基于GPRS的粮仓有害气体监测系统设计

2017-05-16盐城工业职业技术学院董荣伟姚月琴

河北农机 2017年4期

盐城工业职业技术学院董荣伟姚月琴

基于GPRS的粮仓有害气体监测系统设计

盐城工业职业技术学院董荣伟姚月琴

为检测粮仓内有毒气体，论述设计了一种基于GPRS的粮仓有害气体监测系统，以LM3S6911为主芯片，选用PH3-A1型传感器设计采集节点检测有害气体，MC52i作为GPRS通信模块实现气体浓度数据远程传输，利用Visual C++开发上位机监控软件，实现数据存储与显示。

GPRS；有害气体；远程传输

引言

为了保证储备粮食的品质，采用药物熏蒸、通风和倒仓方式进行管理，从而导致粮仓内有害有毒气体相当多，不仅仅只有熏蒸时残留的毒气，还有粮食霉变及霉菌产生的多种有毒气体[1]。这些有毒气体有很多是致命的，即使经过长时间的通风，依然会对人体产生较大伤害。因此，本文设计了一种基于GPRS技术的粮仓有害气体监测系统，为粮库工作人员提供一个粮仓有害气体浓度量化指标。

1 系统硬件设计

1.1 LM3S6911主控制电路

系统选用LM3S6911作为控制电路核心芯片[2]，LM3S6911是基于ARMCortex-M3的控制器，集成有256KB的FLASH、64KB的RAM、4个通用定时器、3个完全可编程UART、8通道10位ADC，其非线性可达0.0015%，是高精准度测量应用的理想选择，控制器及外围电路如图1所示。

图1 控制器及外围电路

1.2 GPRS通信模块

本文选用西门子MC52i模块[3,4]，其是一款MC系列的双频模块（900MHz/1800MHz），模块自带TCP/IP协议栈，支持AT命令，且兼容性好，灵活性较高，工作需要稳定3.3V电压，电源电路如图2所示。

图2 MC52i电源电路

1.3传感器检测电路

本文主要以检测磷化氢气体为主，采用深圳市新世联科技有限公司的PH3-A1型磷化氢传感器，该传感器输出微弱模拟信号，故设计传感检测电路，将传感器输出的电信号经过变换和放大，转换成控制器可以处理的模拟信号，如图3所示。

图3 传感器检测电路

2 系统软件设计

传感器检测气体浓度后，由LM3S6911芯片中A/D转换器完成数据采样，再按照自定义协议进行打包，通过MC52i将数据远程传送到数据监控中心，实现无线数据传输，软件流程如图4所示。

图4 软件流程图

3 系统调试分析

系统开发上位机用于进行网络数据传输并通过界面完成数据监控，主要完成参数设置、实时数据显示、历史查询及系统维护等功能，通过测试，系统具有较好的传输质量，调试结果如图5施还存在很多的不足。首先，水生生物作为一种植物具有其自身的生长期限和繁殖周期，其吸收作用的发挥在一定程度上受到时间的限制。另外当水生生物的生命周期结束后，其不但再难以发挥净化功能，还会因自身腐烂，加剧水域的污染程度。就目前来说，利用水生生物进行水域净化，笔者认为一方面需要选用生命力较强、生命周期较长的水生植物，另一方面还要注重植物的加固，避免植物因水域活动而无法扎根的情况发生。

[1]高拯民.土壤——植物系统的污染防治及净化功能[J].土壤通报,1980(01).

[2]何绿萍,刘耘,冯采芹.城市绿地的防尘效应[J].环境科学, 1980(04).

[3]李雄清,水生植物先锋种组合净化富营养化水体模拟试验研究[D].南昌大学学位论文,2012(12).

[4]包先明,陈开宁,范成新.浮叶植物重建对富营养化湖泊氮磷营养水平的影响[J].生态环境,2005,14(6):807～811.

[5]金树权,周金波,朱晓丽等.10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究[J].农业环境科学学报,2010,29(8):1571～1575．

[6]张吉鸱.风眼莲的生物学特性及其对鄱阳湖湿地生态环境的潜在危害[J].中国奶牛,2011(10):60～63.所示。