付 屾，周 严

(南京理工大学机械工程学院，江苏南京 210094)

0 引言

近年来，环境监测系统广泛应用于各种受限空间作业过程中的环境信息检测，但普遍功能单一，只限于对环境参数进行采集，无法依据信息对人员分布情况做出判断，同时传统的有线数据传输线路复杂，维护困难[1-4]。基于以上受限空间环境监测系统的不足，设计了一种包括气压、氧含量检测和报警功能的手持式数据采集终端。通过差分气压法检测相对海拔高度实现人员定位功能。氧含量数据作为系统报警的判断依据。手持终端通过按键实现人工报警[5-6]。针对数据传输远距离、阻隔多的特点，设计基于 LoRa通信技术的无线通信网络，充分发挥 LoRa技术的优势，在信号阻隔严重的情况下将信息汇聚至中继设备，并再次发送至监测中心。这种监测系统的优点在于人员定位稳定精确，需要考虑的干扰条件较少；氧含量检测仪器体积小，精确度高，对受限空间作业影响小；在数据传输中，充分发挥LoRa技术传输距离远、穿透性强的优势，将数据及时可靠地传输至监测中心，并降低了系统成本。

1 嵌入式系统硬件与内嵌软件设计

1.1 系统总体设计

系统硬件构成见图1，由MCU单元，氧含量检测单元、大气压力测量单元、无线通讯单元、显示单元、手动报警单元组成。

系统核心单元是MCU主控单元，选用STM32F103ZET6作为系统的微控制器，运行内嵌监控

图1 嵌入式系统硬件构成图

软件实现如下功能：控制内置ADC实施氧含量数据采集，实现氧含量检测；……