基于红外光谱和GPRS的大气有害气体监测系统的研究

摘要

大气环境是人类生存环境的重要组成部分，也是满足人类生存必不可少的自然资源。上世纪以来，世界上相继发生了许多严重的城市大气污染事件，引起了各级政府的高度重视。人们要求对空气质量开展预报，以便采取更广泛、更有效的措施控制污染。研究分析大气污染状况，建立大气有害气体监测系统已成为人们重要的研究课题。
　　 本文在深入分析GPRS无线网络技术和气体浓度红外检测技术的基础上提出了运用基于红外检测技术、GPRS无线网络和ARM技术，构建有害气体监控系统的方案。通过对测试原理和方法的充分论证之后，设计了气体浓度测试的红外传感器；开发了以32位处理器S3C44B0为核心，包括A/D转换模块、LED/LCD液晶显示模块、GPRS模块以及键盘模块在内的ARM中央硬件处理平台；完成了各电路模块印刷电路板的制作和分步调试；在ARM集成开发环境ADS1.2下完成了系统的启动代码和应用程序的编写，和上位机监控软件的编写；并结合硬件电路完成了整个系统的调试；最后在实验室完成了测试系统的标定实验。
　　 本系统的优点在于利用了GPRS网覆盖范围广、数据传输速率高、永远在线、费用低，无地域限制，节省巨额建网费等优势，解决了大气污染的大范围、实时、长期在线监测问题；浓度测试中采用红外光谱检测技术设计出的传感器与传统的同类传感器相比，具有响应速度快、能在恶劣环境下工作的优点；系统采用了ARM嵌入式处理器，实时性好，可脱机运行，携带方便，除了用于大气环境监测，还可推广到化工、电力、矿山等行业的危险气体检测。