基于μC／OS-II的远程环境监测系统

环境监测系统采用模块化设计，可以灵活、经济地实现CO、SO2、氮氧化物等多种参数的测量。模块化设计是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，然后再将这个子系统作为通用性的模块与其他产品进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。即模块化先进行系统的分解，再进行组合。采用这种模块化设计思想，用户可以根据实际情况，选用最
合理的资源配置，实现较高的性价比。

1 系统设计方案
1．1 系统基本原理
环境监测系统以ARM系列LPC2214为核心，内置嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ，该操作系统对整个系统调度，具有数据采集、数据处理、数据存储等功能。数据经过处理后，通过DTU无线模块传输到上位机，然后上位机接收、显示、存储、报警，并结合数据挖掘技术对大量的采集结果进行分析处理，存储于服务器数据库。μC／OS-Ⅱ具有处理多个任务和外部接口接入数据的功能，使得监测系统可以同时处理多个事务，并具有更大的可扩展性。
环境监测系统是一个集成度高，可选择测量多种场所环境的智能型环境监测系统，测量的环境参数有：温度、湿度、风力、二氧化硫浓度、氮氧化物浓度、一氧化碳浓度、臭氧浓度、可吸入颗粒物浓度、噪声、雨量等多个环境指标。其中，根据不同的场所选择不同的测量模式，系统大体分为3种模式供用户选择：污染源模式、交通路口模式、居民小区模式。
1)污染源是指对环境造成污染的污染物发生源，通常指的是向环境中排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置或人体，环境监测系统主要监测大气污染，这里的污染源主要是大气污染。大气污染指大气中污染物浓度达到的有害程度，超过了环境质量标准的现象。在此模式中列出了常见的也是对人体危害比较大的气体污染物的监测，其中有二氧化硫、总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、氮氧化物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等。
2)交通路口模式主要是市中心、高速路口等交通繁忙的路段，监测的环境指标主要是汽车尾气中的有害物质，还包含了实用的气象状况。
3)居民小区是指人们日常生活和活动场所的环境。环境质量是住宅小区健康要素中的最为直接的因素，是绿色健康小区最为鲜明的标志。居民小区模式中监测的参数有：空气温度、相对湿度、风力、风向、紫外线指数、噪声、颗粒物等，这些参数都是和居民生活息息相关的环境指标。
环境监测系统的基本组成包括传感器数据采集部分、信号处理模块、键盘输入模块、显示模块、通信部分模块、远程监控中心。其系统硬件结构如图1所示。