基于物联网的智能环境监测系统

《基于物联网的智能环境监测系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于物联网的智能环境监测系统：本文设计了一个基于物联X的智能环境监测系统，51单片机作为嵌入式处理器，众多子节点通过传感器采集环境数据由无线模块发送出去，在总节点无线接收环境数据后显示出来，当环境数据异常时由GSM模块向管理人员发送报警短信。本系统工作稳定、智能、易扩展。　　关键词：物联X环境监测单片机GSM　　：TP274：A：1007-9416(2011)11-0183-01　　　　物联X是新一代的信息技术，是物与物互联的X络，英文名是“TheInterofthings”。通过各种信息传感设备，实

2、时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集各种需要的信息，与互联X结合形成的一个巨大X络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与X络的连接，方便识别、管理和控制。GSM是全球移动通信系统，技术成熟，资费低，已广泛应用。我国经济的高速发展导致了一系列问题，自然环境急剧恶化，矿山爆炸，森林火灾等事故不断。于是，这加强了对智能、实时、高效的环境监测系统的需求。本系统正是在这种背景下设计的，由众多子节点传感器采集环境数据，然后通过无线传输至一个总节点，总节点处理接收到的环境数据，若出现异常情况则由GS

3、M模块向管理人员发送报警短信。由于子节点采用嵌入式处理器保证了该系统具有实时性、智能性、易扩展性。　　1、系统硬件设计　　1.1系统设计框图　　该系统分为两个部分：数据采集发送部分（众多子节点）、数据接收处理部分（一个总节点）。数据采集部分包括传感器、嵌入式处理器、无线发送部分。数据接收处理部分包括无线数据接收部分、嵌入式处理器、显示模块、GSM模块。各个子节点传感器采集环境数据经处理器处理后由无线发送模块把环境数据发送出去，在总节点无线接收模块接收到的数据由处理器处理后显示在显示模块上，若环境数据超

4、出安全范围则由GSM模块向管理人员发送报警短信。　　1.2嵌入式处理器的选择　　我们选择了宏晶科技生产的51系列STC89C51RD单片机。它是新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容8051单片机，实际的工作频率可达48MHz.可ISP、IAP，内部有EEPROM。内部集成MAX810复位电路，工作稳定。　　1.3传感器部分　　传感器部分包括两个在环境监测方面常用的传感器：MQ-3烟雾传感器、DS18B20温度传感器。这两个传感器接口简单，测量精度高。另外，子节点由于采用嵌入式处理器

5、，具有易扩展的特点，可以根据具体环境监测的需要扩展相应的传感器。　　MQ-3烟雾传感器用来监测环境中的有毒气体。它又快速的响应恢复特性，稳定性高、寿命长，驱动电路简单，成本低。可以探测乙醇、烷类、煤气、液化气、一氧化碳等气体。　　DS18B20温度传感器是一种常用的温度传感器。它的特点有：独特的单线接口仅需一个端口进行通信、零待机功耗、温度范围-55～125℃、适用于简单的多点分布应用场合。　　1.4无线通信模块　　无线通信模块我们选择了CC1101微功率无线通讯模块，负责发送和接收环境数据。工作电压

6、：1.8V～3.6V，推荐3.3V，但不超过3.6V。工作在433MISM频段。最高工作速率500kbps，支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式。较低的电流消耗（RX中，15.6mA，2.4kbps,433MHz）。　　1.5显示模块　　显示模块采用LCD12864，由于该模块技术成熟，故不再赘述。　　1.6GSM模块　　我们选用西门子公司的TC35GSM模块。在环境数据超出安全范围的时候负责向管理人员发送报警短信。它主要由四个部分组成，GSM基带处理器、射频电路、电源电路、FLASH。TC35的

7、信息传送内容是语音和数据。单电源3.3V～5.5V。频段：双频GSM900MHz和DCS1800MHz(Phase2)。发射功率：2900MHzClass4）1HzClass1）。短信息：MT,MO,CB和PDU模式。模块复位：采用AT指令或掉电复位。具有丰富的AT指令。　　2、系统软件设计　　该系统软件设计分为两个部分：子节点的软件设计和总节点的软件设计。子节点的软件设计为，首先初始化系统，传感器采集环境数据，然后由CC1101无线模块发送出去，该部分的软件设计较为简单不再赘述。总节点首先系统初始化

8、，然后无线模块接收环境数据，经单片机处理后显示在LCD12864液晶上，若发现环境数据超出安全范围则发出声光报警并且由TC35GSM模块向管理人员发送报警短信。下图为总节点的软件设计流程图：　　3、结语　　本文设计了一个基于GSM的智能环境监测系统，对物联X做了有益探讨。该系统功耗低，可稳定工作，易扩展，具有广阔的应用前景。