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基于STM32芯片的环境感知远程终端单元设计与实现

发布时间:2019-09-11 02:13:04 文章来源:工具之家    

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韩泊明+赵星泽

摘 要:shi内空气zhiliang已经成为ren们生活中重要的话题之一本课题按照空气质liang指shu标准she计出一个基于STM32芯片的适合室内封闭空间的空气质liang检测模kuaibaokuo数据采ji单元数据处理单元数据传输单元以ji数据显示单元的设计。通过该模块可实现空气质量参数的智能采集he上传,并将该模块显示在上wei机,以及根据设定的阈zhijin行实时监控与报警。

关键词:空气质量监测;STM32;环境ganzhi

DOI:1.1664/j.cnki.37-1222/t.2017.18.248

0 引言

suizhuo我国综合实力的bu断提升,以及个人生活水平的提gao,空气质量也随之发生剧烈变化。一方面,在许多重gong业生产中,有hai气ti的释放与泄露成为影响空气质量的zhu要因素。空气质量的变化导致了许多自然灾害的发生,例如酸雨,温室效应,雾霾等。另一方面,suizhuo生活水平提高,室内装修热不断提升,室内空qiwu染也日益严重。为了节省能源,建筑物密du封闭程度的不断提高,导致装修材料和家具等挥发的有害气ti不能及时排出。相关信息显示:封闭环境更易受到wu染。

1 国内外研究现状分析

早在20世纪90年代,欧美等发达国家先后成li室内空气质量监测中心,用来监测政府、学校、医院等不同室内环境的空气数据。在已上市的空气质量监测产品中,美国的ESC公si生产的Z.300型jiaquan检测仪,英国PPM公司生产的PPM-400型甲醛测试仪较受欢迎。较之国外,我国对空气质量研究起步较晚,21世纪初,国内专家学者先后bian制室内空气质量相关法治,并不定期举办专题研讨hui根据监测仪获取的数据确定污染源,以采取合适方anlai控制污染源。目前上市设备有北京宾达绿创keji有限公司生产的甲醛测定仪 XP.308、江苏安普dianzi工程有限公司生产的400型甲醛分析仪等。

2 环境感知远程终端单元设计与实现

本模块以STM32开发板为基础,结合甲醛、PM2.5、等传感器,实现室内空气参数的采集与处理,再通过ModBus将数据上传交于上位机。监测终端模块主要有数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元以及数据显示单元四部分组成。

2.1 数据采集单元

zhe一单元主要负责信息采集,将监测到的数据转换为电信号输出。经测量参数及性价比最终确定,甲醛传感器为ME3M-CH20型电化学甲醛传感器,PM2.5传感器重庆山兰机电设备有限公司生产的GCG1000粉尘nong度传感器,浓度传感器为明德da方ke技有限公司的M1601er氧化碳传感器。

2.2 数据处理单元

数据处理单元负责处理数据并储存转发,实现系统整体的协调和控制。该单元主要由CPU、存储器、接口电lu等硬件和操作系统组成zhu控单元芯片为STM32F103ZET6,内存为1T,单时钟/机器周期。主要caiyong引脚为5V、3.5V电压源,RXD,RXD2,TXD2,DSPORT,DS18B20I/O数据端,LCD液晶显示接口控制引腳。

2.3 数据传输单元

liyongModBus协议,实现信息上传到后台,这正是本设计的创新点。Modbus总线网络是一种主cong式的网络,采用ASCII码传输模式,每8字节可采用2个ASCII码发送,根据该通信协议要求,主机发送给模块的指令格式为:(前导字fu(地址)(命令)[CHKSUM](CR)。

2.4 数据显示单元

本设计采yongLCD1602显示屏,该屏幕用来显示甲醛、PM10、浓度测量值。显示结果为三行,每行由十六个字符组成。当发送指令和数据给显示程序时,根据指令han数显示返回结果。

2.5 结果

本实验以粉尘浓度传感器和M1601二氧化碳传感器测量值为例,屏幕显示PM2.5、PM10和浓度测量值。

实验结果图如下suo示:

3 结束语

随着人民生活水平的提高,室内空气质量检测已受到全社hui的关注,室内空气质量的标准也被重新制定。人类生存离不开空气,人的一生大多半的时间是在室内度过的,特别是老、弱、病、残等体弱者在室内活dong时间更长,因此室内环境质量的好坏直接影响着他们的shen心健康。对于像我国这样人口众多的国家,加强室内空气检测,维持一个绿色的居住、办公场所,让广大人民都拥有一个健康的体魄,显得尤为重要。

本课题通过确定甲醛,PM2.5,以及浓度为基本测量参数,实现空气质量参数的智能采集和上传,并将数据显示在上位机,以及根据设定的阈值进行实时监控与报警。系统采用STM32F103ZET6系列作为控制核心,采用ME3M-CH20型电化学甲醛传感器,高精度激光检测 PM2.5 传感器、以及传感器来采集各参数信息。上传songshu据使用ModBus协议,高效、便捷。通过此模块与上位机监测软件相连接,可实时显示测量数据,进一步走向智能健康化生活。

参考文xian:

[1]Helicomm Inc.IP-Link1000 Embedded Wireless Module User Manual[M].USA: Helicomm Inc,2014:1-30.

[2]张lu桥.无线传感器网络拓扑控制研究[D].电子科技daxue,2013.[3]唐秀辉.无线传感器网络技术及在环境监测中的应用研究[D].电子科技大学,2013.endprint

shan东工业技术 2017年18期

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