环境监测仪器开发平台技术研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:f54265932
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随着社会经济与科学技术的发展,人们的环境保护意识在不断地加强,对环境的质量要求也越来越来严格。环境监测又是环境管理的重要手段,监测的核心设备是环境监测分析仪器。 目前国内环境监测分析仪器电气控制采集部分大部分采用传统单片机和工控机,如空气TSP、PM10、PM25采样器,皂膜流量计,CO自动在线监测仪中采用了传统8位的单片机。根据使用这些仪器的用户反馈以及反馈维修,发现采用传统的8位MCU存在着单任务处理,实时性差,功能单一,故障率高,精确度低,数据分析处理速度慢等问题。更为严重的是每位设计人员根据不同使用仪器客户的要求设计不同的仪器,这无非对设计人员带来重复性的劳动,设计烦琐,容易偏离技术难点,开发周期缓慢等等一系列问题。 根据调查研究发现目前环境检测仪器存在着很多共性,如硬件方面的主控制器,数据采集器,IO控制器,软件方面的数据分析,数字信号处理等等。本文根据这些共性探索性的研究设计适用于目前环境检测采样仪器和自动在线环境检测站的通用平台。 基于嵌入式技术的环境监测系统是集现代通信技术,信号采集分析技术,计算机网络为一体的现代监测系统。嵌入式系统具有多任务处理,运算速度快,精度高,通常16位或32位,价格便宜等优势。因此采用嵌入式技术研究适用于目前环境监测采样仪器和在线自动环境监测仪器的通用嵌入式系统具有非常重要的意义和使用价值。 气体密封性检漏泄漏测试仪是化学、环保分析工作中测试气体流量和校验浮子流量计不可缺少的工具。传统的气体密封性检漏泄漏测试仪的测量结果受人为影响较大,且携带又不便。本文以气体密封性检漏泄漏测试仪器设计为实例设计环境监测仪器平台,详细阐述了环境监测仪器平台系统构架,硬件设计,软件实现等。 从第三章开始介绍气体密封性检漏泄漏测试仪系统的工作原理,气路设计。在第四章中介绍本嵌入式仪器系统的硬件设计,介绍硬件系统系统框架,其中着重介绍数据采集系统的硬件系统介绍,如以DSP控制器为主控制器,由一系列环境监测参数传感器组成的采集网络,以及采集系统与数据管理检测系统之间的通信的实现等。在第五章中介绍系统软件,其中包括嵌入式系统介绍,以及在嵌入式Linux下开发的数据监测管理系统。主要介绍数据监测管理系统的管理界面,气体密封性检漏泄漏测试仪软件设计。数据采集系统软件主要以低层驱动开发,数据上传,数据分析为主。同时介绍数据采集系统与数据监测管理系统之间的TCP/IP数据通信的实现。最后针对目前环境监测技术指标的各项传感器的数据模型的建立,分析等,详细给出了气体密封性检漏泄漏测试仪的压力分析模型。
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