基于GSM网络的有害气体远程多点监测系统

摘要

有害气体排放是对空气造成严重污染的主要原因。特别是那些在工业生产过程中排放的有害气体，会对人体产生极大的危害性。为了准确有效地对排放的有害气体进行连续自动的检测，并用计算机进行多点的在线监测，让企业和环保部门能对有害气体排放进行实时的监测和控制，使其达到国家排放标准，需要相关的检测装置和监测系统。 本论文根据物质对光吸收的朗伯-比尔定律，设计了采用双波长紫外吸收法对有害气体的浓度进行定量测定的光电检测系统，具有连续自动的检测能力。 本论文提出了利用GSM网络进行数据传输的方法，并设计了相关的软硬件。在传统的单片机系统中使用支持语音、短消息、数据通信、传真等业务的GSM引擎模块，实现了数据的无线传输。 本论文设计了针对工业废气中的氯气浓度的远程监测系统。在这个系统中可实现对多个检测点的在线监测，同时可通过GSM网络实现对检测装置的远程控制。通过更换检测装置中的滤光片，可以实现其它有害气体的在线监测。 本论文主要做了以下几个方面的研究：1.研究有害气体监测的基本知识和方法。2.介绍GSM网络及其数据业务。3.设计远程监测系统的总体方案。4.设计有害气体检测装置，用C51语言编写相关程序。5.设计GSM数据收发系统，用C51语言编写相关程序。6.用VC++6.0编写运行于监测中心计算机上的远程监测服务器应用程序

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1本课题的研究意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.1.1国内外研究现状

1.1.2发展趋势

1.3本课题研究的主要内容

2物质吸收光谱分析方法

2.1光的性质和物质对光的吸收

2.1.1光的基本性质

2.1.2物质对光的吸收

2.2光吸收的基本定律

2.2.1朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律的推导

2.2.2偏离朗伯-比尔定律的因素

2.3吸收光谱分析测定方法

2.3.1检测装置的主要组件

2.3.2主要的测定方法

2.3.3吸收光谱法的测量误差分析

2.4本章小结

3 GSM网络及其数据业务

3.1概述

3.2 GSM网络的构成

3.3 GSM系统中的移动设备

3.3.1终端设备(TE)

3.3.2 SIM卡

3.4 GSM系统短消息业务

3.4.1短消息业务

3.4.2短消息服务的实现

3.5本章小结

4基于GSM远程监测系统总体设计

4.1基于GSM远程监测系统

4.1.1远程监测系统的构成

4.1.2远程监测系统的主要功能

4.2检测系统的总体设计

4.2.1检测系统的硬件结构

4.2.2检测系统的软件总体设计

4.3监测中心软件的总体设计

4.3.1需求分析

4.3.2软件模块

4.3.3软件结构

4.4本章小结

5检测装置及GSM通信系统的设计

5.1检测对象特性分析及检测器的选用

5.1.1氯气分子的浓度测量原理

5.1.2光电检测器的选用

5.2数据采集通道的电路设计

5.2.1前置放大电路的设计

5.2.2电平迁移和50Hz陷波器设计

5.2.3低通滤波器的设计

5.2.4后级放大器电路设计

5.2.5峰值采样保持电路设计

5.2.6同步信号电路设计

5.2.7 A/D转换及微处理器电路的设计

5.2.8斩光器直流电机伺服控制电路

5.3 GSM通信接口电路设计

5.3.1 GSM模块简介

5.3.2 GSM模块接口介绍

5.3.3 GSM接口电路设计

5.4单片机程序设计

5.4.1主程序设计

5.4.2数据采集程序设计

5.4.3 GSM通信软件设计

5.5本章小结

6远程监测中心系统的设计

6.1监测中心硬件设计

6.2监测中心系统软件设计

6.2.1多线程编程

6.2.2 GSM通信模块程序设计

6.2.3数据分析处理模块

6.2.4数据显示及远程控制模块

6.2.5数据的管理与回放模块

6.3本章小结

7结论

7.1主要结论

7.2后续研究工作的展望

致谢

参考文献

附录A GSM通信软件部分源代码1

附录A GSM通信软件部分源代码2

附录B 作者在读硕士期间发表的论文