基于μC／OS-II的遠程環(huán)境監測系統

環(huán)境監測系統采用模塊化設計，可以靈活、經(jīng)濟地實(shí)現CO、SO2、氮氧化物等多種參數的測量。模塊化設計是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構成一個(gè)具有特定功能的子系統，然后再將這個(gè)子系統作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品進(jìn)行多種組合，構成新的系統，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產(chǎn)品。即模塊化先進(jìn)行系統的分解，再進(jìn)行組合。采用這種模塊化設計思想，用戶(hù)可以根據實(shí)際情況，選用最
合理的資源配置，實(shí)現較高的性?xún)r(jià)比。

1 系統設計方案
1．1 系統基本原理
環(huán)境監測系統以ARM系列LPC2214為核心，內置嵌入式操作系統μC／OS-Ⅱ，該操作系統對整個(gè)系統調度，具有數據采集、數據處理、數據存儲等功能。數據經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)DTU無(wú)線(xiàn)模塊傳輸到上位機，然后上位機接收、顯示、存儲、報警，并結合數據挖掘技術(shù)對大量的采集結果進(jìn)行分析處理，存儲于服務(wù)器數據庫。μC／OS-Ⅱ具有處理多個(gè)任務(wù)和外部接口接入數據的功能，使得監測系統可以同時(shí)處理多個(gè)事務(wù)，并具有更大的可擴展性。
環(huán)境監測系統是一個(gè)集成度高，可選擇測量多種場(chǎng)所環(huán)境的智能型環(huán)境監測系統，測量的環(huán)境參數有：溫度、濕度、風(fēng)力、二氧化硫濃度、氮氧化物濃度、一氧化碳濃度、臭氧濃度、可吸入顆粒物濃度、噪聲、雨量等多個(gè)環(huán)境指標。其中，根據不同的場(chǎng)所選擇不同的測量模式，系統大體分為3種模式供用戶(hù)選擇：污染源模式、交通路口模式、居民小區模式。
1)污染源是指對環(huán)境造成污染的污染物發(fā)生源，通常指的是向環(huán)境中排放有害物質(zhì)或對環(huán)境產(chǎn)生有害影響的場(chǎng)所、設備、裝置或人體，環(huán)境監測系統主要監測大氣污染，這里的污染源主要是大氣污染。大氣污染指大氣中污染物濃度達到的有害程度，超過(guò)了環(huán)境質(zhì)量標準的現象。在此模式中列出了常見(jiàn)的也是對人體危害比較大的氣體污染物的監測，其中有二氧化硫、總懸浮顆粒物(TSP)、可吸入顆粒物(PM10)、氮氧化物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等。
2)交通路口模式主要是市中心、高速路口等交通繁忙的路段，監測的環(huán)境指標主要是汽車(chē)尾氣中的有害物質(zhì)，還包含了實(shí)用的氣象狀況。
3)居民小區是指人們日常生活和活動(dòng)場(chǎng)所的環(huán)境。環(huán)境質(zhì)量是住宅小區健康要素中的最為直接的因素，是綠色健康小區最為鮮明的標志。居民小區模式中監測的參數有：空氣溫度、相對濕度、風(fēng)力、風(fēng)向、紫外線(xiàn)指數、噪聲、顆粒物等，這些參數都是和居民生活息息相關(guān)的環(huán)境指標。
環(huán)境監測系統的基本組成包括傳感器數據采集部分、信號處理模塊、鍵盤(pán)輸入模塊、顯示模塊、通信部分模塊、遠程監控中心。其系統硬件結構如圖1所示。