一、研究背景與意義
環境保護政策驅動
隨着全球氣候變化問題日益嚴峻，各國對環境保護的重視程度不斷提升。我國提出“雙碳”目標（碳達峯、碳中和），對機動車尾氣排放的監管要求愈發嚴格。車輛尾氣中的一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）等污染物是空氣污染的主要來源，直接影響空氣質量與公眾健康。
傳統尾氣檢測系統多以表格數據或簡單報表形式呈現，存在數據分散、直觀性差、分析效率低等問題。通過可視化大屏技術，可將複雜的排放數據轉化為圖表、趨勢圖等直觀形式，幫助監管部門快速掌握污染動態，制定科學治理策略。
行業管理需求升級
車輛尾氣排放管理涉及交通、環保、公安等多部門協同，需對不同類型車輛（如柴油車、汽油車、新能源車）進行分類監管。例如，危險品運輸車、網約車等特殊車輛需嚴格監控排放標準。可視化大屏可整合多源數據，實現跨部門信息共享，提升管理效率。
技術發展推動創新
大數據、物聯網（IoT）與前端可視化技術（如ECharts、AntV）的成熟，為尾氣檢測系統的智能化升級提供了技術支撐。通過實時數據採集與動態展示，系統可支持異常預警、趨勢預測等高級功能，推動尾氣管理從“被動響應”向“主動防控”轉變。
社會效益與經濟價值
可視化大屏系統可輔助政府優化交通規劃（如高排放車輛限行區域劃定）、促進企業技術改造（如老舊車輛淘汰），同時提升公眾環保意識。長期來看，該系統對改善城市空氣質量、降低呼吸系統疾病發病率具有顯著社會價值。
二、需求分析
用户角色與場景分析
監管部門：需實時監控重點區域、高排放車輛的排放數據，生成統計報告以支持政策制定。
檢測機構：需高效管理檢測記錄，支持數據查詢與異常標記。
車輛運營企業：需跟蹤車隊排放情況，優化車輛維護計劃。
公眾：通過公開數據瞭解環境質量，參與社會監督。
功能需求
數據管理需求
支持車輛信息（車牌號、類型、所屬行業）與排放數據的錄入、修改、刪除。
提供數據校驗功能，確保CO、HC、NOx等數值符合檢測標準。
實時監控需求
通過大屏動態展示各區域/車輛類型的實時排放數據，支持多維度篩選（如按行業、車型過濾）。
異常數據自動標記（如超標值紅色高亮），並觸發預警通知。
查詢與統計需求
支持多條件組合查詢（車牌號、檢測時間範圍等）。
生成日/月/年排放趨勢圖、污染物佔比餅圖等可視化報表。
權限管理需求
區分管理員、普通用户等角色，控制數據操作權限（如導出、刪除功能限制）。
非功能需求
性能需求：支持高併發訪問，數據更新延遲不超過5秒。
安全性需求：數據傳輸加密，防止篡改檢測記錄。
可擴展性需求：模塊化設計，便於接入新檢測設備或新增污染物指標。
三、功能設計
系統架構設計
系統採用B/S架構，分為數據採集層、業務邏輯層與展示層：
數據採集層：通過物聯網傳感器或第三方檢測設備上傳車輛排放數據，經API接口存儲至數據庫。
業務邏輯層：處理數據校驗、異常判斷、統計計算等核心邏輯。
展示層：基於Web的可視化大屏，兼容PC與大屏顯示器，支持響應式佈局。
核心功能模塊設計
（1）數據採集與存儲模塊
功能描述：對接檢測設備，實時接收車輛排放數據（CO、HC、NOx濃度等），並存入關係型數據庫（如MySQL）。
設計要點：
數據字段包括車牌號、車輛類型、檢測時間、污染物數值等。
採用事務機制保證數據一致性，避免併發寫入衝突。
（2）數據展示模塊（可視化大屏）
功能描述：以圖表形式動態呈現排放數據，支持交互式操作（如縮放、篩選）。
設計內容：
實時數據看板：展示最新檢測記錄，按車輛類型、所屬行業分類顯示。
趨勢分析圖表：折線圖呈現CO、HC等污染物日/月排放趨勢。
空間分佈熱力圖：結合GIS地圖，標註高排放車輛集中區域。
異常預警面板：超標數據實時彈窗提醒，並記錄預警歷史。
（3）數據查詢與統計模塊
功能描述：提供靈活查詢接口，支持用户按需生成統計報表。
設計要點：
查詢條件：車牌號模糊匹配、檢測時間範圍選擇、車輛類型多選。
統計維度：按行業（如網約車、危險品車）統計排放總量，按車型（中型車、小型車）對比污染物均值。
輸出形式：導出Excel/PDF報表，或生成柱狀圖、餅圖等可視化結果。
（4）系統管理模塊
功能描述：管理用户權限、系統日誌與基礎配置。
設計內容：
用户角色分為管理員（全權限）、普通用户（僅查看）、審計員（僅導出數據）。
操作日誌記錄數據修改、刪除等敏感操作，確保可追溯性。
交互設計
大屏佈局：採用分屏設計，左側為導航欄（切換首頁、查詢、統計等頁面），主區域展示核心圖表與數據表格。
操作反饋：點擊“查看”按鈕彈出詳情窗口，顯示車輛歷史排放記錄；修改數據後實時更新圖表。
響應式適配：通過CSS媒體查詢，確保大屏在4K顯示器與普通PC端均清晰顯示。
技術選型
前端：Vue.js框架 + ECharts圖表庫，實現動態數據綁定與可視化渲染。
後端：Spring Boot提供RESTful API，集成MyBatis操作數據庫。
數據庫：MySQL存儲結構化數據，Redis緩存高頻查詢結果以提升性能。
四、總結
車輛尾氣檢測排放系統的可視化大屏設計，通過整合數據採集、實時監控、統計分析等功能，解決了傳統管理方式中信息滯後、分析效率低的問題。系統不僅滿足監管部門對排放數據的精準管控需求，還通過直觀的可視化界面提升了決策效率。未來可進一步結合AI算法實現排放預測，或接入更多城市傳感器數據構建綜合環保監測平台。
