期乘法和硬件除法，可以满足本作品的开发使用。

本实施例中，如图2和图8所示，数据采集终端100包括甲醛传感器模组110，用于对空气中甲醛含量进行检测；烟雾传感器120，用于对空气中烟雾含量进行检测；PM2.5 传感器130，用于对空气中PM2.5含量进行检测；气压传感器140，用于对空气中气压含量进行检测；光照传感器150，用于对光照强度进行检查；温湿度传感器160，用于对空气中温湿度进行检测；二氧化碳传感器170，用于对空气中二氧化碳含量进行检测。

其中，甲醛传感器模组110优选为ZE08-CH2O型电化学甲醛传感器模组，ZE08-CH2O型电化学甲醛传感器模组是一个通用型、小型化模组，利用电化学原理对空气中存在的CH2O进行探测，具有良好的选择性，稳定性，内置温度传感器，可进行温度补偿；同时具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。广泛应用于便携式仪表、空气质量监测设备、空气净化机、新风换气系统、空调、智能家居设备等场所。它具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、使用寿命长的特点，满足了设备对传感器的要求。并且提供UART、模拟电压信号、 PWM波形等多种输出方式。

其中，烟雾传感器120优选为MQ-2烟雾传感器，MQ-2烟雾传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当烟雾传感器所处环境中存在可燃气体时，烟雾传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该烟雾传感器气体浓度相对应的输出信号；该模块具有信号输出指示，双路信号输出、TTL输出有效信号为低电平、对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性快速的响应恢复特性。本实施例中选取该款模块可以有效的检测多种可燃性气体，在家用环境中，需要防范的可燃性气体主要是天然气中的甲烷。该模块主要用来监测环境中的烟雾，及时报警，极大的减少生命财产的损失，MQ-2烟雾传感器在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度，对液化气、丙烷、氢气的灵敏度较高，当家中烟雾浓度超标时，用户将会受到报警短信。

其中，PM2.5传感器130选用PMS5003ST系列传感器，其功能如图7所示，PMS5003ST系列是一款可以同时监测空气中颗粒物浓度和甲醛浓度的二合一传感器。其中颗粒物浓度的监测基于激光散射原理，可连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物个数，即颗粒物浓度分布，进而换算成为质量浓度，甲醛浓度的监测基于电化学原理，具有高精度、高稳定性的特点。颗粒物浓度数值和甲醛浓度数值合并以通用数字接口形式输出。传感器可嵌入各种与空气质量监测和改善相关的仪器设备，为其提供及时准确的浓度数据，传感器采用激光散射原理。即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强随时间变化的曲线。进而微处理器利用基于米氏MIE理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。

再进一步的，甲醛传感器模组110通过串口发送询问指令，接受传感器的应答数据，其流程如图6所示。

其中，甲醛传感器模组110的通用设置为波特率为9600，数据位为8位，停止位为1位。

其中，甲醛传感器模组110的通信分为主动上传式和问答式，出厂默认主动上传，每间隔1S发送一次浓度值，命令行格式如下表：

上传模式表一

气体浓度值＝气体浓度高位*256+气体浓度低位

切换到问答式，命令行格式如下表所示：

上传模式表二

0

1

2

3

4

5

6

7

8

起始位

保留

切换命令

问答

保留

保留

保留

保留

校验值

0xFF

0x01

0x78

0x41

0x00

0x00

0x00

0x00

0x46

切换到主动上传模式，命令行格式如下表所示：

主动上传表

0

1

2

3

4

5

6

7

8

起始位

保留

切换命令

主动上传

保留

保留

保留

保留

校验值

0xFF

0x01

0x78

0x40

0x00

0x00

0x00

0x00

0x47

气体浓度格式如下表所示：

气体浓度表

0

1

2

3

4

5

6

7

8

起始位

保留

命令

保留

保留

保留

保留

保留

校验值

0xFF

0x01

0x86

0x00

0x00

0x00

0x00

0x00

0x79

传感器返回值格式如下表所示：

传感器返回表

值得说明的是，数据传输单元200基于NB-IoT网络设计，如图3所示，数据传输单元200包括NB-IoT基站210、NB-IoT分组核心网220、IoT连接管理平台230和行业应用服务器240，NB-IoT基站210用于支持NB-IoT连接管理平台业务；NB-IoT分组核心网220 用于建立分组网络；IoT连接管理平台230用于部署NB-IoT连接管理平台业务专用的EPC；行业应用服务器240用于支持第三方应用系统。

其中，IoT连接管理平台230的功能包括提供对各种传感器、SIM卡的数据采集、管理功能，同时可以把数据开放给第三方应用系统，让各种应用能快速构建自己的物联网业务。

具体的，NB-IoT是一种革新性的技术，是由华为主导，由3GPP定义的基于蜂窝网络的窄带物联网技术，它支持海量连接、有深度覆盖能力、功耗低等优点，本实施例中选择上海移远公司生产的BC95作为NB-IoT无线通信模块，其高性能，低功耗，小尺寸的特点能够很好地满足本系统的需求，有效的减小系统规模并优化了整体成本，具体来讲，它具有超强覆盖，相对于原来GPRS系统，增加20dB的信号增益；超低功耗，终端节点要能达到10年的电池寿命；超低成本，终端芯片的目标定价为1美元，模块定价为2美元；超大连接，200kHz小区容量可达100k用户设备，完全满足开发需求。

其中，NB-IoT基站210是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元，主要完成移动通信网和UE之间的通信和管理功能，即通过运营商网络连接的NB-IoT连接管理平台用户终端设备必须在基站信号的覆盖范围内才能进行通信，基站不是孤立存在的，属于网络架构中的一部分，是连接移动通信网和UE的桥梁，基站一般由机房、信号处理设备、室外的射频模块、收发信号的天线、GPS、各种传输线缆等组成。

值得说明的是，如图5所示，数据传输单元200的数据传输方法包括如下步骤：

S1、查询模块射频功能状态并打开射频功能；

S2、激活网络，使用UDP通信；

S3、向平台发送注册包；

S4、向平台发送采集数据；

S5、关闭网络。

其中为了保证数据传输稳定，向平台发送采集数据还需用到通讯协议，通讯协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定，约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。

从NB-IoT发送数据时先对数据进行加密处理，再将数据传输到云服务器，服务器接收到数据后进行解密，将数据解密为数据库对应字段的信息，再***数据库，通讯协议如下表所示：

通讯协议表

更进一步的，如图4所示，云服务器单元300包括数据分析模块310、数据存储模块320、移动端服务模块330和消息通知模块340；数据分析模块310用于统计分析方法对收集来的大量数据进行分析；数据存储模块320采用云端数据库对数据进行储存；移动端服务模块330用于用户随时随地接收、发送数据以及请求各类服务；消息通知模块340用于向用户发生消息通知。

其中，云服务器单元300的系统使用开发环境为LAMP，LAMP具有良好的响应特性和稳定性，LAMP是目前国际流行的Web框架，该框架包括：Linux操作系统，Apache网络服务器，MySQL数据库，Perl、PHP或者Python编程语言，所有组成产品均是开源软件，是国际上成熟的架构框架，很多流行的商业应用都是采取此架构，和Java/J2EE架构相比， LAMP具有Web资源丰富、轻量、快速开发等特点，微软的.NET架构相比，LAMP具有通用、跨平台、高性能、低价格的优势，因此LAMP无论是性能、质量还是价格都是企业搭建网站的首选平台，因此，本实施例采用LAMP环境满足开发的需要。

其中，云服务器单元300采用阿里云ECS服务器，将传感器采集到的数据经由NB-IoT 传输到云服务器，而后存储于后台MySQL数据库，用户能实时查看当前数据和分析历史数据，阿里云服务器具有安全稳定，性能可靠的特性，数据存储可靠性高达99.99％，采用大规模分布式计算系统，每份数据多个副本，单份损坏可以在短时间内快速恢复，保证数据安全，安全组间自带防火墙；可杜绝ARP攻击和MAC欺骗；有效防护DDoS攻击；可进行端口入侵扫描，挂马扫描，漏洞扫描等，并带有自动宕机迁移，自动快照备份，数据恢复更方便。

值得说明的是，数据分析模块310采用Highcharts提供数据曲线分析和图表分析功能，Highcharts是一个用纯JavaScript编写的一个图表库，能够很简单便捷的在web网站或是web应用程序添加有交互性的图表，Highcharts还具有多设备兼容、轻量和灵活配置的特点，将Highcharts集成在微信服务号服务页面，服务号具有跳转第三方网页的功能，满足系统的设计要求。

具体的，数据存储模块320采用MySQL来存储数据，采用云端数据库可以保证数据的随时访问，它是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQLAB公司开发，目前属于Oracle旗下产品，MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。

此外，移动端服务模块330基于微信公众号为载体，微信公众号除了作为各种媒体以及企业传播信息的媒介外，还提供了各种服务接口供开发者使用，用户无需下载客户端软件就可以使用这些功能，另外，微信公众号的功能相对精简化，没有传统APP那些繁杂的交互、验证和高成本，同时基于微信公众号的终端查询功能，为不同用户提供不同权限的公共场所空气质量监控数据，能够实现公共场所空气环境实时在线查询、历史回顾查询和分析功能。

除此之外，消息通知模块340基于中国网建短信通服务设置，接入其提供的API接口后，当设备检测环境数据长期处于异常状态时，将发送报警短信给绑定用户。在本实施例中，消息通知是很重要的一环，一旦检测到环境的异常信息，要确保用户可以收到消息提醒，中国网建短信通服务有99％到达率，电信级运维保障，实时监控自动切换，大容量高并发的特点。并且它发送速度快，3秒可达，三网合一专属通道，与工信部携号转网平台实时互联。变量灵活，支持带入变量，内容灵活，可适应支持各种业务场景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。