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 开题报告
物联网毕业论文开题报告范例(含综述和文献)
发布时间:2019-10-30 点击: 发布:学术论文网

论文题目:基于物联网的秸秆焚烧检测系统
1.本课题研究的目的与意义
(1)选题目的:
秸秆焚烧是指农作物秸秆被当作废弃物焚烧。秸秆可做饲料、燃料及食用菌种植的原料等,是一种重要的生物质资源,但是由于人们生活方式的改变使得秸秆利用价值低,且处理费时费力,因此,导致在农作物收获期间,秸秆焚烧现象严重且难控制。大面积秸秆焚烧会释放大量的氮氧化物和烟尘等污染物,影响人们正常生活,并且焚烧秸秆已经成为雾霆形成的重要原因之一。近年来,各个省市的环保部门都加大了对于秸秆焚烧的监管力度,但其首要环节即是对秸秆焚烧的监测。全国每年有大量的秸秆被焚烧,造成了大气环境的污染,为了有效遏制秸秆焚烧,落实秸秆焚烧防控责任,各级政府纷纷制定了相关法律法规。但是由于秸秆焚烧具有分散性、随时性的特点,实地人工逐点排查耗费大量的人力物力,因此,本文旨在利用物联网技术,设计秸秆焚烧检测系统,对秸秆焚烧火点进行监测,减少秸秆焚烧对环境的污染。
(2)选题意义:
随着生活水平的提高,家用电器、天然气使用日益广泛,农民对柴草的需求量下降,焚烧农作物秸秆的行为常常发生。秸秆焚烧造成严重的大气污染,危害人体健康引发交通事故,影响道路交通和航空安全引发火灾;破坏土壤结构,造成农田质量下降。而前期,通过对使用遥感技术监测秸秆焚烧的研究,发现这种方式成本较高,对焚烧面积小、时间短的情况不易监测。因此,针对这些问题,本文设计了1个基于物联网的秸秆焚烧检测系统,对秸秆焚烧现象进行实时检测和预警,以便及时发现秸秆焚烧的区域,并进行处理。一方面,为后续研究学者开辟了新的视角,充分利用物联网技术的作用,丰富该领域研究成果;另一方面,基于物联网的秸秆焚烧检测系统的设计为相关部门提供了一定的研究思路,对管理秸秆焚烧有一定的可行性指导作用,可有效遏制秸秆焚烧,缓解环境污染所带来的压力。
2.本课题的研究现状
对大范围的露天秸秆焚烧进行监测的研究总体较少,起步也相对较晚。大规模的秸秆就地焚烧现象是农业经济快速发展、农村种植人群结构变化、农民环保意识相对较弱、相关政府部门政策和技术支持不足等的综合产物,在二十世纪末和本世纪初非常严重。越来越严峻的温室效应及大气污染问题引发了各界的广泛关注,科研工作者在探寻大气污染源时注意到大规模的秸秆露天焚烧会产生大量有毒有害气体及颗粒污染物,严重降低空气质量,危害人体健康,以此,对秸秆焚烧的监测研究才逐渐增多。
国内研究现状:
国内的研究主要集中在利用地面观测数据和遥感监测对排放污染物的估算上。因为秸秆焚烧的时间短,除卫星遥感监测外,没有别的更有效的监测手段,而卫星遥感监测受空间分辨率,过境时间的影响,会遗漏很多秸秆焚烧事件,所以,秸秆焚烧的情况无法根据遥感监测得到精确值,国内通常结合地面观测和遥感监测数据对秸秆焚烧量进行估算。李金香(2008)等根据大气污染物采样数据,对西南风影响下北京市南部农田秸秆焚烧状况进行监测,对秸秆焚烧排放的污染物向北京扩散的过程进行分析,发现污染物扩散对北京市西南部地区空气质量影响最大,对北部山区影响较小,高浓度污染物在市区持续时间较长。大气运动状况对污染物浓度具有主导作用,在不利于扩散的气象条件下,污染物在大气中停留时间较长。厉青(2009)等利用MODIS火点监测数据,分析其与区域空气质量的关系,发现800km邻域范围内火点的分布与空气质量指数之间是正相关关系。蔡宏坷等(2009)使用星载激光雷达CALIOP资料、NCEP/NCAR再分析资料和地面气象观测资料分析了2008年6月2日华东地区秸秆焚烧引起的大气边界层气溶胶爆发性增加事件,分析了大气运动队气溶胶扩散的影响。结果表明:气溶胶主要集中在5km高度以下,引起地面能见度降低,同时还对气溶胶的光学特性进行了分析。
国外研究现状:
Mittal等2007年在印度的五个不同地方分析了水稻和小麦秸秆焚烧对大气中N02,,SO2和气溶胶浓度的影响。对N02,,SO2和气溶胶进行连续观测,比较秸秆焚烧前后的浓度差异,结果显示秸秆焚烧可引起N02,,SO2和气溶胶浓度的显著升高。Viana等(2008)在西班牙的研究得出如下结论:秸秆焚烧期间,区域范围内的可吸入颗粒物浓度在焚烧高峰期可达30µgm-3。McCarty等(2007)使用MODIS影像数据监测分析了2001-2004年美国西南部的秸秆焚烧情况,结果显示秸秆焚烧火点占每年火点总量的16%,大部分的秸秆焚烧发生在每年的收获季节。使用MODIS火点数据对秸秆焚烧火点进行监测,为政府部门监测秸秆焚烧提供了一种新的手段。Badarinath等(2009)利用遥感影像对印度恒河流域的秸秆焚烧导致的阿拉伯海地区空气污染过程进行了分析,此次高浓度气溶胶事件是由恒河流域的秸秆焚烧造成的,并利用HYSPLIT后向轨迹模式推算出阿拉伯海上空的CO与气溶胶高值区是陆地上秸秆焚烧产生的污染物长距离迁移而来的。
3.本课题的研究内容
摘要
1.秸秆焚烧检测系统概述
1.1秸秆焚烧检测系统
1.2秸秆焚烧检测的必要性
2.秸秆焚烧检测系统硬件选择
2.1气象站的选择
2.2气体传感器的选择
2.3烟雾传感器的选择
2.4记录摄像机的选择
3.秸秆焚烧检测系统软件设计
3.1软件设计
3.2实验与结论
4.秸秆焚烧的管理建议
4.1提高秸秆焚烧检测技术
4.2加强政府的干预力度
4.3培养人们的环保意识
结论
参考文献
致谢
预期成果:
近些年来,环境污染问题日益受社会关注,其中农民焚烧秸秆问题也成为产生环境污染的一个重要组成部分。物联网技术应用在秸秆焚烧检测领域,可以在大面积范围内实现快速监测秸秆焚烧火点的情况,提高秸秆焚烧火点的监测水平,为环境污染以及治理提供必要的参考依据,并有助于制止秸秆焚烧行为工作的顺利开展。因此,本文基于物联网技术的应用,对秸秆焚烧检测系统进行研究,以通过对系统硬件的选择和软件的设计,设计出有效的检测方案,为相关部门提供一定的指导和建议
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