基于GPRS的油烟远程无线监控系统设计

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  •     摘 要:利用GPRS实现了油烟的远程无线监控。监控系统以AVR单片机为控制核心,通过采集油烟气体传感器TGs2100的信号,并由GPRS和Internet发送到监控中心服务端PC机,从而实现传感器信号的远程实时检测;监控中心发送的控制命令通过无线网络由单片机接收并根据信号控制外部设备,从而实现无线控制。与传统监控方式相比,该系统具有耗资小,使用便利等优点,具有广阔的应用前景。
    关键词:GPRS;AVR单片机;油烟传感器;数据采集;远程无线监控;TCP/IP协议

        油烟能够对人体及环境造成严重危害,对油烟加强监控治理已经成为人们关注的焦点。目前国内的油烟监控方式多为现场监控,具有远程信号传输功能的的监控系统很少,监控的效率也不高。随着移动通信的迅速发展,GPRS移动数据通讯网络已经覆盖了全国各地,GPRS除具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点外,还有无线连接Internet业务,给远程无线监控提供了便利。本系统采用AVR单片机为控制核心,对油烟气体进行检测,并借助GPRS技术,将数据通过GPRS无线网和Internet,实现油烟的远距离实时监测和管理。


    l 系统的工作原理
        以AVR单片机为主处理芯片,实现传感器信号的采集、发送以及远程控制命令的接收。系统功能结构框图如图1所示。

        系统工作时,油烟传感器采集的模拟信号经过滤波与放大处理后进入AVR单片机的A/D转换接口,单片机把采集的数据存入扩展的SRAM中并传给GPRS模块,并通过GPRS网络与Internet连接传送到远方的PC机,显示在数据采集监控软件上。如果远方的PC机的工作人员需要对系统进行控制时,可以发送的控制信号通过Internet与GPRS服务进行连接,系统的GPRS模块接收到信号后也把数据存入SRAM,AVR单片机从SRAM中读取数据,控制输出警告信号,同时控制继电器控制油烟净化设备采取油烟的净化措施。


    2 系统硬件电路设计
        系统硬件电路主要分为传感器信号采集电路、存储电路、GPRS模块接口电路、继电器输出控制电路等几部分。
    2.1 数据采集电路
        单片机ATmega64L有一个10位的逐次逼近型ADC,最高分辨率时采样率高达15 kSPS,8路复用的单端输入通道,单端电压输入以0 V(GND)为基准,O~Vcc的ADC输入电压范围,可选的2.56 V ADC参考电压,ADC还包括一个采样保持电路,以确保在转换过程中输入到ADC的电压保持恒定。
        系统所用的传感器是TGS2100空气质量传感器,具有对气味气体、气态的空气污染灵敏度高、低功耗、寿命长、低价位、应用电路简单等特点,广泛应用在气体测量报警比如香烟气、油烟气、异味等。TGS2100传感器电路如图2所示。

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