主页(http://www.pttcn.net):基于ARM7的嵌入式建筑水质监测系统的研究与设计 【中国集群通信网】:本文以32位ARM7微处理器为核心,设计了一种集建筑水质信号监测、以太网通信和自动报警为一体的嵌入式应用系统,并以此为基础构建了基于以太网的分布式嵌入式监控系统,用于对建筑内分散的水质监测点进行远程监控、统一管理。 建筑水质监测数据是建筑环境保护决策的重要依据,在资源日益紧张的今天,日常生活所需的水资源广泛引起人们的关注,在全世界都在提倡节约水资源、保护水资源的今天,人们希望有关部门对水资源状态有一个实时的信息公布。目前,在实际工作中,大量采用的建筑水质监测手段仍然是传统的实验室手工分析方法,这种水质监测存在着很多问题,水质监测点少,不能全面实时提供建筑用水的水质情况;现场监测能力低,不能及时掌握水污染事故和水质突变情况;同时水质监测信息处理实时性差,不能满足新时期水资源管理保护的要求。随着建筑环境保护事业的不断发展,对建筑环境监测的要求越来越高,传统的监测方法和手段已经不能满足当今社会的需求。针对上面问题,经过分析国内外水质监测方法,某公司自主研究开发了一套建筑水质监测系统,可以对建筑水域进行连续在线监测、自动采样、自动分析,并自动将数据上传到监控中心。 在这个系统中,以32位嵌入式S3C44B0X-ARM7作为水质监测仪的核心器件,配合相关的外围电路,和无线通信接口,将水质传感器检测到的电信号转换成标准信号,经过数据运算处理,变换成代表实际化学或物理量的数据显示在液晶屏上,以供现场人员的观测、记录和分析,为建筑管理部门分析水质状况,及时地提供了现场数据资料。 监测系统的总体设计 整个系统由中心机房和各远程监测端组成,远端监测端的核心设备是远端监测仪,各远端监测仪与监测中心计算机通过以太网接口组成VLAN(也可通Internet相连),终端之间的数据通过TCP/IP协议进行通讯。 系统上/下位机的设计 系统的下位机是数台远端监测仪,该监测仪是整个监控系统的核心处理设备,主要实现如下功能。 ·实时监控机房的水质参数,包括pH值、含氧量、浊度等; ·通过以太网与中心机房保持实时通讯; ·通过键盘和液晶显示屏设置系统信息; ·通过LCD显示屏和扬声器,发出报警信号。 本监测仪以基于Linux的嵌入式系统为核心,通过键盘进行人机对话,数据可通过LCD屏实现现场显示。重要数据以文件形式保存在Flash存储器中,数据和报警信息还可通过串口向上位机传输,也可通过以太网向Inernet发布信息。用户可通过显示界面查看水质的各种参数,实现远程监控、远程维护。其结构如图2所示。 水质监测仪的硬件设计 数据采集和处理电路 网络接口电路 输入/出接口电路 1、键盘接口电路 2、音频报警电路 3、LCD显示 |