本實(shí)用新型涉及環(huán)保在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)，對(duì)人體健康有巨大影響。當(dāng)居室中的揮發(fā)性有機(jī)物達(dá)到一定濃度時(shí)，短時(shí)間內(nèi)人們會(huì)感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽搐、昏迷，并會(huì)傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為一個(gè)亟待解決的問題。有別于常規(guī)環(huán)保數(shù)采儀，VOCs在線監(jiān)測(cè)存在以下技術(shù)難點(diǎn)：

1、由于生產(chǎn)VOCs監(jiān)測(cè)設(shè)備廠家眾多、VOCs成分多達(dá)上百種、數(shù)據(jù)通訊接口不統(tǒng)一，雖然國內(nèi)外研究數(shù)據(jù)采集傳輸儀的廠家很多，但常規(guī)環(huán)保數(shù)采儀通常提供監(jiān)測(cè)的污染源種類不超過16種，因此無法滿足VOCs同時(shí)在線監(jiān)測(cè)幾十種成分的要求；

2、對(duì)于數(shù)采儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)非法移動(dòng)和篡改問題，需要對(duì)數(shù)采儀安裝點(diǎn)同步進(jìn)行GPS定位和GPRs數(shù)據(jù)傳輸，目前國內(nèi)外廠家生產(chǎn)的環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀前端數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備都是采用2.5G代GPRs網(wǎng)絡(luò)的DTU設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，部分廠家提供選配的車載GPS定位模塊，這種情況下VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和GPS定位數(shù)據(jù)無法保證實(shí)時(shí)同步，目前尚未有廠家發(fā)布同時(shí)硬件芯片級(jí)集成GPS和GPRs功能的環(huán)保數(shù)采儀；

3、嵌入式系統(tǒng)由于資源有限，環(huán)保數(shù)采儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在固件上，存儲(chǔ)容量小，易丟失，不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種嵌入式揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，技術(shù)方案如下：

一種嵌入式揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括主控板、AD轉(zhuǎn)換模塊、多串口擴(kuò)展模塊、SD存儲(chǔ)卡和無線通信模塊、電源模塊，其特征在于，

所述的AD轉(zhuǎn)換模塊提供多路模擬量接口；所述的多串口擴(kuò)展模塊提供多路串口接收數(shù)字信號(hào)，AD轉(zhuǎn)換模塊和多串口擴(kuò)展模塊用以與外部揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備相連，VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)被傳送至主控板；

主控板將VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存至SD卡，并輸出到無線通信模塊；

所述的無線通信模塊采用集成GPS定位和移動(dòng)數(shù)據(jù)收發(fā)功能的CDMA模塊；

所述的電源模塊帶有后備電瓶，在意外斷電情況下獨(dú)立工作，恢復(fù)供電后切換到充電狀態(tài)。

作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊采用MC9S12XS128MAA芯片提供多路模擬量接口。所述的多串口擴(kuò)展模塊采用GM8125-S芯片提供多路串口接收數(shù)字信號(hào)。所述的CDMA模塊為DTGS-800模塊。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1)采用MC9S12XS128MAA芯片構(gòu)建高精度AD模塊提供80路模擬量接口，采用GM8125-S通用異步串口擴(kuò)展芯片設(shè)計(jì)多串口擴(kuò)展模塊提供16路串口接收數(shù)字信號(hào)，采用工業(yè)觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交互，用戶友好；

2)采用集成GPS定位和移動(dòng)數(shù)據(jù)收發(fā)功能的DTGS-800模塊獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息，由S3C6410主控板將VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息同步發(fā)送給DTGS-800模塊,實(shí)現(xiàn)GPS定位和移動(dòng)數(shù)據(jù)收發(fā)功能的一體化；

3)整體系統(tǒng)配備12000毫安時(shí)的后備電瓶，可在意外斷電情況下獨(dú)立工作10個(gè)小時(shí)以上，恢復(fù)供電后自行切換到充電狀態(tài)，保證提供7×24h無間斷VOCs在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

4)VOCs數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)通訊報(bào)文實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在大容量SD卡上掉電不丟數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)管理。

本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式由以下具體實(shí)施方式及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說明

圖1是一種嵌入式揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)硬件架構(gòu)示意圖

圖2是集成GPS定位和移動(dòng)數(shù)據(jù)收發(fā)功能的DTGS-800模塊和S3C6410主控板連接示意圖

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種采用ARM芯片設(shè)計(jì)基于嵌入式的揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，利用集成GPS定位和移動(dòng)數(shù)據(jù)收發(fā)功能的DTGS-800模塊獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息，由S3C6410主控板將VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息通過三線制RS232串口發(fā)送給DTGS-800模塊，從而實(shí)現(xiàn)通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)將VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)緯度信息發(fā)送到環(huán)保部門數(shù)據(jù)中心平臺(tái)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)提供80路模擬信號(hào)和16路數(shù)字信號(hào)(RS232/485/422)接口，與市場(chǎng)上各種VOCs監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行硬件連接，獲取VOCs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；如圖1所示，包括：1、AD轉(zhuǎn)換模塊(MC9S12XS128MAA芯片)；2、S3C6410芯片主控板；3、DTGS-800模塊；4、多串口擴(kuò)展模塊(GM8125-S芯片)；5、觸摸屏；6電源模塊；7、后備電瓶；8、SD存儲(chǔ)卡。本實(shí)用新型可以同時(shí)接收來自多個(gè)廠家不同品牌的VOCs設(shè)備模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，采用高精度AD模塊(MC9S12XS128MAA芯片)提供80路模擬量接口，采用GM8125-S通用異步串口擴(kuò)展芯片設(shè)計(jì)多串口擴(kuò)展模塊提供16路串口接收數(shù)字信號(hào)，采用工業(yè)觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交互，VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息,由S3C6410主控板通過RS232串口直接發(fā)送給DTGS-800模塊(集成GPS定位和移動(dòng)數(shù)據(jù)收發(fā)功能)，同時(shí)采用SD卡實(shí)現(xiàn)VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)持久存儲(chǔ)，整體系統(tǒng)配備12000毫安時(shí)的后備電瓶，可在意外斷電情況下獨(dú)立工作10個(gè)小時(shí)以上，恢復(fù)供電后自行切換到充電狀態(tài)，保證提供7×24h無間斷實(shí)時(shí)VOCs在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

DTGS-800是一種體積小速度快功能齊全的CDMA模塊，該模塊基于GPSOne技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)定位，而且內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，能方便地連入Inter-net傳輸數(shù)據(jù)，GPSOne是一種由A-GPS(Assisted Global PositionSystem，網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS)與CDMA三角定位結(jié)合而成的混合定位技術(shù)。兩者的有機(jī)結(jié)合使兩種定位技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在遠(yuǎn)離市區(qū)的郊外和農(nóng)村，CDMA三角定位技術(shù)因無線基站稀少而精度較差，但這些地方衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)，可充分利用A-GPS提供的位置信息實(shí)現(xiàn)精確定位；在城市繁華地區(qū)、大型商廈、寫字樓等高層樓宇密集的地方或者室內(nèi)，衛(wèi)星信號(hào)較弱，A-GPS定位不準(zhǔn)，但這些地區(qū)CD-MA基站較密集，可利用AFLT(Advanced Forward LinkTrilateration，高級(jí)前向鏈路三角定位法)技術(shù)克服A-GPS的定位盲區(qū)缺點(diǎn)，實(shí)施精確定位。同時(shí)，DTGS-800模塊采用的是機(jī)卡分離技術(shù)，只要將一片R-UIM卡開通上網(wǎng)和GPSOne定位功能，然后插入模塊就可獲得上網(wǎng)和定位服務(wù)。

本實(shí)用新型系統(tǒng)通過通用異步串行口UART(串行數(shù)據(jù)的通信符合標(biāo)準(zhǔn)RS 232接口協(xié)議)將VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給DTGS-800模塊，DTGS-800模塊自帶TCP/IP協(xié)議棧，能自動(dòng)通過無線方式使用TcP協(xié)議連接到Internet。進(jìn)行連接前，設(shè)定所連接的IP地址和端口號(hào)為監(jiān)控端服務(wù)器的IP地址和端口號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)Internet數(shù)據(jù)傳輸功能。監(jiān)控服務(wù)器上打開相應(yīng)的軟件接收這些信息然后保存到數(shù)據(jù)庫，利用GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤定位等功能，便于環(huán)保監(jiān)測(cè)部門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。