基于 GPRS 的环境监测系统.pdf

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1、基于ＧＰＲＳ的环境监测系统王婷，等基于GPRS的环境监测系统１２王婷，朱宝平（１．兰州交通大学数理学院甘肃兰州，７３００７０）（２．武汉征原电气有限公司湖北武汉，４３００１２）摘要：环境状态数据的监测与控制是工农业生产过程中一个十分重要的技术手段。基于ＧＰＲＳ通信方式的环境状况监测系统能够实时连续地对监测终端所处现场的经度、纬度、海拔、温度、湿度以及光照强度等环境数据进行采集，并通过ＧＰＲＳ网络发回数据中心。数据中心的上位机软件接收、处理、显示监测终端发回的数据。关键词：无线通信；ＧＰＲＳ；单片机；环境监测中图

2、分类号：ＴＰ３６８畅１文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．１４０１６／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－９２２７．２０１６．０３．１４２Abstract：Ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｈａｓｂｅｃｏｍｅａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍｅａｎｓｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＧＰＲＳｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒａｖａｒｉｅｔｙｏｆｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｏｆ

3、ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｔａｔｕｓｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｉｔｃａｎｃｏｌｌｅｃｔｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｅ，ｌａｔｉｔｕｄｅ，ａｌｔｉｔｕｄｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｕｍｉｄｉｔｙａｎｄｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｓｃｅｎｅｉｎｒｅａｌｔｉｍｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ａｎｄｔｈｅｎｓｅｎｔｔｈｅｍｔｏｔｈｅｓｅｒｖｅｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＧＰＲＳｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｏｎｔｈｅｓｅｒｖｅｒｒｅｃｅｉｖｅｓ，ｐｒｏｃｅｓｓ

4、，ａｎｄｄｉｓｐｌａｙｓｔｈｅｄａｔａ．Keywords：ＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＧＰＲＳ；Ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ；ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ２畅２数据中心１ＧＰＲＳ简介数据中心由服务器和上位机软件组成。数据中心一方面ＧＰＲＳ是通用分组无线业务（ＧｅｎｅｒａｌＰａｃｋｅｔＲａｄｉｏ与监测终端通过ＧＰＲＳ网络进行数据交换，另一方面，进行数Ｓｅｒｖｉｃｅ）的简称，是在原有的ＧＳＭ系统上发展起来的一种承据的显示、存储与管理。上位机软件为用户提供了一个可视载业务，该技术的目地是为ＧＳＭ

5、用户提供分组形式的数据业化界面，通过该软件，用户可以查看当前监测现场的实时环境［１］务，它是第２畅５代移动通信。ＧＰＲＳ的理论传输速率可以达数据。［２］到１７２Ｋｂｐｓ，目前ＧＰＲＳ实际数据传输速率在４０Ｋｂｐｓ左右。ＧＰＲＳ无线通信网络具有实时性高、信号覆盖广、成本低等显３监测终端硬件设计著优点。３畅１单片机最小系统监测终端系统的主控制器选用飞思卡尔半导体公司的２系统概述［３］ＭＣ９Ｓ１２ＸＳ１２８，可挂载多种外设传感器。一般情况下，ＭＣＵ环境监测系统由环境监测终端和数据中心构成，其结构的硬件最小系统由电源、

6、晶振、复位及写入器接口等电路［４］框图如图１所示。组成。３畅２ＧＰＲＳ模块电路选用华为公司生产的ＧＴＭ９００－Ｃ无线通信模块。该模块的应用电路如图２所示。图１系统框架图２ＧＴＭ９００－Ｃ电路２畅１监测终端３畅３ＧＰＳ模块监测终端除主控制器外还包括环境数据采集部分和位置数据采集使用杭州晶控电子有限公司生产的ＧＳ－ＧＰＲＳ通信部分。环境数据采集部分由ＧＰＳ模块、温度传感９２ＭＧＰＳ模块开发板。采用的ＭＴＫ芯片组在功耗、价格和体器、湿度传感器和光照强度传感器组成。传感器在主控单片积上都有相当的优势，并且集成了电压转换

7、部分，可以使用机的控制下，完成数据的采集工作。主控单片机接收数据后，５Ｖ电源直接供电。模块还引出了ＴＴＬ电平的异步串行通信对数据进行解析处理，得到需要的信息，然后根据与上位机之接口，与主控制器ＳＣＩ口连接即可实现数据通信。间的通信协议，将数据重新组合打包。ＧＰＲＳ模块与数据中３畅４温度、湿度传感器心建立通信链路，将数据通过网络运营商提供的ＧＰＲＳ网络ＤＨＴ１１数字温湿度传感器：湿度测量范围在２０－９０％ＲＨ传输到数据中心。之间，精度为±５％ＲＨ，温度测量范围在０－５０℃之间，精度为±［５］２℃。只使用其湿度测量

8、功能，温度检测则使用测量范围收稿日期：２０１５－１０－２更宽、精度更高的ＤＳ１８Ｂ２０数字温度传感器。ＤＳ１８Ｂ２０数字作者简介：王婷（１９７３－），女，宁夏回族自治区，硕士，讲师。温度传感器可输出９位二进制温度值。ＤＳ１８Ｂ２０的测量范围·１４２·枟自动化与仪器仪表枠２０１６年第３期（总第１９７期）［６］从－５５℃到＋１２５℃，可在ｌｓ内将温度转换成数字信息。传续高分辨率模式下，测量