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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- GPRS環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)是一套基于arm處理器/單片機(jī)的GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)采集傳輸與接收的軟、硬件系統(tǒng)，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)及Internet為通信載體，以嵌入式技術(shù)和PC應(yīng)用管理技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)，能很好地應(yīng)用于工業(yè)/民用測(cè)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)空氣中溫、濕度及SO2含量，起到遠(yuǎn)程監(jiān)控空氣質(zhì)量的目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著GSM(Global System for Mobile Commun—ications )網(wǎng)絡(luò)不斷的發(fā)展，特別是GPRS (General Packet Radio Service)的出現(xiàn)為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的上網(wǎng)提供了新的手段。GPRS具有以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、價(jià)格低廉、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快的特點(diǎn)，是目前解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)。 本作品是一個(gè)基于arm處理器/單片機(jī)的GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸與接收的設(shè)計(jì)，它解決了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集與接收，將遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集技術(shù)和GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合，很好地應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，提高了測(cè)控系統(tǒng)的靈活性，很好的解決了現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)在環(huán)境惡地區(qū)等，不宜布線環(huán)境中應(yīng)用的技術(shù)難題。 該系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)儀和監(jiān)控軟件。檢測(cè)儀由五個(gè)部分組成，包括微處理器、GPRS模塊、傳感器、液晶顯示、按鍵。 監(jiān)控軟件是連接底層網(wǎng)絡(luò)和用戶的橋梁，用戶通過(guò)監(jiān)控軟件來(lái)查看采集的數(shù)據(jù)，以了解監(jiān)控區(qū)域的情況。它是面向使用者的，設(shè)計(jì)中要考慮其易用性、實(shí)用性和友好性，實(shí)現(xiàn)空氣中SO2濃度、空氣溫、濕度數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、打印等功能。該套軟件一方面在上層與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)瀏覽、統(tǒng)計(jì)、查詢、打印等管理功能，另一方面在底層與GPRS硬件融合，實(shí)現(xiàn)從Internet接收數(shù)據(jù)通信功能。 GPRS模塊為SIM300CZ，該模塊支持三頻、四頻GSM/GPRS，內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議棧，低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸，微控制器通過(guò)發(fā)送AT指令即可控制模塊實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：通過(guò)傳感器對(duì)遠(yuǎn)程特殊環(huán)境（高溫、強(qiáng)酸堿、缺氧等）的空氣（SO2濃度、溫度、濕度等）成分進(jìn)行采集，將采集數(shù)據(jù)量化編碼并通過(guò)GPRS技術(shù)傳送到目標(biāo)終端，在目的終端對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所測(cè)環(huán)境的變化。 思路：遵循先硬件后軟件的設(shè)計(jì)流程，先選定硬件中的控制芯片（ARM處理器/單片機(jī)）及傳感器，設(shè)計(jì)基本電路圖及PCB圖，制板并焊接調(diào)試；設(shè)計(jì)配套應(yīng)用軟件，找出軟硬件設(shè)計(jì)中的缺陷并糾正。 創(chuàng)新點(diǎn)：本設(shè)計(jì)使用的GPRS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)采集數(shù)據(jù)的無(wú)線傳送，并優(yōu)化了數(shù)據(jù)的編碼方案使采集傳送數(shù)據(jù)的精度更高，很好的應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。 技術(shù)關(guān)鍵：GPRS傳輸技術(shù)、Internet通信技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)以及傳感器采集技術(shù)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品在傳輸上使用了GPRS無(wú)線傳輸?shù)募夹g(shù)，它的速度是普通無(wú)線GSM傳輸?shù)?0倍，最高可達(dá)171.2Kbps，真正的實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)于數(shù)據(jù)的接收終端是連接在Internet上的電腦，我們?cè)O(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的接收控制系統(tǒng)軟件，環(huán)境分析員可以拋卻單調(diào)的筆錄，直接對(duì)電腦進(jìn)行操作，對(duì)比統(tǒng)計(jì)所接收的數(shù)據(jù)（直觀的曲線圖等），同時(shí)也可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)對(duì)環(huán)境中的監(jiān)測(cè)器件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在處理器選擇上我們用單片機(jī)（STC89c54）和arm處理器（LPC2220）分別做了設(shè)計(jì)并進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)現(xiàn)實(shí)所需的硬件速度和損耗，調(diào)研各器件的市場(chǎng)價(jià)格，合理選擇提高設(shè)計(jì)的性價(jià)比。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品于2009年6月在湖北工業(yè)大學(xué)由湖北省組織舉辦的湖北省第七屆挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽上獲得一等獎(jiǎng)，并推薦推廣。
作品所處階段
- 一次開發(fā)已經(jīng)完成，二次開發(fā)在中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物，圖紙，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，樣品錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品的使用分硬件和軟件兩部分，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。硬件部分要求電源供電，傳感器安置，SIM卡上卡等；軟件部分在安裝后可根據(jù)附帶的說(shuō)明書熟悉軟件各部分功能。由于近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)SCADA（監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）技術(shù)的吸收消化，國(guó)產(chǎn)的SCADA技術(shù)水平不斷提高；目前，國(guó)產(chǎn)的SCADA產(chǎn)品用戶已占60%。在SCADA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集終端和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。本作品實(shí)現(xiàn)了與Internet的互聯(lián)通信，其應(yīng)用前景十分廣泛。應(yīng)用領(lǐng)域上本作品主要在環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)上使用；同時(shí)可以在智能交通，虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器人、信息家電，VR家政系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、POS網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域得到擴(kuò)展應(yīng)用。
同類課題研究水平概述
- 在2000年初，我國(guó)應(yīng)用于電力系統(tǒng)、油田系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備，完全靠從國(guó)外進(jìn)口。近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)SCADA（監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）技術(shù)的吸收消化，國(guó)產(chǎn)的SCADA技術(shù)水平得到了不斷提高；目前，國(guó)產(chǎn)的SCADA產(chǎn)品用戶已占60%。在SCADA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集終端和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。 相比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，國(guó)外產(chǎn)品具有高性能，高可靠性，高靈活性的優(yōu)點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，智能分析，決策預(yù)測(cè)，應(yīng)急處理等功能，智能化水平很高。但是它們的價(jià)格也相對(duì)很昂貴，單個(gè)終端產(chǎn)品就幾千美元不等，成套產(chǎn)品能達(dá)幾十萬(wàn)美元的高價(jià)。 對(duì)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，大多數(shù)只具有數(shù)據(jù)采集、報(bào)表分析、畫曲線圖等功能，少數(shù)產(chǎn)品有統(tǒng)計(jì)分析、優(yōu)化調(diào)度的，與國(guó)外產(chǎn)品還有很大的差距。不過(guò)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格比較低，單個(gè)僅在終端在千元人民幣左右。 本作品實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、報(bào)表分析、畫曲線圖、統(tǒng)計(jì)分析、優(yōu)化調(diào)度的功能，并可以與Internet互聯(lián)通信，靈活性、穩(wěn)定性高，應(yīng)用前景十分廣泛。
