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环境检测数据采集方案

当前,水污染、大气污染以及噪声污染是世界面对的三大主要污染,也是我国面对的主要环境问题,其中,水污染的治理和防治多年以前已经得到了重视,对于噪声污染和大气污染,近几年来,国家相关部门才开始重视噪声污染和大气污染的监测与防治。


我国在吸收国外相关技术与自主研发相结合的基础上,研究开发出了相关检测技术,推出了众多检测设备,但目前看来,这些设备价格很高,外形庞大,移动不便,不能满足当前一些部门和企业对检测设备廉价、移动灵活的要求。


易联网科技提出了一套环境检测系统,在不断改进的基础上,已经研发推出了三代产品,能满足上述廉价、外形小巧要求,能较为准确地检测出监测点的噪声和扬尘参数并上传到监控计算机,为环境相关的学科研究和环保部门的决策提供依据。


本环境检测系统主要功能为检测监测点的噪声和扬尘PM的指数并上传到局域网或互联网,在确定总体方案的基础上,详细论述了第一代产品到第三代产品的研发过程,对每一代产品的数据网络传输方案作了介绍,分析了各个数据网络传输方案的优缺点以及改进的必要性,同时对每一代检测分机做了介绍,也给出了其内部布局的缺点和测试过程容易出现的问题,给出了解决方案并且做了改进。


同时,详细介绍了系统的各个模块,包括数据采集板、噪声传感器、粉尘传感器、电源模块,其中,着重介绍了噪声传感器的工作原理以及本系统所使用的噪声计;介绍了常用的PM检测方法及检测原理,详细介绍了本系统所使用的扬尘传感器的检测原理及检测算法。


主要工作在于采集数据的传输,围绕数据传输,主要测试实现了以下几种传输方式:

(1).利用GPRS模块将采集到的数据传输到指定域名;详细介绍了GPRS技术的原理及传输过程,对于域名解析,详细论述了其解析原理及解析过程,分析给出了此种传输方式的优缺点,同时给出了本测试过程的详细测试步骤,最终成功利用GPRS模块以及域名解析实现了数据传输,但此种方式只适合做传输测试,实际应用中受到许多限制,不适合应用于成熟产品。

(2).利用GPRS模块将采集到的数据传输到指定IP地址;在利用GPRS模块将采集到的数据传输到指定域名的基础上,详细介绍了将采集到的数据直接传输到指定IP地址的过程及原理,最终实现了将采集到的数据传输到互联网上,经过测试,该方式数据传输可靠、稳定。

(3).利用串口转网口模块在局域网内将采集到的数据传到计算机;介绍了一种串口转网口模块,该模块能实现串口到网口之间的转换,避免了网口通讯软件的开发,详细介绍了该传输方式的原理和实现过程,最终利用此方式成功实现了数据传输。

(4).利用串口转网口模块和3G路由器(交换机)及相机实现采集数据和视频图像叠加后传输到局域网或互联网;在实现利用串口转网口模块传输数据的基础上,详细论述了该传输方式的局域网通讯原理及具体设置过程,通过实际测试,该传输方式能稳定将采集到的叠加数据上传到局域网或互联网上的监控服务器,效果良好。

(5).利用ENC28J60实现采集板和计算机之间的RJ45网口通讯;详细介绍了以太网控制器ENC28J60和uIP协议栈,并对硬件连接原理及软件做了较为细致的介绍,结合程序实现了二者之间的机械式通讯和应答式通讯,最后实现了两块采集板和计算机组成的局域网之间的巡检式通讯。


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