基于NB-IoT的挥发性有机气体在线监测系统研究

发布时间：2020-05-19 23:39

【摘要】：改革开放以来,我国不断加强工业、制造业和城市化的建设,人均可支配收入不断增加,私家车数量不断提升,却忽视了排放物对大气环境的污染,导致大气污染问题越发严重,其中污染物主要以细颗粒物和臭氧为主,形成二者的前提物是挥发性有机化合物(Volatile Organic Compound,VOC)。近年来,我国针对大气环境污染等问题颁布了一系列相关政策,其中VOC一直都作为主要控制和治理的对象。为了响应国家的号召,加强生态文明的建设。本文介绍了基于NB-IoT的挥发性有机气体在线监系统,该系统由VOC监测仪,NB-IoT传输模块以及透传云平台组成。其中VOC监测仪可以对被测地区的VOC气体进行在线监测,同时具有VOC气体浓度值实时显示和远程传输的功能,用户可以在监控平台查看被测区域的VOC气体的浓度。监测仪采用的光离子化气体传感器具有体积小、质量小、灵敏度高、检测速度快等特点,同时不会破坏气体的成分方便气体的回收。VOC监测仪采用STM32F407作为核心主控芯片,并设计了相应的时钟电路、电源电路和模数转换电路等,并将小巧、便于裁剪的FreeRTOS实时操作系统移植到主控芯片上,增强VOC监测仪的实时性。VOC监测仪采用的是基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)技术,实现数据的远程传输。本系统选用的是支持电信运营商NB-IoT模块,此模块可以将接收的串口数据进行处理并发送到远程服务器,以实现数据的远程传输。经过测试和分析,本系统已经实现了对被监测区域的VOC气体实时在线监测的功能。
【图文】：

光离子化气体传感器的工作原理和光离子化检测方法的了低功耗广域网络和对目前应用比较广泛的低功耗广域所采用的 NB-IoT 的网络进行介绍。化检测法的原理光离子化检测方法实现对 VOC 气体进行检测。光离子化作为其能量源对通入的气体进行电离，通入的 VOC 气体射后就会被电离成相应的离子和电子。电离之后的离子生的电场后，电子朝着信号电极移动，，离子朝着连接高移动的过程中就会形成电流，所产生的电流就会被后续拟信号就是通入 VOC 气体的浓度[17-19]。通入的气体并不OC 气体在能量充足的紫外灯照射下才会发生电离。通入2等气体，因为这些气体的电离电位大于紫外灯的能量，不会发生电离。通常光离子化气体传感器提供的紫外灯 之间。光离子化气体传感器检测原理如图 2.1 所示。

由于 GSM 的信道带宽为 200KHz，NB-IoT在独立部署模式下，GSM 信道两侧还存在 10KHz 的保利用LTE的边缘保护带，在LTE的边缘保护带内存在未满足 NB-IoT 的 180KHz 的信道带宽。带内部署是在 LTE-36]。
【学位授予单位】：山东工商学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X831;TP391.44;TN929.5

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本文编号：2671656