PM2.5污染源自动监测系统设计

发布时间：2017-09-29 00:17

  本文关键词：PM2.5污染源自动监测系统设计

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【摘要】：在我国经济的快速发展过程中,汽车、工厂企业对化石燃料的消耗量巨大,由此造成的大气污染问题非常严重。大量污染物的排放,是当前中国城市雾霾天气形成的主要原因。在雾霾天气中,大气所含的PM2.5成分对人体的危害尤为严重。我国现在建成的空气质量监测系统,基本上都是使用非可移动式的大型空气质量监测站,对空气质量数据进行采集。工厂企业这些分布的较为分散的污染源,大型监测站对其污染物排放的监测往往无能为力。本论文旨在设计一种便携式微型空气质量监测系统,该系统是基于FPGA开发平台的,分为硬件模块、FPGA控制和数据库三大部分。硬件模块包括PM2.5传感器模块、GPS定位信息采集模块、LCD1602液晶显示模块和GPRS无线信号发送模块。FPGA控制部分主要通过Verilog语言实现对以上各硬件模块的控制功能。数据库部分实现对GPRS发送过来的空气质量数据进行实时保存。本设计可以实现对地域分布较为分散的污染源,由环境监管人员实施数据监测,还可以将采集到的数据经无线网络,实时传输至上位机的数据库中进行保存,方便环境监管部门利用大数据技术对监测数据进行数据挖掘,实现对空气质量的严格监管。
【关键词】：FPGA PM2.5 空气质量 监测
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X84
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 论文研究背景8-9
• 1.2 空气质量监测系统研究现状及发展趋势9-11
• 1.3 论文研究内容和结构安排11-12
• 第2章 系统硬件模块设计12-34
• 2.1 系统设计思路12-13
• 2.2 主处理芯片13-16
• 2.2.1 主处理芯片的选取13-14
• 2.2.2 FPGA开发平台介绍14-16
• 2.3 PM2.5 传感器模块设计16-22
• 2.3.1 PM2.5 传感器的选取16-19
• 2.3.2 PM2.5 传感器模块19-22
• 2.4 GPS传感器模块设计22-27
• 2.4.1 GPS传感器的选取22-24
• 2.4.2 GPS传感器模块24-27
• 2.5 显示模块设计27-30
• 2.5.1 显示模块的选取27-28
• 2.5.2 LCD显示模块28-30
• 2.6 无线信号发送模块设计30-33
• 2.6.1 无线信号发送模块的选取30-31
• 2.6.2 GPRS信号发送模块31-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第3章 FPGA控制模块设计34-57
• 3.1 控制器整体设计34-35
• 3.2 PM2.5 数据采集控制模块35-42
• 3.2.1 串口收发模块设计35-40
• 3.2.2 PM2.5 数据接收模块设计40-42
• 3.3 GPS数据采集控制模块42-44
• 3.4 数据处理模块44-48
• 3.4.1 PM2.5 数据处理模块设计44-46
• 3.4.2 GPS数据处理模块设计46-48
• 3.5 LCD1602液晶显示控制模块48-53
• 3.6 GPRS信号发送控制模块53-55
• 3.7 综合结果55-56
• 3.8 本章小结56-57
• 第4章 数据库搭建57-62
• 4.1 MySQL数据库服务器优点57
• 4.2 MySQL服务器搭建57-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 测试62-69
• 5.1 LCD1602显示屏测试62-63
• 5.2 GPRS信号传输测试63-64
• 5.3 系统稳定性测试64-66
• 5.3.1 测试方法64-65
• 5.3.2 测试结果65-66
• 5.4 系统测试66-68
• 5.5 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果77-78

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本文编号：938901