智能环境监测系统设计*

陈宇 戴亮 戚蕊 顾婕妤 何颖

(江苏师范大学科文学院,江苏徐州 221000)

0 引言

目前关于环境监测的便携式设备逐步发展出现,但其中大多数设备功能单一且受空间限制,此次设计的系统可安装于各类便携式设备上并不受空间约束,如无人机、无人车等。该设计可实现信息实时监测与智能分析,对异常数据进行智能预警等功能,符合电子设备智能化,人性化的发展趋势。

1 系统设计方案

系统的结构设计如图1所示。本系统在用户端采用TFT屏显示和软件端查看两种方式,在可查看环境质量的同时,增加了历史查询功能,并通过生成数据曲线,帮助用户更好地观看出变化趋势。同时当传感器检测到环境质量较差时,会自动进行处理,对其严重情况进行预警和智能分级,同时在TFT屏上显示。此时的操作信息会通过无线网络传给软件端同步显示[1]。

图1 系统设计框图Fig.1 System design block diagram

2 硬件设计

硬件系统由烟雾传感器、温湿度传感器、CO传感器、气压传感器、光强传感器、STM32单片机、FET显示器、WIFI模块以及手机软件端组成。首先各个传感器采集相关数据,数字信号直接送给单片机处理,模拟信号通过模数转换后送给单片机处理,分析处理结果由TFT显示,同时通过WIFI模块传输到用户端[2-3]。

(1)STM32单片机:本设计使用的STM32F103C8T6最小系统单片机采用MircoUSB接口供电和SWD调试接口,自带电压稳压芯片、24C04数据存储器、复位及用户操作按键,有电平转换方便、体积小、方便数据存储和功能开发等特点。STM32实物图如图2所示。

图2 STM32单片机Fig.2 STM32 single chip microcomputer