基于GPRS的糧倉有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)設計

鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 董榮偉 姚月琴

基于GPRS的糧倉有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)設計

鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 董榮偉 姚月琴

為檢測糧倉內(nèi)有毒氣體，論述設計了一種基于GPRS的糧倉有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)，以LM3S6911為主芯片，選用PH3-A1型傳感器設計采集節(jié)點檢測有害氣體，MC52i作為GPRS通信模塊實現(xiàn)氣體濃度數(shù)據(jù)遠程傳輸，利用Visual C++開發(fā)上位機監(jiān)控軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與顯示。

GPRS；有害氣體；遠程傳輸

引言

為了保證儲備糧食的品質，采用藥物熏蒸、通風和倒倉方式進行管理，從而導致糧倉內(nèi)有害有毒氣體相當多，不僅僅只有熏蒸時殘留的毒氣，還有糧食霉變及霉菌產(chǎn)生的多種有毒氣體[1]。這些有毒氣體有很多是致命的，即使經(jīng)過長時間的通風，依然會對人體產(chǎn)生較大傷害。因此，本文設計了一種基于GPRS技術的糧倉有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)，為糧庫工作人員提供一個糧倉有害氣體濃度量化指標。

1 系統(tǒng)硬件設計

1.1 LM3S6911主控制電路

系統(tǒng)選用LM3S6911作為控制電路核心芯片[2]，LM3S6911是基于ARMCortex-M3的控制器，集成有256KB的FLASH、64KB的RAM、4個通用定時器、3個完全可編程UART、8通道10位ADC，其非線性可達0.0015%，是高精準度測量應用的理想選擇，控制器及外圍電路如圖1所示。

圖1 控制器及外圍電路

1.2 GPRS通信模塊

本文選用西門子MC52i模塊[3,4]，其是一款MC系列的雙頻模塊（900MHz/1800MHz），模塊自帶TCP/IP協(xié)議棧，支持AT命令，且兼容性好，靈活性較高，工作需要穩(wěn)定3.3V電壓，電源電路如圖2所示。

圖2 MC52i電源電路

1.3傳感器檢測電路

本文主要以檢測磷化氫氣體為主，采用深圳市新世聯(lián)科技有限公司的PH3-A1型磷化氫傳感器，該傳感器輸出微弱模擬信號，故設計傳感檢測電路，將傳感器輸出的電信號經(jīng)過變換和放大，轉換成控制器可以處理的模擬信號，如圖3所示。

圖3 傳感器檢測電路

2 系統(tǒng)軟件設計

傳感器檢測氣體濃度后，由LM3S6911芯片中A/D轉換器完成數(shù)據(jù)采樣，再按照自定義協(xié)議進行打包，通過MC52i將數(shù)據(jù)遠程傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，軟件流程如圖4所示。

圖4 軟件流程圖

3 系統(tǒng)調試分析

系統(tǒng)開發(fā)上位機用于進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸并通過界面完成數(shù)據(jù)監(jiān)控，主要完成參數(shù)設置、實時數(shù)據(jù)顯示、歷史查詢及系統(tǒng)維護等功能，通過測試，系統(tǒng)具有較好的傳輸質量，調試結果如圖5施還存在很多的不足。首先，水生生物作為一種植物具有其自身的生長期限和繁殖周期，其吸收作用的發(fā)揮在一定程度上受到時間的限制。另外當水生生物的生命周期結束后，其不但再難以發(fā)揮凈化功能，還會因自身腐爛，加劇水域的污染程度。就目前來說，利用水生生物進行水域凈化，筆者認為一方面需要選用生命力較強、生命周期較長的水生植物，另一方面還要注重植物的加固，避免植物因水域活動而無法扎根的情況發(fā)生。

[1]高拯民.土壤——植物系統(tǒng)的污染防治及凈化功能[J].土壤通報,1980(01).

[2]何綠萍,劉耘,馮采芹.城市綠地的防塵效應[J].環(huán)境科學, 1980(04).

[3]李雄清,水生植物先鋒種組合凈化富營養(yǎng)化水體模擬試驗研究[D].南昌大學學位論文,2012(12).

[4]包先明,陳開寧,范成新.浮葉植物重建對富營養(yǎng)化湖泊氮磷營養(yǎng)水平的影響[J].生態(tài)環(huán)境,2005,14(6):807～811.

[5]金樹權,周金波,朱曉麗等.10種水生植物的氮磷吸收和水質凈化能力比較研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2010,29(8):1571～1575．

[6]張吉鴟.風眼蓮的生物學特性及其對鄱陽湖濕地生態(tài)環(huán)境的潛在危害[J].中國奶牛,2011(10):60～63.所示。

圖5 調試結果

4 結束語

本文分別介紹基于GPRS的糧倉有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分，通過實驗驗證，系統(tǒng)檢測精度較好，數(shù)據(jù)傳輸具有一定的可靠性，能滿足當前應用需求。

參考文獻：

[1]王梅,陳汲.淺析糧食倉儲技術現(xiàn)狀及科學保糧發(fā)展趨勢[J].糧食儲藏,2006(06):89～91.

[2]蔡雄.基于Cortex-M3和μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的學習機的設計與實現(xiàn)[D].華南理工大學,2012.

[3]魏秋菊.基于MC52i遠程報警系統(tǒng)的研制[J].工業(yè)設計, 2011(04).

[4]俞健.高速條件下GPRS數(shù)據(jù)傳輸可靠性研究[J].電腦與電信,2009(04):34～35.

董榮偉，男，1989年出生，江蘇鹽城人，碩士研究生，

研究方向：計算機智能控制及無線傳感網(wǎng)絡。

鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院科研基金項目。