多功能网络化远程环境监测系统的设计_张姣姣

多功能网络化远程环境监测系统解决了环境监测领域多、跨度广、被监测污染物种类多、24 小时不间断监测等问题。采用了模块化设计思想，以 32 位 ARM7 系列的芯片 LPC2214 做环境监测仪表的核心处理器，并预留了多个传感器接口，为系统以后的升级改造做了充分的准备。系统的多功能体现在监测场所的多元化，可以通过设置仪表的监测模式来选择三种模式中的任何一种进行监测，包括污染源、交通路口、居民小区等这些人类活动较多的场所；网络化，即系统集成了三种传输方式有GPRS 无线传输、以太网传输、RS485 总线传输，各分站可以根据实际的地理位置、经济条件等情况选择合适的传输方式，最终把各个分站连接成一个网络。远程监测是指各个分站的监测结果通过任意一种传输方式传输到环境监控中心，实现了无人值守、统一管理。论文首先介绍了多功能网络化远程环境监测系统的整体设计方案，然后详细论述了环境监测仪表的硬件电路设计及其设计说明，最后叙述了监控中心上位机软件的设计与实现过程，以及上位机界面的操作说明。硬件电路主要包括：CPU 电路、电源电路、外部看门狗及 RTC 电路、系统时钟、信号处理电路、蜂鸣器电路、通讯电路、按键及显示电路。环境监测仪表以飞利浦公司 ARM7 系列的 LPC2214 做微处理器；信号处理电路中涉及到了电压信号、频率信号、I2C、开关量信号、并行信号，其中还采用了高精度 ADC 采集芯片 CS5532 提高了仪表的精度；数据显示采用液晶显示模块，人机界面友好；外部看门狗 FM33256 能够实现低电压监测，提供 RTC 时钟，同时该芯片内部还有 256k 的 Flash 用来存储系统参数，该设计增强了仪表的抗干扰能力和稳定性。上位机监控软件编程环境为 Visual Basic 6.0，并与 SQL Server 数据库连接，实现了环境参数的接收、处理、存储、显示、查询等功能。系统已经设计完成，并做了高温、低温、恒定湿热、静电干扰测试，同时也进行了多台仪表与监控中心的联机调试，实现了三种监测模式的监测和三种传输方式的传输，系统运行稳定、可靠。