空氣質(zhì)量檢測系統

大氣污染物經(jīng)工廠(chǎng)直接排放或間接排放到大氣中，嚴重地危害到人們的身體健康。課題組設計了基于ZigBee技術(shù)的空氣質(zhì)量檢測系統，監測人員只需在監測區域放置空氣質(zhì)量檢測儀，即可時(shí)時(shí)獲取區域內各種污染氣體濃度及對應指標，為及時(shí)處理大氣污染突發(fā)時(shí)間提供有力的技術(shù)保證。

1系統工作原理

1.1系統結構圖

本文設計的空氣質(zhì)量檢測系統實(shí)現全天候、自動(dòng)化、主動(dòng)獲取空氣質(zhì)量信息。本文的空氣質(zhì)量檢測儀原理框圖如圖1所示，采用上下位機相結合的設計方式，下位機由傳感器模塊、數據處理模塊（CC253X芯片）、數據傳送模塊等部分構成；上位機由測控計算機、通訊模塊構成。由微處理器通過(guò)傳感器模塊采集空氣質(zhì)量相關(guān)數據并通過(guò)zigbee模塊傳輸至測控計算機，測控計算機完成對空氣質(zhì)量數據的處理分析，為管理人員提供做出判斷或決策的依據。從而實(shí)現對特定區域內空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監測。

1.2ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)介

ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是由許多傳感器以自組織方式構成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和ZigBee技術(shù),可廣泛應用于工業(yè)監測、安全系統、環(huán)境監測和軍事等領(lǐng)域。ZigBee技術(shù)是一種低速率、低功耗、低復雜度、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。

2系統電路設計

本文無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊采用芯片CC2530。CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應用的片上系統(SoC)解決方案。以較低的總的材料成本建立網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。CC2530結合了LX的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051CPU，系統內可編程閃存，8-KBRAM和其它強大的功能。充分考慮到應用環(huán)境，結合CC2530具有不同的運行模式，使得它尤其適應超低功耗要求的系統。如圖2所示。

3系統軟件設計

3.1CC2530芯片的軟件設計

設計中CC2530單片機程序的編寫(xiě)環(huán)境為IAREW8051V8.1集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用C語(yǔ)言編寫(xiě)，使程序移植和調用方便、靈活，能ZDCD的提高系統程序的可靠性和穩定性。由主程序，AD數據轉換，通訊三個(gè)模塊組成。數據的.采集要求每秒采用一次，采用定時(shí)中斷的方式執行數據的采集，將采集的數據經(jīng)過(guò)AD轉換后通過(guò)串行數據通信發(fā)送給ZigBee芯片。

3.2應用程序設計

空氣質(zhì)量檢測系統上位機部分是采用Microsoft公司的VC++6.0進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以Zigbee通信方式實(shí)現空氣質(zhì)量數據（溫度、濕度、PM2.5、PM10等參數）的存儲與和讀取。根據實(shí)際需求，應用程序份為用戶(hù)界面和數據管理兩部分。管理人員可以通過(guò)用戶(hù)界面實(shí)時(shí)、直觀(guān)的了解檢測區域內相關(guān)信息，可對檢測區域的空氣質(zhì)量安全的進(jìn)行評估與決策，數據管理部分將所有數據以及分析狀況進(jìn)行儲存，方便用戶(hù)隨時(shí)查詢(xún)。檢測系統軟件界面如圖3所示。

4結論

本文中所設計的空氣質(zhì)量檢測系統，實(shí)現了對空氣質(zhì)量各類(lèi)指標的動(dòng)態(tài)檢測、測試分析、數據保存等功能，滿(mǎn)足在多樣化的環(huán)境下獲取大量像是、可靠的信息。該系統具備操作方便、易于控制、穩定運行且實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)?？蓮V泛適用于農業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域。