基于μC／OS-II的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，可以靈活、經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)CO、SO2、氮氧化物等多種參數(shù)的測量。模塊化設(shè)計是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個具有特定功能的子系統(tǒng)，然后再將這個子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品進(jìn)行多種組合，構(gòu)成新的系統(tǒng)，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(tǒng)的分解，再進(jìn)行組合。采用這種模塊化設(shè)計思想，用戶可以根據(jù)實際情況，選用最
合理的資源配置，實現(xiàn)較高的性價比。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案
1．1 系統(tǒng)基本原理
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以ARM系列LPC2214為核心，內(nèi)置嵌入式操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，該操作系統(tǒng)對整個系統(tǒng)調(diào)度，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲等功能。數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，通過DTU無線模塊傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，然后上位機(jī)接收、顯示、存儲、報警，并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對大量的采集結(jié)果進(jìn)行分析處理，存儲于服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。μC／OS-Ⅱ具有處理多個任務(wù)和外部接口接入數(shù)據(jù)的功能，使得監(jiān)測系統(tǒng)可以同時處理多個事務(wù)，并具有更大的可擴(kuò)展性。
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是一個集成度高，可選擇測量多種場所環(huán)境的智能型環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，測量的環(huán)境參數(shù)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、雨量等多個環(huán)境指標(biāo)。其中，根據(jù)不同的場所選擇不同的測量模式，系統(tǒng)大體分為3種模式供用戶選擇：污染源模式、交通路口模式、居民小區(qū)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?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所、設(shè)備、裝置或人體，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)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(dá)到的有害程度，超過了環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。在此模式中列出了常見的也是對人體危害比較大的氣體污染物的監(jiān)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(jiān)測的環(huán)境指標(biāo)主要是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，還包含了實用的氣象狀況。
3)居民小區(qū)是指人們?nèi)粘Ｉ詈突顒訄鏊沫h(huán)境。環(huán)境質(zhì)量是住宅小區(qū)健康要素中的最為直接的因素，是綠色健康小區(qū)最為鮮明的標(biāo)志。居民小區(qū)模式中監(jiān)測的參數(shù)有：空氣溫度、相對濕度、風(fēng)力、風(fēng)向、紫外線指數(shù)、噪聲、顆粒物等，這些參數(shù)都是和居民生活息息相關(guān)的環(huán)境指標(biāo)。
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成包括傳感器數(shù)據(jù)采集部分、信號處理模塊、鍵盤輸入模塊、顯示模塊、通信部分模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。其系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。