基于光声传感器的道边空气质量监测站设计-论文.pdf

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1、电子测量技术第37卷第6期ELECTRONICMEASUREMENTTECHN0L0GY2014年6月基于光声传感器的道边空气质量监测站设计赵宇魏衡华李子亮(中国科学技术大学自动化系合肥230026)摘要：道边空气污染问题日益严重，为了适应道路空气质量监测的需要，设计了基于光声传感器的道边空气质量监测站，介绍了系统的工作原理、硬件原理图、软件流程图以及GPRS数据传输流程图，并着重介绍了光声传感器的原理和设计。监测站采用基于气体光声光谱原理的光声传感器检测道边环境中污染气体的浓度，并通过LCD显示屏显示监测结果，同时通过GPRS通信网络将数据传

2、输给监控中心用于研究，整个监测站具有体积小、成本低、实时性和自动监测的特点，便于应用于道边环境监测。关键词：道边空气监测；光声光谱；GPRS；自动监测中图分类号：TP2文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．1050DesignofroadsideairqualitymonitoringstationsbasedonphotoacousticsensorsZhaoYuWeiHenghuaLiZiliang(ThedepartmentofAutomation，UniversityofScienceandTechnologyofChina，He

3、fei230026，China)Abstract：Inrecentyears，theproblemofroadsideairpollutionhasbecomeincreasinglysevere．Tomeettheneedsofmonitoringroadsideair，thisarticledesignsroadsideairqualitymonitoringstationsbasedonphotoacousticsensors，introducesthesystem’sworkingmechanism，thehardwareschemat

4、icdiagram，thesoftwareflowchartaswellastheGPRSdatatransmissionflowchart，andemphasizestheprinciplesaswellasthedesignofphotoacousticsensors．Makinguseofphotoacousticsensorsbasedongasphotoacousticspectroscopyprinciple，themonitoringstationscandetecttheconcentrationofgaspollutionin

5、theroadsideenvironment，displaytheresultsthroughLCDscreens，andtransmitthedatatomonitoringcenterforresearchthroughGPRStelecommunicationnetwork．Smallinvolume，lowincost，timelyandautomaticinmonitoring，themonitoringstationscanbeeasilyusedforroadsideenvironmentdetection．Keywords：ro

6、adsideairmonitoring；photoacousticspectroscopy；GPRS；automaticmonitoring测，使得监测站不仅复杂，而且成本也高。设计的道边空气1引言监测站使用光声传感器检测道边空气中的污染气体，光声车辆越来越多，排放的尾气对道边空气的污染Et益加传感器可以同时检测多种污染气体，从而使监测站的体积重，严重损害了行人以及居民的身体健康。虽然我国大多小、成本低，便于安装在路边环境，监测站还装有GPRS通数城市都已经建立了大气质量监测站，实现了对大气质量信模块，采用GPRS无线网络实现监测数据的远程传输

7、，以的有效监测，但由于大气质量监测站基本都分布在建筑物达到实时监控的目的]。上，它们并不能监测道边空气的“清洁度”l1]。当前主要使用环境监测车对道边空气进行流动监测，这并不能建立长2监测站工作原理久有效的监测，同时这些监测结果只留给科研人员使用，民监测站主要监测道边环境中污染气体和颗粒物的含众无法及时获取，因此建立道边空气质量监测站刻不容缓。量。监测站使用光声传感器和粒谱仪采集数据，将采集的国内已有少数几个城市设立了道边空气质量监测站，并且数据送入处理模块，处理模块根据特定的算法计算出污染多数城市准备设立道边空气质量监测站。气体和颗粒物的含量

8、，并调用显示模块显示监测结果，同时传统空气检测方案主要有2种：一种是长光程DOAS通过GPRS通信模块将监测结果传送给监测中心用于分析(differe