基于ZigBee技術(shù)的多通道粉塵與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、空氣中的粉塵濃度是衡量空氣質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。粉塵指懸浮在空氣中的固體微粒。在生活和工作中，粉塵直接威脅人類健康，能誘發(fā)多種職業(yè)肺部疾病，特別是在礦山、建筑、制造及其它工業(yè)場所，粉塵污染對(duì)人的健康影響尤為嚴(yán)重。在高溫干燥的環(huán)境中，當(dāng)粉塵濃度超過一定的界限時(shí)，可能產(chǎn)生爆炸。因此，溫濕度也是一個(gè)重要的參考要素。
　　傳統(tǒng)的粉塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用有線檢測(cè)設(shè)備，需要操作人員攜帶粉塵檢測(cè)設(shè)備進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域。這種檢測(cè)辦法不僅效率低、易受到監(jiān)測(cè)區(qū)域環(huán)境

2、的影響，而且需要人工收集數(shù)據(jù)，不能實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。課題中無線通信的設(shè)計(jì)理論是源于 ZigBee通信技術(shù)。ZigBee通信技術(shù)可以搭建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，具有功耗低、高容能、高安全性、低成本等優(yōu)點(diǎn)，可以抵抗危險(xiǎn)、惡劣的環(huán)境條件，忽略監(jiān)測(cè)環(huán)境的影響。采用ZigBee技術(shù)可以使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不再需要布設(shè)有線線路，自動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)可隨意增減節(jié)點(diǎn)且改變監(jiān)測(cè)位置，而且低功耗的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，壽命長，使用方便，節(jié)省了布線成本，適用于無線粉塵監(jiān)測(cè)點(diǎn)的組網(wǎng)。
　　課題設(shè)

3、計(jì)的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)和用戶操作界面三大部分組成。監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采用了高性能單片機(jī)作為系統(tǒng)控制的核心部件，采集粉塵、溫濕度、節(jié)點(diǎn)位置等信息。根據(jù)光散射理論，當(dāng)粉塵顆粒經(jīng)過粉塵傳感器的采樣腔后，傳感器將粉塵反射的光強(qiáng)經(jīng)光電檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換后，以PWM的形式輸出。因此得到相應(yīng)粒徑的粉塵濃度，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中多種不同粒徑范圍的粉塵進(jìn)行濃度測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，即實(shí)現(xiàn)多通道粉塵濃度的測(cè)量。溫濕度參數(shù)測(cè)量則采用 SHT10作為溫濕度傳感器件

4、，將溫度和濕度的物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的電信號(hào)。利用 GPS協(xié)調(diào)時(shí)鐘，使整個(gè)系統(tǒng)各模塊時(shí)鐘同步。在每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上均設(shè)計(jì)了液晶顯示、按鍵操作等功能。各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行本地顯示和存儲(chǔ)。根據(jù)用戶操作界面發(fā)布的指令要求，將數(shù)據(jù)傳送至到數(shù)據(jù)集控的上位機(jī),在用戶操作界面上顯示、分析和存儲(chǔ)。用戶操作界面采用VB軟件進(jìn)行編寫，主要任務(wù)：發(fā)送指令給監(jiān)控節(jié)點(diǎn)使其傳送數(shù)據(jù)；接收指定監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；然后對(duì)數(shù)據(jù)匯總、分析和處理，一旦有數(shù)據(jù)超過