基本信息
- 項目名稱：
- GPRS環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)是一套基于arm處理器/單片機的GPRS無線數據采集傳輸與接收的軟、硬件系統(tǒng)，利用GPRS網絡及Internet為通信載體，以嵌入式技術和PC應用管理技術為技術基礎，能很好地應用于工業(yè)/民用測控系統(tǒng)中，實現(xiàn)連續(xù)自動監(jiān)測空氣中溫、濕度及SO2含量，起到遠程監(jiān)控空氣質量的目的。
- 詳細介紹：
- 隨著GSM(Global System for Mobile Commun—ications )網絡不斷的發(fā)展，特別是GPRS (General Packet Radio Service)的出現(xiàn)為工業(yè)自動化設備的上網提供了新的手段。GPRS具有以數據流量計費、價格低廉、覆蓋范圍廣泛、數據傳輸速度更快的特點，是目前解決移動通信信息服務的一種較完美的業(yè)務。 本作品是一個基于arm處理器/單片機的GPRS無線數據傳輸與接收的設計，它解決了遠程數據的采集與接收，將遠距離數據采集技術和GPRS無線數據傳輸技術相結合，很好地應用于工業(yè)測控系統(tǒng)中，提高了測控系統(tǒng)的靈活性，很好的解決了現(xiàn)代測控技術在環(huán)境惡地區(qū)等，不宜布線環(huán)境中應用的技術難題。 該系統(tǒng)分為監(jiān)測儀和監(jiān)控軟件。檢測儀由五個部分組成，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絡和用戶的橋梁，用戶通過監(jiān)控軟件來查看采集的數據，以了解監(jiān)控區(qū)域的情況。它是面向使用者的，設計中要考慮其易用性、實用性和友好性，實現(xiàn)空氣中SO2濃度、空氣溫、濕度數據的查詢、統(tǒng)計、打印等功能。該套軟件一方面在上層與數據庫結合，實現(xiàn)瀏覽、統(tǒng)計、查詢、打印等管理功能，另一方面在底層與GPRS硬件融合，實現(xiàn)從Internet接收數據通信功能。 GPRS模塊為SIM300CZ，該模塊支持三頻、四頻GSM/GPRS，內嵌強大的TCP/IP協(xié)議棧，低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數據和傳真信息的高速傳輸，微控制器通過發(fā)送AT指令即可控制模塊實現(xiàn)GPRS數據傳輸。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：通過傳感器對遠程特殊環(huán)境（高溫、強酸堿、缺氧等）的空氣（SO2濃度、溫度、濕度等）成分進行采集，將采集數據量化編碼并通過GPRS技術傳送到目標終端，在目的終端對所得的數據進行分析實時監(jiān)測所測環(huán)境的變化。 思路：遵循先硬件后軟件的設計流程，先選定硬件中的控制芯片（ARM處理器/單片機）及傳感器，設計基本電路圖及PCB圖，制板并焊接調試；設計配套應用軟件，找出軟硬件設計中的缺陷并糾正。 創(chuàng)新點：本設計使用的GPRS技術能夠實現(xiàn)采集數據的無線傳送，并優(yōu)化了數據的編碼方案使采集傳送數據的精度更高，很好的應用于環(huán)境監(jiān)測。 技術關鍵：GPRS傳輸技術、Internet通信技術、嵌入式控制技術以及傳感器采集技術
科學性、先進性
- 本作品在傳輸上使用了GPRS無線傳輸的技術，它的速度是普通無線GSM傳輸的10倍，最高可達171.2Kbps，真正的實現(xiàn)了實時傳輸。對于數據的接收終端是連接在Internet上的電腦，我們設計了對應的接收控制系統(tǒng)軟件，環(huán)境分析員可以拋卻單調的筆錄，直接對電腦進行操作，對比統(tǒng)計所接收的數據（直觀的曲線圖等），同時也可以根據所得數據對環(huán)境中的監(jiān)測器件進行遠程控制。在處理器選擇上我們用單片機（STC89c54）和arm處理器（LPC2220）分別做了設計并進行對比，根據現(xiàn)實所需的硬件速度和損耗，調研各器件的市場價格，合理選擇提高設計的性價比。
獲獎情況及鑒定結果
- 作品于2009年6月在湖北工業(yè)大學由湖北省組織舉辦的湖北省第七屆挑戰(zhàn)杯大學生課外學術科技作品競賽上獲得一等獎，并推薦推廣。
作品所處階段
- 一次開發(fā)已經完成，二次開發(fā)在中試階段
技術轉讓方式
作品可展示的形式
- 實物，圖紙，現(xiàn)場演示，圖片，樣品錄像
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本作品的使用分硬件和軟件兩部分，操作相對簡單。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附帶的說明書熟悉軟件各部分功能。由于近年來國內對SCADA（監(jiān)控及數據采集系統(tǒng)）技術的吸收消化，國產的SCADA技術水平不斷提高；目前，國產的SCADA產品用戶已占60%。在SCADA系統(tǒng)中，數據采集終端和無線數據傳輸是系統(tǒng)中的關鍵技術。本作品實現(xiàn)了與Internet的互聯(lián)通信，其應用前景十分廣泛。應用領域上本作品主要在環(huán)境數據監(jiān)測上使用；同時可以在智能交通，虛擬現(xiàn)實機器人、信息家電，VR家政系統(tǒng)、工業(yè)自動化、POS網絡等領域得到擴展應用。
同類課題研究水平概述
- 在2000年初，我國應用于電力系統(tǒng)、油田系統(tǒng)的遠程數據采集與監(jiān)控系統(tǒng)的設備，完全靠從國外進口。近年來國內對SCADA（監(jiān)控及數據采集系統(tǒng)）技術的吸收消化，國產的SCADA技術水平得到了不斷提高；目前，國產的SCADA產品用戶已占60%。在SCADA系統(tǒng)中，數據采集終端和無線數據傳輸是系統(tǒng)中的關鍵技術。 相比國內產品，國外產品具有高性能，高可靠性，高靈活性的優(yōu)點。能夠實現(xiàn)遠程控制，智能分析，決策預測，應急處理等功能，智能化水平很高。但是它們的價格也相對很昂貴，單個終端產品就幾千美元不等，成套產品能達幾十萬美元的高價。 對于國內產品，大多數只具有數據采集、報表分析、畫曲線圖等功能，少數產品有統(tǒng)計分析、優(yōu)化調度的，與國外產品還有很大的差距。不過國內產品價格比較低，單個僅在終端在千元人民幣左右。 本作品實現(xiàn)了數據采集、報表分析、畫曲線圖、統(tǒng)計分析、優(yōu)化調度的功能，并可以與Internet互聯(lián)通信，靈活性、穩(wěn)定性高，應用前景十分廣泛。
