简易环境检测仪器设计-文献综述

第1页文献综述1.课题背景人类发展的历史与资源的开发和利用有着密切的联系，资源的合理利用可以促使人类生产文明的不断进步。风就是一种可再生无污染且大量储存的一种资源，随着汽车飞机等燃油资源主流的时代，温室效应已经成为了几乎所有国家的环境问题，国家也都制定了控制二氧化碳的排放政策，那怎么样才能更好的保护环境减少污染呢？风能就是可以突破的一点，不断地开发和利用风能就能减少环境的污染以及能源的紧张问题。在开发清洁能源的同时也少不了监测环境，例如现在主流的PM2.5就是一个头疼的问题，我们需要不断地对环境监测来做好有效的避免更多颗粒物的吸入，人们才能更高质量的生活。2.研究目的与现状2.1.研究目的和意义大气，和水一样，是生物生存无法离开的物质之一，良好的大气环境甚至是一种稀缺资源，大气环境的可持续利用是可持续发展的先决条件。他对人们的生活质量、社会的和谐稳定、国家的长治久安都有着非常重要的意义。风能促使干冷和暖湿空气交换，风能是一种自然能源，很早以前，人类就学会制造风车，借助风力吹动风车来取水和加工粮食，现在人们还利用风车进行发电。帆船的远航也是依靠风力的推动。风在日常生活中的作用很多，但是风也经常会给人类带来灾害。暴风、台风、飓风会使农田淹没、房屋倒塌、水电中断，影响正常的生活学习。龙卷风会使汽车、人类、建筑等等消失的无影无踪。风在自然界里担任了重要的一员。风能使大范围的热量和水蒸气混合均匀，调节空气的温湿度；能把云和雨送到更加遥远的地方，使地球上的水循环能够不断地完成。风有利有弊，所以我们要监测它，采集数据以便更好地利用它。2.2.研究现状与存在的问题人类发展的历史与资源的开发和利用有着密切的联系，资源的合理利用可以促使人类生产文明的不断进步。风就是一种可再生无污染且大量储存的一种资源，随着汽车飞第2页机等燃油资源主流的时代，温室效应已经成为了几乎所有国家的环境问题，国家也都制定了控制二氧化碳的排放政策，那怎么样才能更好的保护环境减少污染呢？风能就是可以突破的一点，不断地开发和利用风能就能减少环境的污染以及能源的紧张问题。在开发清洁能源的同时也少不了监测环境，例如现在主流的PM2.5就是一个头疼的问题，我们需要不断地对环境监测来做好有效的避免更多颗粒物的吸入，人们才能更高质量的生活。风速风向是农业工业天气预报方面经常要测量的参数，而灰尘浓度又是环境保护方面需要测量的参数，我用两个变位器来模拟了风速风向的输入，人为的给出信号，通过电压的值改变来输出风速风向的参数，粗略的实现风速风向的快速测量。通过灰尘传感器来实现对周围环境灰尘浓度的实时测量，更好的实时监测数据。2.2.1研究现状风是大自然给予的天然能源，风的定义早在奴隶社会初期就人们就开始简单的测量和利用，早期的人们没有先进的设备以及丰富的知识，靠旗帜来判断风速和风向，风向按照旗的飘向来确定，风速则由旗帜的频率来确定，这种方法只能进行简单的判断，到东汉时风速风向的测量有一定的发展，但是仍然没有具体的值来知晓，但是在如今告诉发展的电子时代，传感器就能准确的测量并显示出来，得出具体的风速风向值，在农业生产以及工业生产上都采用了各种各样的传感器，它们在合理化的生产，减轻人们的劳动强度，避免有害的作业中发挥的重大的作用。在国防军事领域，各种侦测设备，红外线试探，雷达定位跟踪，武器的精确制导都是由传感器来定位制导，在航空航天领域都需要传感器。国内外使用的传感器多以机械为主，一般特点体积大、测量精度不高、响应时间长、灵敏度低、价格昂贵，而且电路较为复杂，传感器的发展趋势就要向小型化，低功耗集成智能方面发展。改革开放以来，我国的经济增长速度惊人的世界瞩目，我国的国内生产总值从1978年的3645亿元增长到2011年的472881亿元，成为第二大世界经济体，实际国内生产总值每年的平均增长率高达9.8%。然而，中国经济的高速增长并不是来自于无破坏的先进技术的提高，而是以资源和环境作为代价换来的。来自英国全球碳计划2012的书籍上标识这中国2011年的碳排放量为99.68亿吨，占全球国家碳总排放量排放的28%，位居碳排放国首位，来自迈向环境可持续的未来中华人民共和国国家环境分析报告的结果显示中国最大的500个城市只有不到1%的城市达到了世界卫生组织的空气环境质量标准，并且世界上污染最严重的10个城市，高达7个在我国。发展固然重要，人们赖以生存的环境更重要。第3页随着人民群众意识到环境对于生存的严重性以及国家对环境污染程度的重视，社会对环境监测提出了更高的不断全面的需监测的值，环境监测的任务日趋繁重。据不完全统计我国制定了400多项关于各种类的环境监测，包阔大气、水质、土壤、噪声、辐射、同体废物、等领域。并且已经实施了环境质量监测、环境质量日报、周报、预报监测；污染源监测、污染事故应急监测、污染物总量及种类控制监测、污染源解析监测、环境污染治理所达到的效果监测等，需监测的污染种类达上百种。这种种类多、范围广、任务重的环境监测形势，急切需要环境自动化监测，减少人工的劳动力提高环境监测效率与准确度。随着不断发展的大规模集成电路制造技术的不断完善，推动了单片机技术不断的发展，为野外条件下进行实时环境监测提供了便利。单片机实物小，功能大，低功耗的可控制电路特征。具备微机的功能，单片机应用于环境监测仪中，可以使环境监测仪的体积和质量不断地减小，不断提高环境监测仪的自动化水平，通过不断改造完善来增强环境监测的准确性。2.2.2存在的主要问题由于电位器转动的角度只有那么多，转到头了就不能动了，可是风速风向却是多变的，我们就要想办法就行优化，换成可无限转动的电位器或者增加一些机械装置来实现360度多角度控制转动，而我的风速风向检测则要有个鱼尾样式的标杆来感应风从而连带转动电位器，由于中间的摩擦很大所以很难很准确的测量出真正的风速风向只能简易的测量，灰尘传感器也同理，由于普通的并不是很难精确的传感器测量出来的则也不是很精确经常需要进气来实现它的变化很难测得精确，电压也不易控制还是存在很多问题的3.课题途径及步骤风速风向是农业工业天气预报方面经常要测量的参数，而灰尘浓度又是环境保护方面需要测量的参数，我用两个变位器来模拟了风速风向的输入，人为的给出信号，通过电压的值改变来输出风速风向的参数，粗略的实现风速风向的快速测量。通过灰尘传感器来实现对周围环境灰尘浓度的实时测量，更好的实时监测数据。4.可能遇到的问题及应变措施问题：从通信方面来说，现在市场上面的有关环境检测的产品都只能在该仪器的显第4页示屏幕上显示，不能通过互联网与该仪器进行通信、播报、备份信息等，也不能通过互联网进行相关的远程操作。从物联网方面来说，现在市场上面的有关环境检测的产品只能进行对相关环境的检测，对于检测超出该仪器正常检测范围的，不能运用物联网技术来实施相关的改善的措施。从可靠性来说，现在市场上面的有关环境检测的产品不能进行软硬件的自我检测，一旦程序跑飞或者硬件电路出现相关故障，不能按照原有的程序进行正常的运转，在紧急情况下会产生严重后果。拟采取措施：该设计与也存在以上需要攻克的难题，以上3点我将给予重点关注，对于该简单的环境检测设计功能性方面也不是很全面，需要增添一些新的功能来完善它。鉴于日常生活，我们需要的参数大多有温度，湿度等参数，所以我的简易环境检测设计还不够全面，而我做的则是贴近民生的简易环境检测设计，应该是实时播报获取，让人们可以在出行时做好预防保暖防护等工作。鉴于这些用途，我认为在我的简易环境检测设计中还得添加一些模块，在原有的基础上再加上温湿度检测模块，语音播报模块就可以使这个简易的环境检测完善起来，显示温湿度，风向风速以及回灰尘浓度实时播报做好出门防护工作，使得出行准备做的更加完善。一些简单的温湿度传感器都可以通过stc89c52来实现，语音可以加入语音模块来实现，组装成为一个完善的简易环境检测的设计。第5页参考文献1.周润景,张丽娜,刘印群.PROTEU入门实用教程M.北京:机械工业出版社,20072.徐爱钧,彭爱华.单片机高级语言C51应用程序设计M.北京：北京工业出版社,19993.利尔文,MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用M.北京：清华大学出版社,20044.华成英,童诗白.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社,20065.高强.基于单片机的环境检测仪J.天津：天津朗思科技发展有限公司，20116.王建勇，王小平.基于物联网的环境监测仪J.重庆：重庆城市管理职业学院，20147.潘新民.微型计算机原理汇编接口技术M.北京：北京希望电子出版社，20028.吴建平.传感器原理及应用M.北京：机械工业出版社，20129.戴文.电路理论M.北京：机械工业出版社，200510.张志强，周克兰.