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環保氣象

森林步道空氣質量監測站

一、方案概述

森林步道是人們親近自然、休閑健身的重要場所，空氣質量直接影響游客體驗和健康。建立空氣質量監測站，可實時監測PM2.5、PM10、二氧化碳（CO?）、氧氣（O?）、揮發性有機物（TVOC）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO?）、臭氧（O?）、溫濕度等參數，為游客提供實時環境數據，同時為生態環境保護提供科學依據。

本方案采用4G通信方式，適用于森林公園、國家步道、登山路線、濕地公園、生態旅游區等區域，助力智慧景區與生態環境監測。

二、系統架構

1. 數據采集層

顆粒物傳感器（PM2.5、PM10）：監測空氣中顆粒物濃度，分析空氣質量指數（AQI）。
二氧化碳（CO?）傳感器：檢測空氣中新鮮度，反映植物光合作用情況。
氧氣（O?）傳感器：評估森林氧氣濃度，提供健康空氣指數。
揮發性有機物（TVOC）傳感器：檢測空氣中有害有機污染物，判斷空氣污染程度。
一氧化碳（CO）傳感器：監測森林火災隱患，預防有害氣體積聚。
二氧化氮（NO?）/臭氧（O?）傳感器：監測空氣污染物，分析環境質量變化。
溫濕度傳感器：記錄環境溫濕度，評估舒適度和氣候變化。

2. 數據傳輸層

4G通信模塊：支持遠程無線數據上傳，適用于偏遠山區、森林等無有線網絡區域。
低功耗無線傳輸：支持LoRa/NB-IoT輔助通信，覆蓋更大范圍。

3. 數據處理與分析層

云端數據平臺：采集空氣質量數據，進行存儲、分析、可視化展示。
智能預警系統：當污染物濃度超標或氧氣含量過低時，自動發送預警信息。
游客端查詢：游客可通過微信小程序、APP查看空氣質量情況，規劃最佳游玩路線。

4. 監測與管理層

管理后臺：景區管理人員可遠程查看數據，分析環境變化趨勢。
數據報表生成：支持空氣質量長期趨勢分析，提供污染防治決策支持。
遠程設備運維：支持遠程監控、故障預警、軟件升級，減少人工維護成本。

三、硬件方案

設備名稱	功能描述	技術參數
PM2.5/PM10傳感器	監測空氣顆粒物濃度，評估空氣質量指數（AQI）	0-1000µg/m³，精度±10%
CO?傳感器	監測二氧化碳濃度，評估空氣新鮮度	400-5000ppm，精度±50ppm
O?傳感器	監測氧氣濃度，判斷空氣富氧水平	0-25%，精度±0.1%
TVOC傳感器	監測揮發性有機物（有害氣體）	0-50ppm，精度±5%
CO傳感器	監測一氧化碳，預警有害氣體積聚	0-1000ppm，精度±5ppm
NO?傳感器	監測二氧化氮，判斷空氣污染狀況	0-10ppm，精度±0.05ppm
O?傳感器	監測臭氧濃度，評估氧化污染物水平	0-10ppm，精度±0.05ppm
溫濕度傳感器	記錄環境溫濕度，分析舒適度	-40~85°C，0-100%RH
4G通信模塊	遠程數據傳輸，支持實時上傳云端	LTE全網通，數據速率≥100kbps
太陽能供電系統	適應野外無人值守環境，保障設備長期運行	太陽能+鋰電池儲能

四、軟件方案

1. 空氣質量數據可視化

實時顯示：PM2.5、PM10、CO?、O?、TVOC、CO、NO?、O?、溫濕度等數據。
數據趨勢分析：支持日、周、月、年空氣質量變化趨勢分析。
游客查詢端：微信小程序、APP顯示空氣質量指數，為游客提供出行建議。

2. 智能預警

設定污染物濃度安全閾值，當空氣質量超標時，自動觸發報警。
短信/微信通知管理人員，提醒采取相應措施。
可聯動景區廣播系統，提醒游客注意空氣狀況。

3. 遠程管理與運維

設備遠程狀態監控，支持在線調試、軟件升級。
異常報警：設備故障、數據異常時，遠程報警，減少人工巡檢頻率。

五、系統部署與安裝實施

站點選擇
- 選擇空氣質量有代表性的地點，如步道入口、主要游客休息區、森林深處等。
- 避免人為污染源干擾，確保數據準確。
設備安裝
- 采用立桿安裝，高度2.5-3米，減少地面干擾。
- 太陽能供電，適應野外長期運行。
- 防雷、防水設計，確保設備穩定運行。
系統調試與測試
- 初始數據校準，與標準儀器比對。
- 設定預警閾值，模擬異常情況測試報警功能。
運維管理
- 遠程巡檢：定期檢查傳感器狀態，清理灰塵，保證測量精度。
- 數據比對：長期監測趨勢，判斷空氣質量變化趨勢。

六、效益分析

效益類別	具體內容
游客安全	提供空氣質量數據，提醒游客選擇最佳游覽時間。
景區管理	為景區空氣治理提供數據支持，優化管理措施。
生態保護	監測空氣污染情況，為環境治理提供科學依據。
智能化提升	提升景區智慧管理能力，增強游客體驗。
運維成本降低	遠程監測設備狀態，減少人工巡檢頻率。

七、應用場景

森林公園：監測空氣質量，分析生態環境變化。
登山步道：為登山者提供空氣質量預警，提高安全性。
濕地公園：評估濕地生態系統對空氣的凈化作用。
生態旅游區：提升景區綠色環保形象。

八、項目案例

案例：某國家森林公園空氣質量監測系統
在森林步道沿線布設空氣質量監測站，監測空氣質量變化，為游客提供空氣質量查詢功能，同時為景區管理提供科學的空氣污染治理依據。

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森林步道空氣質量監測站

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