智能環(huán)保儀器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的研究和探索

1、第1頁共44頁智能環(huán)保儀器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的研究和探索摘要本文是基于環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器開發(fā)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，隨著通訊技術(shù)日新月異的發(fā)展，數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)傳技術(shù)已在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集方面已成為不可或缺的一部分。本文所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)中采用TC35i無線通訊模塊，基于現(xiàn)代無線通訊廣泛使用的GSM網(wǎng)絡(luò)，以短消息業(yè)務(wù)為載體實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，是數(shù)據(jù)采集技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。論文首先從國內(nèi)外了解現(xiàn)代環(huán)保監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析發(fā)

2、展環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的必要性和緊迫性，進(jìn)而提出本課題的設(shè)計(jì)方案，并論述方案的可行性。接下來，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了具體的硬件搭建和各功能模塊的軟件實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而軟件設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)中難點(diǎn)。本課題的每部分研究內(nèi)容都分為兩部分討論，即硬件部分和軟件部分。硬件部分包括各器件的選型、特性研究和具體電路設(shè)計(jì)，軟件部分包括所使用編程語言的學(xué)習(xí)和各部分軟件設(shè)計(jì)的思路及實(shí)現(xiàn)。具體內(nèi)容包括：1根據(jù)各器件的電源要求，

3、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了電源設(shè)計(jì)。2根據(jù)系統(tǒng)的功能要求以及體積、成本、設(shè)計(jì)方案等綜合性考慮，對(duì)系統(tǒng)的微處理器進(jìn)行了選型和學(xué)習(xí)，本設(shè)計(jì)選用C8051F020單片機(jī)，并對(duì)其外圍電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。3認(rèn)真研究無線通訊模塊TC35i的工作原理，對(duì)其與單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口電路和其他外圍電路進(jìn)行了認(rèn)真設(shè)計(jì)。4根據(jù)顯示的需要，選用液晶顯示模塊并對(duì)其電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。5針對(duì)上位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群同F(xiàn)代儀器的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)上位機(jī)進(jìn)行了USB接口的擴(kuò)展。6學(xué)習(xí)匯編語言、C語言以及

4、TC35i專用指令集AT指令，并對(duì)各功能模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。文章最后對(duì)全文作了理論性總結(jié)并指出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足和改進(jìn)意見，提出了要對(duì)系統(tǒng)軟件部分做進(jìn)一步的調(diào)試和完善。第3頁共44頁1緒論緒論1.11.1引言引言隨著我國的高速發(fā)展，社會(huì)的穩(wěn)步進(jìn)步，環(huán)境和生態(tài)的惡化情況日益加重。環(huán)境問題與資源、人口問題己經(jīng)被國際社會(huì)公認(rèn)為是影響本世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的三大關(guān)鍵問題，環(huán)境的變化及其對(duì)生態(tài)和全球氣候的影響等已成為全球十分關(guān)注的研究領(lǐng)域，解決環(huán)境問題是

5、包括我國在內(nèi)的世界各國在21世紀(jì)發(fā)展中的首要問題[1]。盡管我國仍是一個(gè)發(fā)展中國家，但在環(huán)境問題上，已呈現(xiàn)出后工業(yè)化國家特征，城市與流域、區(qū)域性環(huán)境問題加劇。環(huán)境污染按環(huán)境要素可分為大氣污染、水體污染、土壤污染、生物污染等；按污染物的性質(zhì)分化污染、物理污染、生物污染等[2]。日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染成為科學(xué)家們所面臨的難題。它不僅關(guān)系到人類健康問題，而且關(guān)系到維護(hù)人類繁衍發(fā)展的資源問題。環(huán)境監(jiān)測(cè)是伴隨著環(huán)境污染的產(chǎn)生而發(fā)展起來的，至今已有半個(gè)

6、多世紀(jì)的歷史。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展大體經(jīng)歷了以典型污染事故調(diào)查監(jiān)測(cè)為主、以污染源監(jiān)督性監(jiān)測(cè)為主和以環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)為主的階段。自20世紀(jì)70年代中期以來，由于環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的不斷深化，發(fā)達(dá)國家把環(huán)境監(jiān)測(cè)焦點(diǎn)從對(duì)污染源監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)移到環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控上來。使環(huán)境監(jiān)測(cè)范圍發(fā)展到面源污染及區(qū)域性環(huán)境質(zhì)量方面。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)就是在這種背景下產(chǎn)生并發(fā)展起來的[3]。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方法測(cè)取、運(yùn)用環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)資料的科學(xué)活動(dòng)，是用科學(xué)的方法監(jiān)視

7、和檢測(cè)反映環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢(shì)的各種數(shù)據(jù)的過程。用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表征環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)及污染的來龍去脈為目的，它是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)所涉及的技術(shù)體系非常的廣泛，它不僅包括測(cè)試技術(shù)、還包括了布點(diǎn)技術(shù)、采樣技術(shù)、數(shù)理技術(shù)和綜合評(píng)價(jià)技術(shù)。但從監(jiān)測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)可以看出，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)大多都在野外，距離環(huán)境監(jiān)控中心較遠(yuǎn)，為了使監(jiān)測(cè)全面、可靠、有效，一般要采取多處設(shè)置采集點(diǎn)，這很不利于工作人員的值守，因此，采取無線數(shù)據(jù)傳輸方式很適合當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)