一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统，包括主控板、AD转换模块、多串口扩展模块、SD存储卡和无线通信模块和电源模块，所述的AD转换模块提供多路模拟量接口；所述的多串口扩展模块提供多路串口接收数字信号，AD转换模块和多串口扩展模块用以与外部挥发性有机物监测设备相连，VOCs监测数据被传送至主控板；主控板将VOCs监测数据保存至SD卡，并输出到无线通信模块；所述的无线通信模块采用集成GPS定位和移动数据收发功能的CDMA模块。

Embedded volatile organic matter on-line monitoring data transmission system

The utility model relates to an embedded VOCs on-line monitoring data transmission system, including the main control board, AD conversion module, serial port expansion module, SD memory card and the wireless communication module and power supply module, the AD conversion module provides multi-channel analog interface; the multi serial port expansion module provides multi-channel serial receiver digital signal, AD conversion module and serial port expansion module is connected with the VOCs monitoring equipment with external VOCs, monitoring data is transmitted to the main control board; the main control board of VOCs monitoring data is saved to the SD card, and output to the wireless communication module; CDMA module wireless communication module of the integrated positioning and GPS Mobile data transceiver.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统
本技术涉及环保在线监测领域，具体涉及一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统。
技术介绍
挥发性有机化合物(VOCs)，对人体健康有巨大影响。当居室中的挥发性有机物达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果，对挥发性有机物的实时监测成为一个亟待解决的问题。有别于常规环保数采仪，VOCs在线监测存在以下技术难点：1、由于生产VOCs监测设备厂家众多、VOCs成分多达上百种、数据通讯接口不统一，虽然国内外研究数据采集传输仪的厂家很多，但常规环保数采仪通常提供监测的污染源种类不超过16种，因此无法满足VOCs同时在线监测几十种成分的要求；2、对于数采仪监测点非法移动和篡改问题，需要对数采仪安装点同步进行GPS定位和GPRs数据传输，目前国内外厂家生产的环保数据采集传输仪前端数据发送设备都是采用2.5G代GPRs网络的DTU设备进行数据传输，部分厂家提供选配的车载GPS定位模块，这种情况下VOCs监测数据和GPS定位数据无法保证实时同步，目前尚未有厂家发布同时硬件芯片级集成GPS和GPRs功能的环保数采仪；3、嵌入式系统由于资源有限，环保数采仪数据存储在固件上，存储容量小，易丢失，不稳定。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统，技术方案如下：一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统，包括主控板、AD转换模块、多串口扩展模块、SD存储卡和无线通信模块、电源模块，其特征在于，所述的AD转换模块提供多路模拟量接口；所述的多串口扩展模块提供多路串口接收数字信号，AD转换模块和多串口扩展模块用以与外部挥发性有机物监测设备相连，VOCs监测数据被传送至主控板；主控板将VOCs监测数据保存至SD卡，并输出到无线通信模块；所述的无线通信模块采用集成GPS定位和移动数据收发功能的CDMA模块；所述的电源模块带有后备电瓶，在意外断电情况下独立工作，恢复供电后切换到充电状态。作为优选实施方式，所述的AD转换模块采用MC9S12XS128MAA芯片提供多路模拟量接口。所述的多串口扩展模块采用GM8125-S芯片提供多路串口接收数字信号。所述的CDMA模块为DTGS-800模块。本技术与现有技术相比，具有以下显著的优点和有益效果：1)采用MC9S12XS128MAA芯片构建高精度AD模块提供80路模拟量接口，采用GM8125-S通用异步串口扩展芯片设计多串口扩展模块提供16路串口接收数字信号，采用工业触摸屏进行人机交互，用户友好；2)采用集成GPS定位和移动数据收发功能的DTGS-800模块获取监测点实时经纬度信息，由S3C6410主控板将VOCs监测数据和监测点的实时经纬度信息同步发送给DTGS-800模块,实现GPS定位和移动数据收发功能的一体化；3)整体系统配备12000毫安时的后备电瓶，可在意外断电情况下独立工作10个小时以上，恢复供电后自行切换到充电状态，保证提供7×24h无间断VOCs在线监测数据服务。4)VOCs数据和网络通讯报文实时存储在大容量SD卡上掉电不丢数据，便于数据管理。本技术的具体实施方式由以下具体实施方式及其附图详细给出。附图说明图1是一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统硬件架构示意图图2是集成GPS定位和移动数据收发功能的DTGS-800模块和S3C6410主控板连接示意图具体实施方式本技术提供一种采用ARM芯片设计基于嵌入式的挥发性有机物在线监测数据传输系统，利用集成GPS定位和移动数据收发功能的DTGS-800模块获取监测点实时经纬度信息，由S3C6410主控板将VOCs监测数据和监测点的实时经纬度信息通过三线制RS232串口发送给DTGS-800模块，从而实现通过移动通讯网络将VOCs监测数据和监测点经纬度信息发送到环保部门数据中心平台。系统架构如图1所示，系统提供80路模拟信号和16路数字信号(RS232/485/422)接口，与市场上各种VOCs监测设备进行硬件连接，获取VOCs实时监测数据；如图1所示，包括：1、AD转换模块(MC9S12XS128MAA芯片)；2、S3C6410芯片主控板；3、DTGS-800模块；4、多串口扩展模块(GM8125-S芯片)；5、触摸屏；6电源模块；7、后备电瓶；8、SD存储卡。本技术可以同时接收来自多个厂家不同品牌的VOCs设备模拟信号和数字信号，采用高精度AD模块(MC9S12XS128MAA芯片)提供80路模拟量接口，采用GM8125-S通用异步串口扩展芯片设计多串口扩展模块提供16路串口接收数字信号，采用工业触摸屏进行人机交互，VOCs监测数据和监测点的实时经纬度信息,由S3C6410主控板通过RS232串口直接发送给DTGS-800模块(集成GPS定位和移动数据收发功能)，同时采用SD卡实现VOCs监测数据持久存储，整体系统配备12000毫安时的后备电瓶，可在意外断电情况下独立工作10个小时以上，恢复供电后自行切换到充电状态，保证提供7×24h无间断实时VOCs在线监测数据服务。DTGS-800是一种体积小速度快功能齐全的CDMA模块，该模块基于GPSOne技术，不仅可以实现定位，而且内置TCP/IP协议栈，能方便地连入Inter-net传输数据，GPSOne是一种由A-GPS(AssistedGlobalPositionSystem，网络辅助的GPS)与CDMA三角定位结合而成的混合定位技术。两者的有机结合使两种定位技术优势互补。在远离市区的郊外和农村，CDMA三角定位技术因无线基站稀少而精度较差，但这些地方卫星信号较强，可充分利用A-GPS提供的位置信息实现精确定位；在城市繁华地区、大型商厦、写字楼等高层楼宇密集的地方或者室内，卫星信号较弱，A-GPS定位不准，但这些地区CD-MA基站较密集，可利用AFLT(AdvancedForwardLinkTrilateration，高级前向链路三角定位法)技术克服A-GPS的定位盲区缺点，实施精确定位。同时，DTGS-800模块采用的是机卡分离技术，只要将一片R-UIM卡开通上网和GPSOne定位功能，然后插入模块就可获得上网和定位服务。本技术系统通过通用异步串行口UART(串行数据的通信符合标准RS232接口协议)将VOCs监测数据发送给DTGS-800模块，DTGS-800模块自带TCP/IP协议栈，能自动通过无线方式使用TcP协议连接到Internet。进行连接前，设定所连接的IP地址和端口号为监控端服务器的IP地址和端口号，就可以实现Internet数据传输功能。监控服务器上打开相应的软件接收这些信息然后保存到数据库，利用GIS(GeographicInformationSystem，地理信息系统)即可实现实时跟踪定位等功能，便于环保监测部门进行实时监控和管理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统，包括主控板、AD转换模块、多串口扩展模块、SD存储卡和无线通信模块、电源模块，其特征在于，所述的AD转换模块提供多路模拟量接口；所述的多串口扩展模块提供多路串口接收数字信号，AD转换模块和多串口扩展模块用以与外部挥发性有机物监测设备相连，VOCs监测数据被传送至主控板；主控板将VOCs监测数据保存至SD卡，并输出到无线通信模块；所述的无线通信模块采用集成GPS定位和移动数据收发功能的CDMA模块；所述的电源模块带有后备电瓶，在意外断电情况下独立工作，恢复供电后切换到充电状态。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式挥发性有机物在线监测数据传输系统，包括主控板、AD转换模块、多串口扩展模块、SD存储卡和无线通信模块、电源模块，其特征在于，所述的AD转换模块提供多路模拟量接口；所述的多串口扩展模块提供多路串口接收数字信号，AD转换模块和多串口扩展模块用以与外部挥发性有机物监测设备相连，VOCs监测数据被传送至主控板；主控板将VOCs监测数据保存至SD卡，并输出到无线通信模块；所述的无线通信模块采用集成GPS定位和移动数据收发功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骥，蒙海涛，孙猛，高翔，陈曼丁，周晶，易晓娟，郑涛，刘佳泓，张莹，陈魁，
申请(专利权)人：天津市环境监测中心，
类型：新型
国别省市：天津,12