【摘 要】
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作为学生学习生活的重要场所,教室的空气质量指数（Air Quality Index,AQI）直接影响学生的身体健康与学习效率,教室AQI的监管与评价尤为重要。现有的室内空气质量智能监管系统存在检测指标较少、实时监控缺乏以及评价方法不完善等问题。因此,利用物联网（Internetof Things,IoT）和Java Web等技术,设计一种教室AQI监管与模糊评价系统,对教室AQI进行合理的监管与评
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作为学生学习生活的重要场所,教室的空气质量指数（Air Quality Index,AQI）直接影响学生的身体健康与学习效率,教室AQI的监管与评价尤为重要。现有的室内空气质量智能监管系统存在检测指标较少、实时监控缺乏以及评价方法不完善等问题。因此,利用物联网（Internetof Things,IoT）和Java Web等技术,设计一种教室AQI监管与模糊评价系统,对教室AQI进行合理的监管与评价,是亟待解决的重要课题。本文的主要研究内容如下:首先,进行了教室AQI监管与模糊评价系统的总体设计。基于物联网三层架构设计了系统总体框架,确定了 AQI监测评价指标,并对感知层AQI数据采集模块的结构进行了设计。在此基础上,确定了数据传输流程,并基于Mina框架、HTTP和MQTT协议进行了系统网络层通信设计。此外,还介绍了教室AQI监管系统的软件总体设计和AQI模糊评价模块的设计。其次,通过分析经典AQI评价方法的不足,基于模糊建模方法,设计了一种教室AQI模糊评价模型。该模型评价流程主要分为三步,首先确定输入集和输出集,通过隶属度函数进行输入模糊化;接着确定模糊评价规则并进行Mamdani模糊推理计算;最后进行去模糊化,输出结果即为教室AQI模糊评价值。同时,借助MATLAB模糊工具箱和Simulink进行了模型仿真实验。然后,以教室内温湿度、CO2、VOC、甲醛、PM2.5和PM10作为检测指标,详细介绍了教室AQI监管系统的软件设计,该系统由IoT开放平台、健康教室管理平台、PC前端和手机APP四个部分组成。基于JEECG开发平台,使用Java Web和MySQL数据库等技术实现了 IoT开放平台和健康教室管理平台,分别完成设备接入、数据传输和设备、用户管理等功能,并采用Vue.js框架设计并实现了 PC前端和手机APP,完成了数据展示与设备控制。最后,完成了系统的整体测试与分析。进行了 AQI监管系统软件测试,并基于教室内空气质量的实际监测数据,将经典AQI计算结果与模糊AQI评价结果进行了对比分析。结果表明,软件系统运行稳定,各部分功能基本实现,能实时监测并较为准确地评价教室内空气质量。
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