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基于GPRS的空气质量监测系统设计

作　者: 汪胜辉
导　师: 刘波峰
学　校: 湖南大学
专　业: 电路与系统
关键词: 空气质量监测 GPRS 终端模块 通讯协议
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 347次
引　用: 1次
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内容摘要


随着生活水平的不断提高，人们对环境的关注越来越多。而空气质量是影响环境的一个重要指标。主要表现有室外空气质量，生活区的空气质量，厂区的空气质量，以及室内和某些特定区域的空气质量（如汽车内）。大气污染已经成为我国城市经济发展和社会进步的巨大障碍。空气质量监测是环境监测的一个重要组成部分，做好空气质量监测是改善环境质量的一个重要手段。空气质量的基本要素有：温度，湿度，大气压强，NO2，SO2，CO，TS，PM10等。本文在分析国内外空气质量监测技术的发展的基础上，考虑到我国的客观条件，提出了一种基于GPRS方式空气质量监测系统。本文重点研究和设计了监测终端和监测中心。论文主要分为五章，第一章介绍了空气质量监测和常用监控技术的发展，重点研究基于GPRS的数据传输方式。第二章介绍了空气质量监测系统设计，包括系统各部分的主要原理和GPRS的组网方式，各模块的主要作用和功能。第三章介绍了基于GPRS终端硬件的设计，包括GPRS模块的选用和外围电路的设计，重点在设计监测传感器电路和数据处理。第四章介绍GPRS终端通信和软件的设计，主要包括GPRS通信协议的设计和实现。第五章是监测中心软件的设计，主要包括软件界面，SCOKET通信实现，数据处理以及数据库的设计等。监测站采用ATMEG128和Q2406A组成GPRS数据终端，主要包括串口通信模块，数据采集模块、数据传输的模块。监测中心采用DEIPHI7.0和SQL2000等软件工具，主要设计了基于SCOKET的通信模块实现与终端的数据通信。今后的工作，在移植嵌入式操作系统UC/OS的情况下进一步完善各模块使系统更加稳定。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 研究的背景  11-14
    1.1.1 引言  11
    1.1.2 主要空气污染物的来源及危害  11-12
    1.1.3 监控系统的发展  12-13
    1.1.4 空气质量监测的发展  13-14
  1.2 论文主要研究内容及安排  14-16
第2章 系统设计  16-22
  2.1 基于 GPRS 空气质量监测系统工作原理  16-18
    2.1.1 空气质量监测系统的结构框图  16-17
    2.1.2 检测终端的设计要求  17-18
  2.2 GPRS 通信原理和组网方式  18-22
    2.2.1 GPRS 的基本原理  18-19
    2.2.2 组网的方案选择  19-22
第3章 监测终端硬件设计  22-39
  3.1 总体设计  22-24
    3.1.1 ATMEGA128 简介  22-24
    3.1.2 模块 Q2406A 简介  24
  3.2 传感器的选择与分析  24-26
    3.2.1 气体传感器  24-25
    3.2.2 温度、湿度传感器  25-26
    3.2.3 气压传感器  26
  3.3 传感器电路的设计与分析  26-32
    3.3.1 基于I~2C 接口电路设计  26-30
    3.3.2 气体传感器采样电路的设计  30-32
  3.4 时钟电路的设计  32-33
  3.5 通信模块电路的设计与分析  33-34
    3.5.1 GPRS 模块外围电路设计  33-34
    3.5.2 系统预留串口电路设计  34
  3.6 扩展外部存储器  34-36
  3.7 电源电路的设计与分析  36-39
    3.7.1 整流模块  36
    3.7.2 电源切换电路  36-37
    3.7.3 电源稳压模块  37
    3.7.4 工作电压转换模块（DC-DC）  37-39
第4章 监测终端通讯及软件设计  39-58
  4.1 系统的初始化  39-44
  4.2 数据采集与处理  44-51
    4.2.1 二线接口数据的采集  44-47
    4.2.2 A/D 转换器数据的采集  47-48
    4.2.3 传感器数据非线性处理  48-51
  4.3 SPI 数据存储器数据的读写设计  51-54
  4.4 通信协议设计与实现  54-58
    4.4.1 通信链路的的设计与实现  54-56
    4.4.2 通信协议的设计  56-58
第5章 监测中心软件设计  58-74
  5.1 系统结构  58-59
  5.2 软件架构  59-60
  5.3 软件模块  60-74
    5.3.1 通信子模块软件设计  60-66
    5.3.2 数据处理模块的设计  66-71
    5.3.3 数据库模块的设计  71-74
结论  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
附录A 作者在读研期间的研究成果  81-82
附录B 监测终端硬件电路图  82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 集中检测与巡回检测系统
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