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近十年来，随着塑胶跑道在学校的普及，校园跑道的质量问题也正在面临着越来越严峻的挑战。其中塑胶跑道缓慢释放出的VOC气体侵害学生的身体健康问题得到了学术界和工业界的关注和研究，为此国家发布了塑胶跑道新国标GB36246_2018以约束塑胶市场。另外塑胶跑道长期受到紫外线照射极易老化，老化的塑胶跑道继续使用将会导致运动损伤，所以合理评估塑胶跑道残余寿命至关重要。
除了从源头解决跑道中挥发出的VOC气体问题外，对于已经生产的未知安全的塑胶跑道采取“亡羊补牢”的措施也是非常有必要的。为此本论文开发出一套基于物联网方案，它能够24小时监测跑道上方空气数据，分析实时安全指数，提前预报操场空气质量。实时测量环境参数是了解空气质量与变化趋势关键技术之一。空气中VOC非常容易受到温度、气压、湿度、光照、紫外等环境参数的影响，因此实时采集环境数据非常重要；另一方面，VOC是处于一个动态变化的过程中，因此，研究实时VOC气体中的浓度变化趋势问题，准确预测并提前告知人们远离该危险区域具有重要意义。
本论文以塑胶跑道作为主要研究对象，从其释放的挥发性有机物和物理机械性能老化程度两方面进行分析，较为系统地考察了挥发性有机物浓度和环境中各种参数之间的关系，以及其浓度预测和跑道老化程度预测问题。研究内容涉传感器采集数据、TCP/IP协议传输数据、机器学习算法等多个方面。本论文的主要创新点包括：
1.搭建多个硬件平台，实现数据从采集、分析、到显示的全部过程，具体而言:
1)使用气体传感器BME680和紫外传感器VEML6070实现快速便捷地采集和传输环境数据。
2)在树莓派3B上部署以TensorFlow为后端的keras算法模型。分别使用LSTM和MLP两种模型对数据进行建模分析。
3)利用物联网的中间件Zerynth和ESP8266硬件平台搭建一个WEB服务器，实时展示分析结果，并且利用PSoC6的WIFI功能搭建以SMTP协议为基础的邮件服务器
2.研究了各个硬件平台网络传输问题，具体而言：
1)比较了多线程服务器与进程池服务器，并选出最优方案。
2)提出固定数据类型格式发送与固定接收数据量大小两条思路来解决粘包。
3)为解决校园网络自动断连问题，成功编写校园网断开重连脚本，保证系统全天正常运行。
最后，对论文中全部的工作内容进行了汇总与展望，指出了本文的不足和需要完善的地方，并提出下一步开发需要展开的工作。
除了从源头解决跑道中挥发出的VOC气体问题外，对于已经生产的未知安全的塑胶跑道采取“亡羊补牢”的措施也是非常有必要的。为此本论文开发出一套基于物联网方案，它能够24小时监测跑道上方空气数据，分析实时安全指数，提前预报操场空气质量。实时测量环境参数是了解空气质量与变化趋势关键技术之一。空气中VOC非常容易受到温度、气压、湿度、光照、紫外等环境参数的影响，因此实时采集环境数据非常重要；另一方面，VOC是处于一个动态变化的过程中，因此，研究实时VOC气体中的浓度变化趋势问题，准确预测并提前告知人们远离该危险区域具有重要意义。
本论文以塑胶跑道作为主要研究对象，从其释放的挥发性有机物和物理机械性能老化程度两方面进行分析，较为系统地考察了挥发性有机物浓度和环境中各种参数之间的关系，以及其浓度预测和跑道老化程度预测问题。研究内容涉传感器采集数据、TCP/IP协议传输数据、机器学习算法等多个方面。本论文的主要创新点包括：
1.搭建多个硬件平台，实现数据从采集、分析、到显示的全部过程，具体而言:
1)使用气体传感器BME680和紫外传感器VEML6070实现快速便捷地采集和传输环境数据。
2)在树莓派3B上部署以TensorFlow为后端的keras算法模型。分别使用LSTM和MLP两种模型对数据进行建模分析。
3)利用物联网的中间件Zerynth和ESP8266硬件平台搭建一个WEB服务器，实时展示分析结果，并且利用PSoC6的WIFI功能搭建以SMTP协议为基础的邮件服务器
2.研究了各个硬件平台网络传输问题，具体而言：
1)比较了多线程服务器与进程池服务器，并选出最优方案。
2)提出固定数据类型格式发送与固定接收数据量大小两条思路来解决粘包。
3)为解决校园网络自动断连问题，成功编写校园网断开重连脚本，保证系统全天正常运行。
最后，对论文中全部的工作内容进行了汇总与展望，指出了本文的不足和需要完善的地方，并提出下一步开发需要展开的工作。