PM2.5污染源自动监测系统设计

摘要

在我国经济的快速发展过程中，汽车、工厂企业对化石燃料的消耗量巨大，由此造成的大气污染问题非常严重。大量污染物的排放，是当前中国城市雾霾天气形成的主要原因。在雾霾天气中，大气所含的PM2.5成分对人体的危害尤为严重。
　　我国现在建成的空气质量监测系统，基本上都是使用非可移动式的大型空气质量监测站，对空气质量数据进行采集。工厂企业这些分布的较为分散的污染源，大型监测站对其污染物排放的监测往往无能为力。本论文旨在设计一种便携式微型空气质量监测系统，该系统是基于FPGA开发平台的，分为硬件模块、FPGA控制和数据库三大部分。硬件模块包括PM2.5传感器模块、GPS定位信息采集模块、LCD1602液晶显示模块和GPRS无线信号发送模块。FPGA控制部分主要通过Verilog语言实现对以上各硬件模块的控制功能。数据库部分实现对GPRS发送过来的空气质量数据进行实时保存。本设计可以实现对地域分布较为分散的污染源，由环境监管人员实施数据监测，还可以将采集到的数据经无线网络，实时传输至上位机的数据库中进行保存，方便环境监管部门利用大数据技术对监测数据进行数据挖掘，实现对空气质量的严格监管。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究背景

1．2 空气质量监测系统研究现状及发展趋势

1．3 论文研究内容和结构安排

第2章 系统硬件模块设计

2．1 系统设计思路

2．2 主处理芯片

2．2．1 主处理芯片的选取

2．2．2 FPGA开发平台介绍

2．3 PM2.5传感器模块设计

2．3．1 PM2.5传感器的选取

2．3．2 PM2.5传感器模块

2．4 GPS传感器模块设计

2．4．1 GPS传感器的选取

2．4．2 GPS传感器模块

2．5 显示模块设计

2．5．1 显示模块的选取

2．5．2 LCD显示模块

2．6 无线信号发送模块设计

2．6．1 无线信号发送模块的选取

2．6．2 GPRS信号发送模块

2．7 本章小结

第3章 FPGA控制模块设计

3．1 控制器整体设计

3．2 PM2.5数据采集控制模块

3．2．1 串口收发模块设计

3．2．2 PM2.5数据接收模块设计

3．3 GPS数据采集控制模块

3．4 数据处理模块

3．4．1 PM2.5数据处理模块设计

3．4．2 GPS数据处理模块设计

3．5 LCD1602液晶显示控制模块

3．6 GPRS信号发送控制模块

3．7 综合结果

3．8 本章小结

第4章 数据库搭建

4．1 MySQL数据库服务器优点

4．2 MySQL服务器搭建

4．3 本章小结

第5章 测试

5．1 LCD1602显示屏测试

5．2 GPRS信号传输测试

5．3 系统稳定性测试

5．3．1 测试方法

5．3．2 测试结果

5．4 系统测试

5．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的科研成果

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