基于ARM的顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)研究.pdf

1、當今社會，環(huán)境問題已越來越影響人們的生活和國民經(jīng)濟的發(fā)展，尤其大氣中的PM2.5和 PM10，醫(yī)學研究表明人體生理結(jié)構(gòu)對 PM2.5幾乎沒有任何過濾和阻攔作用，主要對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害。目前迫切需要一個能夠?qū)M2.5和PM10濃度進行實時采集和傳輸?shù)沫h(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)實時監(jiān)測。本文提出一種基于ARM的顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)，與市場上的產(chǎn)品相比，本系統(tǒng)主控芯片采用 Samsung公司的S3C2440A微控器取代單片機，傳感器

2、采用Dust Sensor灰層傳感器，并且新加入當前非常成熟的4G無線移動通訊網(wǎng)絡替代GPRS移動網(wǎng)絡提高傳輸速率和自適應RLS算法提高采集精度，以此實現(xiàn)對可吸入顆粒物的實時采集與傳輸。本文主要研究如下：
　　一、對顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)的無線通信技術(shù)和自適應算法進行研究
　　本系統(tǒng)采用4G無線通訊技術(shù)，對LET的網(wǎng)絡架構(gòu)及網(wǎng)絡協(xié)議棧架構(gòu)進行研究，主要研究了用戶面和控制面協(xié)議棧，并對LMS、NLMS和RLS三種自適應濾波算

3、法進行深入研究，以及對三種自適應濾波算法進行MATLAB仿真對比，結(jié)果表明RLS濾波算法對去噪聲效果最優(yōu)。
　　二、對基于ARM的顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設計和硬件設計
　　本課題根據(jù)顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)的設計要求，提出一種顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)提出的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，搭建了基于S3C2440A微處理器的硬件結(jié)構(gòu)，主要包括 S3C2440A其外圍電路、接口電路、供電模塊、采集模塊、4G無線通訊模塊

4、和A/D模塊。同時根據(jù)PCB制版原則，完成顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)控制電路PCB制作。
　　三、對顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)的軟件設計
　　在對顆粒物采集及遠傳系統(tǒng)的硬件分析和設計基礎上，在KeilμVision5的開發(fā)環(huán)境下，采用C語言編程，完成對顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)的軟件設計，主要包括：嵌入式Linux系統(tǒng)的搭建、應用程序和驅(qū)動程序的設計，且在軟件中對顆粒物濃度采集及遠傳系統(tǒng)進行模塊化調(diào)試。同時采用C/S架構(gòu)設計了系統(tǒng)