张金 王文清

摘 要：针对现有工厂多环境参数监测系统结构复杂、功耗大、成本高等问题，设计了一套基于FPGA技术的多环境参数在线监测系统，实现了对工厂NO2气体浓度、温湿度、空气悬浮颗粒物浓度的远程在线监测。系统以FPGA作为核心控制器，通过ESP8266无线通信模块将监测数据上传至ONENET云平台，可实现对化工厂内温湿度、和PM2.5、PM10浓度、NO2浓度等环境参量的实时上报。实验结果表明，通过FPGA多通道并行传输与处理的方式可实现对大气多参数的实时同步监测，同时增加了系统的灵活性，有利于系统的拆装和扩展，且在硬件结构、体积、采集速率、数据实时性方面有所改善。

关键词：FPGA;环境监测;ESP8266无线通信;ONENET平台

Abstract：Aiming at the problems of complex structure， high power consumption and high cost of the existing factory multi-environmental parameter monitoring system， a set of on-line monitoring system for multi-environmental parameters based on FPGA technology was designed， which realized the remote on-line monitoring of NO2 gas concentration， temperature and humidity and airborne particulate matter concentration in the factory. With FPGA as the core controller， the system uploads the monitoring data to ONENET cloud platform through ESP8266 wireless communication module， which can realize real-time reporting of temperature and humidity in chemical plants， and environmental parameters such as PM2.5， PM10 concentration and NO2 concentration. The experimental results show that the real-time synchronous monitoring of atmospheric multi-parameters can be realized by FPGA multi-channel parallel transmission and processing， which increases the flexibility of the system， facilitates the disassembly and expansion of the system， and improves the hardware structure， volume， acquisition rate and real-time data.

Key words：FPGA;environmental monitoring;ESP8266 wireless communication;ONENET cloud platform

1 绪论

中国工业化生产的发展非常迅速，但是与此同时也造成了很大的环境污染和人员的健康威胁。比如某些气体的泄漏会造成厂区爆炸和人员的伤亡或者引起呼吸道慢性病。传统的环境检测方式一般采用人员检测，这样就会使监测人员存在未知的安全隐患;目前市场还有采用机器车进行监测，但这种监测方式成本较高，不适合盈利性工厂的理念。

针对目前环境监测市场存在的诸多问题，设计了一款基于FPGA的多环境参数监测系统，整个系统包括监测终端设备、云平台以及作为他们两者之间数据交互桥梁的无线通信模块。将监测终端设备放到需要监测的厂区，这样无线通信模块就能将监测终端监测的环境数据上传至云平台，這样监管人员只需要对云平台的数据进行查看，即可了解到监测区域的环境状况。……