室内环境监测与舒适度评判系统研究

摘要

现代社会,人们越来越重视自身的生存环境,室内环境作为生存环境的重要组成部分更是受到人们的重视。随着计算机、通信、网络等技术的高速发展与广泛应用,自动测控技术、计算机技术和通信技术相结合已成为测控领域的发展方向。为此,本课题提出了“室内环境监测与舒适度评判系统”研究,它结合传感技术、嵌入式技术和网络技术,将室内环境监测模块制成网络产品,使其成为网络中的一个节点而直接与计算机网络进行数据通信,实现室内环境参数的实时发布与共享,并借助信息融合技术对室内环境进行舒适度评判。　　本文所研究的“室内环境监测与舒适度评判系统”是由下位机系统和上位机系统组成。下位机系统包括微控制器系统、多参数采集模块、网络接口模块和LCD显示模块。本文分析了μC/OS-II的特点,对其移植到ARM7TDMI的LPC2290进行了探讨;并根据需求对标准TCP/IP协议进行裁剪,将其嵌入到移植的微操作系统μC/OS-II中;研制了系统各个硬件模块,及其相应的系统软件(包括多种参数采集子程序、通信程序、液晶显示程序等),并在微操作系统μC/OS-II中嵌入各个模块程序,实现任务通信及调度,从而实现系统下位机系统功能。　　上位机系统主要是实现对室内环境参数的网络化监测、并对室内环境舒适度进行评判,其中监测系统软件由实时参数显示、波形分析、参数设置、事件报警和舒适度评判等模块组成。上位机系统软件是基于LabVIEW平台开发的,并利用LabVIEW与C语言和MATLAB的接口,方便实现环境参数分析和舒适度的评判。　　最后,结合硬件和软件进行整个“室内环境监测与舒适度评判系统”的搭建,并对其进行实验和调试,实验结果表明:该系统能够完成预定的室内环境参数采集、以太网通信、远程监测和评判等功能,具有易扩展、长距离传输、人机交互友好、可靠性高等特点。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 课题的国内外研究现状

1.3 课题的主要研究内容和本文结构安排

第二章 室内环境监测与舒适度评判系统总体方案研究

2.1 系统的体系结构

2.2 室内环境监测参数的确定

2.3 系统软硬件的基本要求

2.4 室内环境参数采集方案

2.5 系统网络化实现方案

2.6 室内环境舒适度评判

2.7 小结

第三章 室内环境监测与舒适度评判系统硬件研制

3.1 系统硬件的总体构架

3.2 系统微控制器分析LPC2290及其辅助电路研制

3.3 室内环境参数采集模块研制

3.4 液晶显示模块

3.5 网络接口模块

3.6 小结

第四章 室内环境监测与舒适度评判系统软件研发

4.1 操作系统μC/OS-II及其移植

4.2 嵌入式TCP/IP协议栈及其实现

4.3 下位机软件研发

4.4 上位机软件研发

4.5 小结

第五章 室内环境监测与舒适度评判系统联调与实现

5.1 试验系统搭建

5.2集成开发环境及调试器

5.3系统联调与实现

第六章 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

研究生期间发表的学术论文及取得的研究成果