gprs的洪泽湖环境数据在线采集系统的软件设计(附件)
本次设计是基于GPRS的洪泽湖环境数据在线采集系统的软件设计，该系统采用STC89C52RC单片机为核心,第三方移动云“乐为物联”作为服务器，利用LCD12864液晶显示个人信息与实时数据，利用GPRS_GA6模块进行数据的无线透明传输，利用DS18B20温度传感器检测温度数值，利用E-201-C复合电极分别检测PH值数值，利用蜂鸣器对温度与PH值超过正常范围的时候进行报警，利用LED灯作为发送数据提示灯，利用LM2596芯片进行降压，提供一个稳定的电源。在工作过程中，系统上电以后，通过定时器定时对PH传感器和温度传感器进行数据采集，由传感器节点将采集的数据信息送至LCD12864液晶进行实时显示，再通过GPRS网络发送到服务器控制中心记录数据，并在异常情况下进行报警。关键字 在线采集，STC89C52RC单片机，移动云 ，无线透明传输
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展状况 1
1.3 设计效果 3
2 硬件设计 3
2.1 硬件总体设计方案 3
2.2 元器件选择及介绍 5
2.3 主控电路设计 9
2.4 复位电路设计 10
2.5 电源电路设计 11
2.6 温度检测电路设计 11
2.7 PH检测电路设计 12
2.8 显示电路设计 13
2.9 晶振电路设计 14
2.10 GPRS模块电路设计 14
2.11 报警电路设计 15
2.12 LED灯电路设计 16
3 软件设计 17
3.1 主程序设计 17
3.2 GPRS数据程序流程图 18
3.3 传感器采集程序程序设计 20
3.4 显示部分程序设计 21
3.5 服务器下传控制程序设计 22
4 调试与测试 22
4.1 硬件调试 22
4.2 软件调试 23
4.3 整体调试与测试结果 25
结论 30
致谢 31 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
参考文献 32
附录A：硬件总图 34
附录B：硬件实物图 35
附录C：整体调试图 36
附录D：软件清单 38
1 绪论
1.1 研究背景
洪泽湖地处江苏省洪泽县西部，是中国第四大淡水湖，地理位置优越，湖内资源丰富。 洪泽湖经历了四个朝代的变更，在古时被称为富陵湖，经过两汉、隋朝的变更，最后到唐代才被称为人们熟悉的洪泽湖[1]。
洪泽湖湖内鱼产品丰富，大螃蟹更是远近闻名，前来的游客都会对其品尝一番。洪泽湖的地理位置优越，为航运枢纽提供了便利，优质的资源更为渔业、农产品以及百姓生活提供了便利，因此有“日出斗金”的美誉。以前洪泽湖为城乡居民生活的饮水带来了方便，而现在洪泽湖的环境遭到了很大的破坏，导致水资源的质量有所下降，在这种状况下，我们更应该实施对洪泽湖环境质量的监测[2,3]。
现如今，虽然人们的生活水平不断的提高，但是洪泽湖的水质正在不断地下降，水质的下降使人们不能够饮用干净的水资源，这种现象已经对人们的生活质量造成了危害。因此，就目前这种情况来看，最重要的一件事就是改善洪泽湖的环境质量。
1.2发展状况
在上世纪六十年代初，国外很多发达国家已经对环境保护的问题开始更加关注了，他们投入了大量的资金和技术来研究环境监测技术，同时也收获了相应的技术专利和研究成果[4,5]。目前，世界上大部分国家的环境监测技术都在飞跃的发展，有小部分国家现在已经达到了环境监测的自动化的水平，并开始向智能化方向发展。在研究成果中英国Senge集团研制的Ambirak空气质量监测系统是个典型的例子，首先将该系统连接到能控制软件部分的计算机上，然后用户根据自身的需要，选择对应的控制模块以及监测设备，从而实现系统的自动化[6,7]。环境质量监测系统不仅具有故障诊断、信息记录的功能，还可以自动生成数据报表、审查报告、事件报告等。在2008年美国研究者在纽约西部的农场实施了环境监测网络系统的实验，首先是将需要的信息送入电脑即可播放，人们可以通过大液晶屏看到输入农作物生长所需的环境条件，然后进行自动化控制。比如当测得的温度超过了原先设定的范围，就会看到提示的报警信息，这时系统就会自动的将温度控制设备开启，防止出现农作物冻坏现象。另外，像美国、挪威、奥地利等国家已经拥有世界上很先进的环境自动监测设备，这种设备大多使用计算机进行控制，从而实现数据的自动采集、处理、传输的功能。
上个世纪八十年代，在国家有关部门与社会的关心和支持下，我国开始从事环境监测事业，环境监测工作的不断发展，给百姓生活带来了很大便利[8]。如果想实现保护的目标，就必须将环境监测工作做到底，同时还要扩大监测范围、拓展监测领域，这样能够实现节能减排、防止环境污染、保护生态环境的目的。国内有的环境管理部门、高等学校、企业，也已经在计算机系统综合控制以及数据传输方面投入了大量精力，并且获得一些成果，这些都是研究人员通过辛勤劳动获得的。在中国的环境研究人员在研制时环境监测系统时，使用到一个简单可靠的方法就是在规定时间内通过计算机来控制环境中的多种气候指标，用此实现自动化对环境监测的控制[9,10]。中国科技大学的研究人员使用计算机接入技术开发了远程水环境监控系统，远程水环境监控系统采用的是B／S(Browser／Server，浏览器／服务器)形式的网络结构模式，首先是通过放在水中的传感器来获得数据，然后通过计算机网络传输到监测中心，达到实时监测远程水环境信息的目的，这一监测过程有效的解决了河流突发性污染的监测问题。
现如今，虽然我国在远程环境监测系统研发中获得了一些成果，但是还是在很多方便存在一些不足之处，还需要继续努力，其中远程环境监测系统的传输方式就存在着一些问题。传输方式主要包括两个方面，有线传输方式、无线传输方式[11]，具体如下：
有线传输方式：由于我国的一些硬件设备还不够完善，通信技术比发达国家落后，因此我国有很多远程环境监测系统采用的都是有线通信方式传输。部分的监测点设置在野外的河流、工厂、建筑厂房、工地或企业排污区等比较偏远的地方、环境相对比较差的地方，使用有线通信方式布线非常繁琐、成本很高、应用性比较低，因此很多监测系统无法用有线传输方式通信。
无线传输方式：是指利用无线通信技术进行传输数据的一种形式，无线传输是与有线传输相对应的一种传输方式。近年来，无线传输技术发展迅速，如今无线传输技术已经被用于各行各业的使用中[12,13]。无线传输方式具有很多优点，比如：操作方便、灵活性高、传输速度快等特点，因此现在越来越多的行业采用无线传输方式。目前无线技术在交通运输、航海航运、航天铁路，火警消防等领域均有广泛的应用。随着环境监测技术的日益发展，监测范围、监测领域也在不断地扩大。环境监测是使用无线通信技术与计算机技术结合起来进行远程监控的技术。无线环境监测技术采用的有线监测方式所达不到的远程环境监测的目的，因此将无线传输系统是将环境监测系统、无线通信技术与计算机技术相结合的产物，起到扩大环境监测范围，实现环境信息的网络化管理和共享的效果，对远程环境监测智能化具有重大意义。环境监测系统非常繁琐，需要大量技术人员参与，因此技术人员们必须紧密配合，实现智能化管理[14,15]。同时还需要根据因素之间的关系，制定多种控制方法，实现综合管理。在环境监测中，我们要通过实地调查来确定具有影响力的污染物，接着必须使用有效的手段和分析方法获得结果，对检测到的数据进行分析，并作出合理的解释和判断，防止监测出现问题。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展状况 1
1.3 设计效果 3
2 硬件设计 3
2.1 硬件总体设计方案 3
2.2 元器件选择及介绍 5
2.3 主控电路设计 9
2.4 复位电路设计 10
2.5 电源电路设计 11
2.6 温度检测电路设计 11
2.7 PH检测电路设计 12
2.8 显示电路设计 13
2.9 晶振电路设计 14
2.10 GPRS模块电路设计 14
2.11 报警电路设计 15
2.12 LED灯电路设计 16
3 软件设计 17
3.1 主程序设计 17
3.2 GPRS数据程序流程图 18
3.3 传感器采集程序程序设计 20
3.4 显示部分程序设计 21
3.5 服务器下传控制程序设计 22
4 调试与测试 22
4.1 硬件调试 22
4.2 软件调试 23
4.3 整体调试与测试结果 25
结论 30
致谢 31 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
参考文献 32
附录A：硬件总图 34
附录B：硬件实物图 35
附录C：整体调试图 36
附录D：软件清单 38
1 绪论
1.1 研究背景
洪泽湖地处江苏省洪泽县西部，是中国第四大淡水湖，地理位置优越，湖内资源丰富。 洪泽湖经历了四个朝代的变更，在古时被称为富陵湖，经过两汉、隋朝的变更，最后到唐代才被称为人们熟悉的洪泽湖[1]。
洪泽湖湖内鱼产品丰富，大螃蟹更是远近闻名，前来的游客都会对其品尝一番。洪泽湖的地理位置优越，为航运枢纽提供了便利，优质的资源更为渔业、农产品以及百姓生活提供了便利，因此有“日出斗金”的美誉。以前洪泽湖为城乡居民生活的饮水带来了方便，而现在洪泽湖的环境遭到了很大的破坏，导致水资源的质量有所下降，在这种状况下，我们更应该实施对洪泽湖环境质量的监测[2,3]。
现如今，虽然人们的生活水平不断的提高，但是洪泽湖的水质正在不断地下降，水质的下降使人们不能够饮用干净的水资源，这种现象已经对人们的生活质量造成了危害。因此，就目前这种情况来看，最重要的一件事就是改善洪泽湖的环境质量。
1.2发展状况
在上世纪六十年代初，国外很多发达国家已经对环境保护的问题开始更加关注了，他们投入了大量的资金和技术来研究环境监测技术，同时也收获了相应的技术专利和研究成果[4,5]。目前，世界上大部分国家的环境监测技术都在飞跃的发展，有小部分国家现在已经达到了环境监测的自动化的水平，并开始向智能化方向发展。在研究成果中英国Senge集团研制的Ambirak空气质量监测系统是个典型的例子，首先将该系统连接到能控制软件部分的计算机上，然后用户根据自身的需要，选择对应的控制模块以及监测设备，从而实现系统的自动化[6,7]。环境质量监测系统不仅具有故障诊断、信息记录的功能，还可以自动生成数据报表、审查报告、事件报告等。在2008年美国研究者在纽约西部的农场实施了环境监测网络系统的实验，首先是将需要的信息送入电脑即可播放，人们可以通过大液晶屏看到输入农作物生长所需的环境条件，然后进行自动化控制。比如当测得的温度超过了原先设定的范围，就会看到提示的报警信息，这时系统就会自动的将温度控制设备开启，防止出现农作物冻坏现象。另外，像美国、挪威、奥地利等国家已经拥有世界上很先进的环境自动监测设备，这种设备大多使用计算机进行控制，从而实现数据的自动采集、处理、传输的功能。
上个世纪八十年代，在国家有关部门与社会的关心和支持下，我国开始从事环境监测事业，环境监测工作的不断发展，给百姓生活带来了很大便利[8]。如果想实现保护的目标，就必须将环境监测工作做到底，同时还要扩大监测范围、拓展监测领域，这样能够实现节能减排、防止环境污染、保护生态环境的目的。国内有的环境管理部门、高等学校、企业，也已经在计算机系统综合控制以及数据传输方面投入了大量精力，并且获得一些成果，这些都是研究人员通过辛勤劳动获得的。在中国的环境研究人员在研制时环境监测系统时，使用到一个简单可靠的方法就是在规定时间内通过计算机来控制环境中的多种气候指标，用此实现自动化对环境监测的控制[9,10]。中国科技大学的研究人员使用计算机接入技术开发了远程水环境监控系统，远程水环境监控系统采用的是B／S(Browser／Server，浏览器／服务器)形式的网络结构模式，首先是通过放在水中的传感器来获得数据，然后通过计算机网络传输到监测中心，达到实时监测远程水环境信息的目的，这一监测过程有效的解决了河流突发性污染的监测问题。
现如今，虽然我国在远程环境监测系统研发中获得了一些成果，但是还是在很多方便存在一些不足之处，还需要继续努力，其中远程环境监测系统的传输方式就存在着一些问题。传输方式主要包括两个方面，有线传输方式、无线传输方式[11]，具体如下：
有线传输方式：由于我国的一些硬件设备还不够完善，通信技术比发达国家落后，因此我国有很多远程环境监测系统采用的都是有线通信方式传输。部分的监测点设置在野外的河流、工厂、建筑厂房、工地或企业排污区等比较偏远的地方、环境相对比较差的地方，使用有线通信方式布线非常繁琐、成本很高、应用性比较低，因此很多监测系统无法用有线传输方式通信。
无线传输方式：是指利用无线通信技术进行传输数据的一种形式，无线传输是与有线传输相对应的一种传输方式。近年来，无线传输技术发展迅速，如今无线传输技术已经被用于各行各业的使用中[12,13]。无线传输方式具有很多优点，比如：操作方便、灵活性高、传输速度快等特点，因此现在越来越多的行业采用无线传输方式。目前无线技术在交通运输、航海航运、航天铁路，火警消防等领域均有广泛的应用。随着环境监测技术的日益发展，监测范围、监测领域也在不断地扩大。环境监测是使用无线通信技术与计算机技术结合起来进行远程监控的技术。无线环境监测技术采用的有线监测方式所达不到的远程环境监测的目的，因此将无线传输系统是将环境监测系统、无线通信技术与计算机技术相结合的产物，起到扩大环境监测范围，实现环境信息的网络化管理和共享的效果，对远程环境监测智能化具有重大意义。环境监测系统非常繁琐，需要大量技术人员参与，因此技术人员们必须紧密配合，实现智能化管理[14,15]。同时还需要根据因素之间的关系，制定多种控制方法，实现综合管理。在环境监测中，我们要通过实地调查来确定具有影响力的污染物，接着必须使用有效的手段和分析方法获得结果，对检测到的数据进行分析，并作出合理的解释和判断，防止监测出现问题。
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