基于无线传输的室内环境监测系统的设计

发布时间：2017-08-22 01:01

  本文关键词：基于无线传输的室内环境监测系统的设计

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【摘要】：随着现代信息技术的发展,人们的生活水平有很大的变化。现在大多数的人对自己所处的环境质量越来越关注,不管是学习、生活以及工作,多数时间在室内度过,为此室内环境监测成为值得研究的课题。如今市面上的室内环境监测仪器存在功能单一、价格昂贵等缺点,因此设计一款低成本、实用性强、具有远程实时传输功能的室内环境监测系统具有深远意义。本文设计了基于无线传输的室内环境监测系统,对温度、湿度、光照强度、烟雾浓度4个环境参数进行监测。该系统可划分为两个部分:数据采集终端设备和数据监测中心系统。其中数据采集终端设备主要实现对环境参数的采集、处理、传输,而数据监测中心系统完成对环境参数的远程实时显示、报警。数据采集终端设备主要由传感器电路、信号调理电路、主控电路、GPRS模块、显示电路、电源电路等组成。其中传感器部分包括PT100、DHT11、BH1750FVI、MQ-2,完成对温度、湿度、光照强度、烟雾浓度的获取,信号调理电路主要对温度信号量、烟雾信号量进行处理以便于后续的采集。主控芯片采用低成本的8位AVR单片机ATmega128,它完成了对温度参数、烟雾浓度的模数转换,GPRS模块的自检及配置,以及数据的分析处理、传输、显示等操作。下位机采用12864对现场环境参数显示。通过GPRS模块SIM900A实现无线通信,将环境数据实时传输到因特网。数据监测中心采用C++语言来编写,采用UDP协议进行网络通信,通过因特网获取下位机发送来的数据,利用窗口界面将环境参数实时显示出来,同时描绘出各参数的趋势曲线图,此外上位机还具有报警设定及显示功能。本文设计的无线传输的室内环境监测系统经实验测试表明,该系统运行稳定、数据可靠、操作方便,可以满足系统的总体设计目标与功能需求,而且采集到的环境参数的精确度符合设定的范围,可以完成室内环境参数的精准测量,此系统具备了一定的实用价值。
【关键词】：GPRS 传感器 环境监测 数据监测中心
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;TN929.532
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外环境监测系统研究现状10-11
• 1.2.2 国内环境监测系统研究现状11
• 1.3 课题主要研究内容11-12
• 1.4 论文的组织结构12-13
• 第2章 GPRS通信技术的简介13-21
• 2.1 GPRS概述13
• 2.2 GPRS网络和功能的简述13-15
• 2.3 GPRS系统工作原理分析15-16
• 2.4 GPRS模块固定和动态IP地址分配16-19
• 2.5 室内环境监控中心的组网方案19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第3章 系统总体设计21-25
• 3.1 系统设计目标及功能需求分析21-22
• 3.2 系统总体方案设计22-24
• 3.2.1 数据采集终端下位机系统22-23
• 3.2.2 GPRS网络传输23-24
• 3.2.3 数据监测中心上位机系统24
• 3.3 本章小结24-25
• 第4章 系统硬件设计25-41
• 4.1 系统硬件电路结构设计25
• 4.2 处理器外围电路模块设计25-29
• 4.2.1 电源电路26-27
• 4.2.2 复位电路27-28
• 4.2.3 报警电路28
• 4.2.4 液晶显示电路28-29
• 4.3 数据采集传感器的电路模块设计29-36
• 4.3.1 温度传感器电路29-31
• 4.3.2 湿度传感器电路31-33
• 4.3.3 光照强度传感器电路33-34
• 4.3.4 烟雾浓度传感器电路34-36
• 4.4 GPRS通信模块设计36-40
• 4.4.1 SIM900A简介36
• 4.4.2 SIM卡接口电路设计36-37
• 4.4.3 SIM900A开/关机设计37-39
• 4.4.4 网络指示灯电路设计39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 系统软件设计41-52
• 5.1 系统软件设计概述41
• 5.2 数据采集终端软件设计41-46
• 5.2.1 数据采集终端主程序41-42
• 5.2.2 系统初始化子程序42-43
• 5.2.3 显示模块程序设计43-44
• 5.2.4 数据无线传输模块程序设计44-46
• 5.3 监测中心系统的程序设计46-50
• 5.3.1 网络通信模块46-48
• 5.3.2 登录模块48-49
• 5.3.3 主界面模块49-50
• 5.4 本章小结50-52
• 第6章 系统测试及结果分析52-56
• 6.1 数据采集终端测试52-54
• 6.1.1 温度采集测试52-53
• 6.1.2 湿度采集测试53-54
• 6.1.3 光照强度采集测试54
• 6.1.4 烟雾采集测试54
• 6.2 数据监测中心的测试54-55
• 6.2.1 GPRS网络测试54-55
• 6.2.2 数据监控中心软件运行测试55
• 6.3 本章小结55-56
• 第7章 总结与展望56-58
• 参考文献58-60
• 致谢60

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本文编号：716129