为了改善环境空气质量,防止生态破坏,创造清洁适宜的环境,保护人体健康,我国根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》制定了《环境空气质量标准》(GB3095-1996)。这个标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、主要污染物项目和这些污染物在各个级别下的浓度限值等,是评价空气质量好坏的科学依据。
为了能准确的判断出环境空气质量,本设计拟通过各种传感器采集到环境质量参数,经滤波,去噪等算法处理后综合得出质量等级。将此等级与B3095-1996进行对比即可大概判定质量好坏。
一方面,主控制器通过IO接口控制温湿度传感器、紫外线传感器、空气质量传感器,收集其采集到的原始环境空气参数。由采样定理可知:采样频率等于信号频率2倍以上时才能准确恢复原始信号。即,要获得真实的环境质量参数,必须满足以下式子:
f(s)≥2f(q)
另外一方面,在数据传输方面,本设计可以灵活的使用,可以根据安装地点的特点选择不同的传输模式:
①当安装地点的网络不发达时,可以使用其数据存储功能,将采集到的环境数据存储于NANDFLASH芯片,然后定期去收集。
②当安装地点的网络发达时,可以将其联网,通过网络将采集的环境数据实时传回PC控制台。
在这个系统中,需要及时传输采集到的环境参数,这就需要系统拥有良好的实时性。综合各种实时系统的优缺点,本方案选择了 uc/os-II 实时操作系统。本操作系统在满足方案实时性的要求的同时,最大的优点是其系统内核全用c语言实现,具有较强的移植性,能大大加快方案的实施进度。而且,其应用在这类作为学习开发目的的项目中是免费的。
另外,由于要传输的数据是通过多个传感器采集并由MCU处理过的数据,在量上不及语音通话、PC通信这样大,所以本设计计划移植轻量级TCPIP协议栈LWIP(Low Lewal IP)来实现数据网络传输。基于LWIP的开源性和大量的开发资料,再结合PIC32的技术支持,相信这块也能较好的完成。
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