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基于云平台的粉尘测控系统课程设计报告
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2017-12-24
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本项目组针对上述问题设计了一种基于云平台的粉尘测控系统。本系统通过传感器网络采集现场数据,再由无线数据传输网络及时向云平台上传数据,云平台对采集的数据自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令,并将监控数据及处理结果反馈到用户端。客户端平台,具有包括实时监控、异常情况报警、短信报警等综合服务功能,实用性非常强。
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课程设计报告
(嵌入式系统课程设计)
基于云平台的粉尘测控系统设计
摘 要
在工业过程中接触粉尘的工作很多,如:采矿业、水泥、面粉等生产工业 。若防尘、
除尘措施不完善,就有可能造成粉尘职业病,甚至可能发生粉尘爆炸。本项目组针对上述
问题设计了一种基于云平台的粉尘测控系统。本系统通过传感器网络采集现场数据,再由
无线数据传输网络及时向云平台上传数据,云平台对采集的数据自动分析并根据分析结果
自动发送调节现场控制设备的指令,并将监控数据及处理结果反馈到用户端。客户端平台,
具有包括实时监控、异常情况报警、短信报警等综合服务功能,实用性非常强。
关键词:云平台;粉尘测控;单片机;
目 录
摘 要...................................................................................................................................................2
第一章 选题背景...............................................................................................................................1
第二章 总设计方案...........................................................................................................................2
第三章 硬件设计...............................................................................................................................3
1、硬件方案设计......................................................................................................................3
2、测控主机..............................................................................................................................3
3、测控分机..............................................................................................................................6
4、粉尘传感器..........................................................................................................................7
5、温湿度传感器......................................................................................................................9
6、433MHz 无线传输模块.....................................................................................................12
第四章 软件设计.............................................................................................................................13
1、主机程序设计....................................................................................................................13
2、温湿度传感器分机程序设计............................................................................................14
3、粉尘传感器分机程序设计................................................................................................15
第五章 设计结果.............................................................................................................................16
1、分机电路连接图................................................................................................................16
2、系统实物图........................................................................................................................17
3、PC 端数据实时数据显示图..............................................................................................17
4、手机端实时数据显示图....................................................................................................18
第六章 心得体会.............................................................................................................................18
..........................................................................................................................................................20
参考文献..........................................................................................................................................20
附录:......................................................................................................................................20
主机主程序:..........................................................................................................................20
1
基于云平台的粉尘浓度测控系统
第一章 选题背景
随着经济的快速发展,我国对能源和原材料的需求越来越大,目前形成了西煤东输 、
北煤南运、进口矿石急剧增加的局面,涉及粉尘的产业众多包括能产生无机粉尘的行业:
水泥业、冶金业、煤矿业,也包括能产生有机粉尘的行业:农业、林牧业等。在当今全
球共同应对气候及环境变化的背景下,减少温室气体排放、降低环境污染已成为国际社
会的共同责任,发展“低碳绿色”经济正成为世界经济发展的新模式,控制粉尘污染已成为
我国发展面临的重大课题。
十九大报告中也提出加快生态文明建设,着力解决突出环境问题的新时期要求,所
以说粉尘防治工作是世界发展,绿色地球的必然要求,是对社会主义生态文明观的积极
响应。
在工业生产的物料加工与使用过程中都有可能产生生产性粉尘 ,根据生产性粉尘种类
和性质的不同,对于人体的危害也不尽相同。
一方面,由粉尘引起的疾病和危害主要包括:尘肺,中毒,上呼吸道慢性炎症,眼
疾病,以及皮肤疾病,严重的更有可能导致癌症的产生,粉尘无时无刻不在侵蚀工作员
工的身心健康。另一方面,粉尘浓度过高潜伏着粉尘爆炸的危险,具有极强的破坏性。
粉尘爆炸涉及的范围很广,煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门
都时有发生。而且粉尘爆炸容易产生二次爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上
的粉尘吹扬起来,在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外
向内填补进来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在第一次爆炸的余火引燃下引
起第二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多,故二次爆炸威力比第
一次要大得多。例如,某硫磺粉厂,磨碎机内部发生爆炸,爆炸波沿气体管道从磨碎机
扩散到旋风分离器,在旋风分离器发生了二次爆炸,爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上
产生的裂口传播到车间中,扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘,又发生了爆
炸。粉尘爆炸还能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的
2
毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡,必须充分重视。
因此在作业场所进行粉尘检测尤为重要。本次课程设计我们主要针对上述问题拟设
计一种基于云平台的粉尘浓度测控系统。
第二章 总设计方案
图 1:总设计原理图
本系统首先是现场各仓间的传感器网络收集环境信息数据包括温湿度数据和粉尘浓
度数据,传感器网络将数据汇总至分机,分机将数据处理后通过 433MHz 无线模块发送给
主机,主机再统一利用 WiFi 模块 esp8266 发送给云平台,云平台利用收集到的数据进行
分析计算,自动下发命令调控现场的报警和除尘设备。
这套系统的功能有实时监测,用户可以用手机或电脑进行实时监测,克服了传统监
测系统不能多端口化显示、不能远程监控的缺点。第二个是自动报警除尘,当云平台分
析出生产现场有异常情况时,它会自动下发命令打开声光报警器和能喷射惰性气体、增
湿的除尘设备。第三个是短信报警,云平台分析出生产现场发生异常情况时就会发短信
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