城市道边空气质量自动监测系统设计

【摘要】随着我国汽车市场的繁荣,我国在路汽车保有量年年攀升。汽车总量的增加不仅使道路变得拥堵,更严重污染了道边空气。汽车尾气直接进入道边环境,严重污染了道边“呼吸带”的空气,给行人和居民的身体健康带来了很大的危害,因此需要对道边空气质量进行有效的监测。由于道边环境的特殊性,不能简单的将大气监测系统移植到道边监测中来,因而需要设计一套专门的道边空气质量监测系统。它不仅可以实现对道边空气质量的监测,还可以为分析和解决道边空气污染问题提供依据。本文首先介绍了道边空气质量自动监测系统的设计要求、监测项目,并详细介绍了监测子站位置的选择,然后根据道边空气质量自动监测系统的功能要求设计了系统的整体结构,系统由监测子站、GPRS无线通信链路和监控中心构成,并对监测子站和监控中心的总体结构和功能进行了介绍。然后设计了监测子站硬件,包括监测子站各模块器件的选择和具体电路的设计,并着重介绍了基于光声光谱技术的光声传感器的设计,包括光声传感器的结构和主要环节的设计以及传感器的理论基础。在监测子站硬件设计完成之后,根据监测子站的功能需求对监测子站软件进行了设计。根据监测子站的工作流程设计了程序流程图,然后采用模块化设计方法设计了监测子站的初始化程序、数据采集处理程序和存储程序。同时设计了监测子站与监控中心之间的通信协议并详细介绍协议的原理和使用。本文最后根据监控中心的功能需求,采用LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench:实验室虚拟仪器集成环境)编程语言设计了监控中心功能实现软件,并对设计的软件功能进行了验证。监控中心软件设计分为监控中心主界面设计和监测数据库建立。监控中心主界面能够实现接收数据、发送指令和查找数据等功能,它由显示界面、查找界面、历史图表界面和报警值设定界面四个界面组成。监测数据库用于存储监测数据,通过LabVIEW编程可以实现将监测数据自动存入监测数据库。
【作者】赵宇；
【导师】魏衡华；
【作者基本信息】中国科学技术大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】道边空气监测；通用分组无线业务；光声光谱；实验室虚拟仪器集成环境；

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