1 绪论

1.1 选题背景及意义

随着社会进步经济发展，汽车越来越普及。随之而来的空气质量问题也日渐显露。很多城市开始深受雾霾的困扰，雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述[1]。霾的主要成分是PM2.5。PM是英文Particulatematter即颗粒物的缩写，2.5表示这种颗粒物的直径。所以PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物[2]。直径小于2.5微米的颗粒物，可以突破人鼻腔及咽喉的防线，对人体造成很大的伤害。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标[3]。

众所周知，路径规划可提供各种出行路线。比如最短距离最少时间等。这对于人们的出行提供了很大的便利性。它是导航系统的基本功能之一。但是它的优化标准可以多种多样，如距离和时间。为了满足人们多样的出行需求，很多指标都可以作为优化标准，如本文研究的PM2.5浓度。一般都是利用图论来研究路径规划问题，所以路径规划问题也就转化为最短路径问题[4]。

本文中，首先利用嵌入式技术和无线通信技术设计出基于ARM微控制器LPC2366的移动式PM2.5数据监测设备。由于目前PM2.5监测站装置基本以专业为主。且专业站点监测得到的结果是一个大范围的PM2.5数据，而非具体小区域的PM2.5浓度。这样得到的监测值对于普通百姓来说，并不具体和全面，无法满足他们的出行线路选择的具体需要。而通过将本文提出的小型设备装载在浮动车上，能够实时动态的获取PM2.5数据和相应的位置时间等信息。然后运用合适的最短路径算法，将PM2.5作为路径规划的优化标准，进行基于PM2.5数据的路径规划，给人们的出行提供一种更为健康的路径选择。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 PM2.5监测技术研究现状

1.2.2路径规划研究现状

1.3本文研究的主要内容

根据研究背景以及国内外研究现状可以看出，PM2.5是当前人们关注的重点对象，路径规划作为导航系统的基本功能之一也是一个研究热点。本课题主要研究基于PM2.5浓度的健康出行路径规划，本文的具体研究内容如下所述：

（1）对装载PM2.5监测设备的浮动车系统进行简单的介绍。了解了它的原理、组成、特点，以及如何将浮动车运用到本文设计的PM2.5检测中。

（2）介绍了嵌入式系统的基本知识，然后基于ARM架构的LPC2366设计移动式城市PM2.5监测设备，包括各个模块的设计以及相应的各部分硬件软件设计，最后基本实现了移动式PM2.5浓度监测功能。

（3）介绍了常用的进行路径规划所用的最短路径算法Dijkstra算法，基于Dijksta算法提出了将PM2.5浓度作为优化标准的最短路径算法，给人们的日常出行提供一种更为健康的路径选择。