gprs的远程空气质监测系统硬件部分
本文是对空气质量监测系统的设计，利用传感器采集空气中重要气体参数，通过单片机处理接收到的数据，并且利用GPRS模块将采集的空气参数信号远程发送到GPRS网络上。通过ONENET服务器将上传的空气参数信号暂存，最后利用上位机读取服务器上的数据，实现空气质量的远程监控。本文主要是对系统的硬件进行设计，主要的电路有电源电路、传感器电路、单片机控制电路、GPRS电路、显示电路等。通过上述的电路完成空气中主要参数的采集以及数据的远程发送。关键词 传感器，单片机，GPRS，数据显示
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展现状 2
1.3 本文研究内容 3
2 基于GPRS的远程空气质量监测系统工作原理 4
2.1系统原理 4
2.2系统模型 5
2.3系统方案 6
3 基于GPRS的远程空气质量监测系统的硬件设计 7
3.1 硬件组成 7
3.2 单片机工作系统电路 8
3.3 SO2采集电路 11
3.4 温湿度采集电路 12
3.5 烟雾采集电路 13
3.6 CO采集电路 13
3.7 AD采集电路 14
3.8 LCD12864液晶显示屏 16
3.9 GPRS电路 17
4 基于GPRS的远程空气质量监测系统调试 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 电路原理图 24
附录B 程序 25
1 引言
1.1 研究背景
在改革开放以后，我国在的经济发展取得了伟大的成就，这些成就每一件都是那么的令全世界为之震惊[1]。在这些发展中最令人兴奋的莫过于我国在工业上取得的成就，遥想当年，在新中国成立之初中国的工业百废待兴，在短短的几十年中国在工业上取得了令人瞩目的成就，但在工业快速发展的同时也给大气带来了很大的污染，最让人震惊的就是：每年的北京的雾霾天气严重。空气污染会危害动物和人的身体使他们患上肺部疾病的几率增大，空气污染会使植 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
物枝叶萎缩、空气污染会使全球的气候偶变暖，影响动物的生活规律[2]。因此设计一款可以空气质量检测系统是广大人民和政府所渴望的。在本设计是基于GPRS的远程空气质量监测系统，基本设计中使用到的硬件有：单片机、GPRS、LCD12864液晶、温度传感器、SO2传感器、CO2传感器、CO传感器等[3]。在本设计中运行流程是：每个传感器检测的数据发给单片机进行处理，然后单片机把处理好的数据在LCD12864液晶上实时显示出来，同时单片机把处理后的数据通过串口发送到GPRS模快，进而GPRS模快通过GPRS网络把数据发送到服务器上，最后用户可以通过上位机从服务器上读取传感器监测到的数据。依据此系统的检测到的数据有关部门可以采取相应的处理办法，进而减小大气污染程度；同时也能提醒人们，加强人们的爱护环境的意识[4]。在本系统设计时采用的中心处理芯片是单片机，在运行的过程中单片机就好比人的大脑对传感器监测到的数据进行处理，然后发送指令给相应的执行机构，所以用单片机做智能仪表仪器或智能系统是非常方便的[5]。在单片机运行的过程中，晶振电路和复位电路是非常必要的，晶振电路的功能就是：在单片机刚通上电时给单片机提供一个震荡信号，使单片机能够正常的工作；复位电路的功能就是使单片机进行程序的运行时，回到程序运行的起点。单片机已经进入市场几十年了，在当今社会上使用的单片机大致可分为：8位、16位、32位的，而位数就代表着单片机的处理速度，所以目前单片机的处理速度也变得越来越快；单片机内部集成的资源也越来越多，例如：晶振电路、复位电路、模数转换电路[6]。
1.2 发展现状
空气和人们的生活密切相关，根据科学家的一项研究表明，一个正常人在一天内呼吸的空气可达到一万多口，人们在一天内可以不吃饭、不喝水，但不能做到不呼吸空气，因此质量的好坏直接影响人们的身体健康状况[7]。正应为空气质量的状况影响到每一个人，因此空气越来越被人们和国际所关注。
就空气检测的发展的过程来看：传感的检测是利用测试纸来检测空气中的特定的物质浓度，例如：二氧化硫、二氧化碳等，该种检测人为的影响很大，因此检测出的数据只能作为一个大致的参考[8]。接下来随着电子技术的发展，人们会利用传感器检测空气中一些特定气体的浓度，然后把数据发送给单片机进行处理进而在液晶上显示，此种方法只能在特定的位置检测，在检测的过程中需要大量的人员前往检测地点进行数据的记录，这就无形中增加了检测成本，同时种种检测只是代表该地点当下时间内的空气质量状况[9]。我们做的这个系统是：覆盖系统先用特定的传感器检测空气中要检测的特定成分，然后传感器把检测到的数据发给单片机进行数据的处理与分析，最后单片机把分析好的数据通过串口发送给GPRS，GPRS发送给服务器上，最后检测人员利用相应的上位机软件实施的查看传感器检测到的数据[10]。我们做的这种系统在经济上只是使用简单的传感器、普通的单片机，同时该种系统在检测上能够实时监测同时能够把检测的数据通过网络发送到服务器上，这就节约了人力和物力，进而节约了成本[11]。
从国际这个大局势来看：几乎每个国家都是在一开始把发展国内经济以及国内经济放在第一位，等到经济发展好后才发现国内的环境越来越差，所以接下来就是治理环境。下面有一些国际上关于环境治理的一些大事，例如：1994年美国洛杉矶发生世界上第一次光化学烟雾事件，1951年世界气象组织成为联合国专门机构，1952年伦敦大雾事件，1958年联合国第一次海洋法会议在日内瓦举行，1970年2000万美国人参加“地球日和平示威”，1985年人类首次观测到臭氧空洞，1990年第二次世界气候大会在日内瓦举行，1992年联合国通过气候变化框架条约，1995年政府间气候变化小组发表第二次关于全球变暖的报告，1998年是一千年间最热的年份，2002年第二次地球峰会世界可持续发展会议在南非约翰内斯堡举行[12]。从以上数据可以看出国际间越来越关心空气质量状况。
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展现状 2
1.3 本文研究内容 3
2 基于GPRS的远程空气质量监测系统工作原理 4
2.1系统原理 4
2.2系统模型 5
2.3系统方案 6
3 基于GPRS的远程空气质量监测系统的硬件设计 7
3.1 硬件组成 7
3.2 单片机工作系统电路 8
3.3 SO2采集电路 11
3.4 温湿度采集电路 12
3.5 烟雾采集电路 13
3.6 CO采集电路 13
3.7 AD采集电路 14
3.8 LCD12864液晶显示屏 16
3.9 GPRS电路 17
4 基于GPRS的远程空气质量监测系统调试 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 电路原理图 24
附录B 程序 25
1 引言
1.1 研究背景
在改革开放以后，我国在的经济发展取得了伟大的成就，这些成就每一件都是那么的令全世界为之震惊[1]。在这些发展中最令人兴奋的莫过于我国在工业上取得的成就，遥想当年，在新中国成立之初中国的工业百废待兴，在短短的几十年中国在工业上取得了令人瞩目的成就，但在工业快速发展的同时也给大气带来了很大的污染，最让人震惊的就是：每年的北京的雾霾天气严重。空气污染会危害动物和人的身体使他们患上肺部疾病的几率增大，空气污染会使植 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
物枝叶萎缩、空气污染会使全球的气候偶变暖，影响动物的生活规律[2]。因此设计一款可以空气质量检测系统是广大人民和政府所渴望的。在本设计是基于GPRS的远程空气质量监测系统，基本设计中使用到的硬件有：单片机、GPRS、LCD12864液晶、温度传感器、SO2传感器、CO2传感器、CO传感器等[3]。在本设计中运行流程是：每个传感器检测的数据发给单片机进行处理，然后单片机把处理好的数据在LCD12864液晶上实时显示出来，同时单片机把处理后的数据通过串口发送到GPRS模快，进而GPRS模快通过GPRS网络把数据发送到服务器上，最后用户可以通过上位机从服务器上读取传感器监测到的数据。依据此系统的检测到的数据有关部门可以采取相应的处理办法，进而减小大气污染程度；同时也能提醒人们，加强人们的爱护环境的意识[4]。在本系统设计时采用的中心处理芯片是单片机，在运行的过程中单片机就好比人的大脑对传感器监测到的数据进行处理，然后发送指令给相应的执行机构，所以用单片机做智能仪表仪器或智能系统是非常方便的[5]。在单片机运行的过程中，晶振电路和复位电路是非常必要的，晶振电路的功能就是：在单片机刚通上电时给单片机提供一个震荡信号，使单片机能够正常的工作；复位电路的功能就是使单片机进行程序的运行时，回到程序运行的起点。单片机已经进入市场几十年了，在当今社会上使用的单片机大致可分为：8位、16位、32位的，而位数就代表着单片机的处理速度，所以目前单片机的处理速度也变得越来越快；单片机内部集成的资源也越来越多，例如：晶振电路、复位电路、模数转换电路[6]。
1.2 发展现状
空气和人们的生活密切相关，根据科学家的一项研究表明，一个正常人在一天内呼吸的空气可达到一万多口，人们在一天内可以不吃饭、不喝水，但不能做到不呼吸空气，因此质量的好坏直接影响人们的身体健康状况[7]。正应为空气质量的状况影响到每一个人，因此空气越来越被人们和国际所关注。
就空气检测的发展的过程来看：传感的检测是利用测试纸来检测空气中的特定的物质浓度，例如：二氧化硫、二氧化碳等，该种检测人为的影响很大，因此检测出的数据只能作为一个大致的参考[8]。接下来随着电子技术的发展，人们会利用传感器检测空气中一些特定气体的浓度，然后把数据发送给单片机进行处理进而在液晶上显示，此种方法只能在特定的位置检测，在检测的过程中需要大量的人员前往检测地点进行数据的记录，这就无形中增加了检测成本，同时种种检测只是代表该地点当下时间内的空气质量状况[9]。我们做的这个系统是：覆盖系统先用特定的传感器检测空气中要检测的特定成分，然后传感器把检测到的数据发给单片机进行数据的处理与分析，最后单片机把分析好的数据通过串口发送给GPRS，GPRS发送给服务器上，最后检测人员利用相应的上位机软件实施的查看传感器检测到的数据[10]。我们做的这种系统在经济上只是使用简单的传感器、普通的单片机，同时该种系统在检测上能够实时监测同时能够把检测的数据通过网络发送到服务器上，这就节约了人力和物力，进而节约了成本[11]。
从国际这个大局势来看：几乎每个国家都是在一开始把发展国内经济以及国内经济放在第一位，等到经济发展好后才发现国内的环境越来越差，所以接下来就是治理环境。下面有一些国际上关于环境治理的一些大事，例如：1994年美国洛杉矶发生世界上第一次光化学烟雾事件，1951年世界气象组织成为联合国专门机构，1952年伦敦大雾事件，1958年联合国第一次海洋法会议在日内瓦举行，1970年2000万美国人参加“地球日和平示威”，1985年人类首次观测到臭氧空洞，1990年第二次世界气候大会在日内瓦举行，1992年联合国通过气候变化框架条约，1995年政府间气候变化小组发表第二次关于全球变暖的报告，1998年是一千年间最热的年份，2002年第二次地球峰会世界可持续发展会议在南非约翰内斯堡举行[12]。从以上数据可以看出国际间越来越关心空气质量状况。
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