基本信息
- 项目名称：
- GPRS环境监测系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统是一套基于arm处理器/单片机的GPRS无线数据采集传输与接收的软、硬件系统，利用GPRS网络及Internet为通信载体，以嵌入式技术和PC应用管理技术为技术基础，能很好地应用于工业/民用测控系统中，实现连续自动监测空气中温、湿度及SO2含量，起到远程监控空气质量的目的。
- 详细介绍：
- 随着GSM(Global System for Mobile Commun—ications )网络不断的发展，特别是GPRS (General Packet Radio Service)的出现为工业自动化设备的上网提供了新的手段。GPRS具有以数据流量计费、价格低廉、覆盖范围广泛、数据传输速度更快的特点，是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务。 本作品是一个基于arm处理器/单片机的GPRS无线数据传输与接收的设计，它解决了远程数据的采集与接收，将远距离数据采集技术和GPRS无线数据传输技术相结合，很好地应用于工业测控系统中，提高了测控系统的灵活性，很好的解决了现代测控技术在环境恶地区等，不宜布线环境中应用的技术难题。 该系统分为监测仪和监控软件。检测仪由五个部分组成，包括微处理器、GPRS模块、传感器、液晶显示、按键。 监控软件是连接底层网络和用户的桥梁，用户通过监控软件来查看采集的数据，以了解监控区域的情况。它是面向使用者的，设计中要考虑其易用性、实用性和友好性，实现空气中SO2浓度、空气温、湿度数据的查询、统计、打印等功能。该套软件一方面在上层与数据库结合，实现浏览、统计、查询、打印等管理功能，另一方面在底层与GPRS硬件融合，实现从Internet接收数据通信功能。 GPRS模块为SIM300CZ，该模块支持三频、四频GSM/GPRS，内嵌强大的TCP/IP协议栈，低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的高速传输，微控制器通过发送AT指令即可控制模块实现GPRS数据传输。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：通过传感器对远程特殊环境（高温、强酸碱、缺氧等）的空气（SO2浓度、温度、湿度等）成分进行采集，将采集数据量化编码并通过GPRS技术传送到目标终端，在目的终端对所得的数据进行分析实时监测所测环境的变化。 思路：遵循先硬件后软件的设计流程，先选定硬件中的控制芯片（ARM处理器/单片机）及传感器，设计基本电路图及PCB图，制板并焊接调试；设计配套应用软件，找出软硬件设计中的缺陷并纠正。 创新点：本设计使用的GPRS技术能够实现采集数据的无线传送，并优化了数据的编码方案使采集传送数据的精度更高，很好的应用于环境监测。 技术关键：GPRS传输技术、Internet通信技术、嵌入式控制技术以及传感器采集技术
科学性、先进性
- 本作品在传输上使用了GPRS无线传输的技术，它的速度是普通无线GSM传输的10倍，最高可达171.2Kbps，真正的实现了实时传输。对于数据的接收终端是连接在Internet上的电脑，我们设计了对应的接收控制系统软件，环境分析员可以抛却单调的笔录，直接对电脑进行操作，对比统计所接收的数据（直观的曲线图等），同时也可以根据所得数据对环境中的监测器件进行远程控制。在处理器选择上我们用单片机（STC89c54）和arm处理器（LPC2220）分别做了设计并进行对比，根据现实所需的硬件速度和损耗，调研各器件的市场价格，合理选择提高设计的性价比。
获奖情况及鉴定结果
- 作品于2009年6月在湖北工业大学由湖北省组织举办的湖北省第七届挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛上获得一等奖，并推荐推广。
作品所处阶段
- 一次开发已经完成，二次开发在中试阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- 实物，图纸，现场演示，图片，样品录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品的使用分硬件和软件两部分，操作相对简单。硬件部分要求电源供电，传感器安置，SIM卡上卡等；软件部分在安装后可根据附带的说明书熟悉软件各部分功能。由于近年来国内对SCADA（监控及数据采集系统）技术的吸收消化，国产的SCADA技术水平不断提高；目前，国产的SCADA产品用户已占60%。在SCADA系统中，数据采集终端和无线数据传输是系统中的关键技术。本作品实现了与Internet的互联通信，其应用前景十分广泛。应用领域上本作品主要在环境数据监测上使用；同时可以在智能交通，虚拟现实机器人、信息家电，VR家政系统、工业自动化、POS网络等领域得到扩展应用。
同类课题研究水平概述
- 在2000年初，我国应用于电力系统、油田系统的远程数据采集与监控系统的设备，完全靠从国外进口。近年来国内对SCADA（监控及数据采集系统）技术的吸收消化，国产的SCADA技术水平得到了不断提高；目前，国产的SCADA产品用户已占60%。在SCADA系统中，数据采集终端和无线数据传输是系统中的关键技术。 相比国内产品，国外产品具有高性能，高可靠性，高灵活性的优点。能够实现远程控制，智能分析，决策预测，应急处理等功能，智能化水平很高。但是它们的价格也相对很昂贵，单个终端产品就几千美元不等，成套产品能达几十万美元的高价。 对于国内产品，大多数只具有数据采集、报表分析、画曲线图等功能，少数产品有统计分析、优化调度的，与国外产品还有很大的差距。不过国内产品价格比较低，单个仅在终端在千元人民币左右。 本作品实现了数据采集、报表分析、画曲线图、统计分析、优化调度的功能，并可以与Internet互联通信，灵活性、稳定性高，应用前景十分广泛。
