一種環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)戶外顯示的方法

摘 要：經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展在提高國(guó)人物質(zhì)生活水平的同時(shí)，也對(duì)地球的自然環(huán)境提出了嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)。由于過(guò)度的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和對(duì)自然環(huán)境保護(hù)的忽視，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益凸顯，環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)就成為目前環(huán)境保護(hù)必不可少的基礎(chǔ)工作。環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠在戶外實(shí)時(shí)顯示，將有利于環(huán)評(píng)的可視化和數(shù)據(jù)化，本文依靠單片機(jī)、LED顯示屏和數(shù)據(jù)采集模塊，設(shè)計(jì)出了一種環(huán)保數(shù)據(jù)戶外實(shí)時(shí)顯示的方法，他具有工作穩(wěn)定和成本低的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；監(jiān)測(cè)；顯示

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.131

1 概述

環(huán)保監(jiān)測(cè)是對(duì)人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量或排放量的跟蹤檢測(cè)，對(duì)煙排放監(jiān)測(cè)，主要有以下指標(biāo)，COD含量、氨氮含量、總磷含量、總氮含量、煙塵含量、二氧化硫含量、氮氧化物含量。本文將以煙排放為例做介紹。

2 基本流程

基本流程見(jiàn)圖1，現(xiàn)場(chǎng)由一次采集設(shè)備來(lái)采集各含量值，采集模塊把一次輸出值轉(zhuǎn)換成專用協(xié)議，通過(guò)LED控制卡來(lái)控制戶外LED顯示屏。

3 設(shè)備選擇

一般現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集并控制LED屏，優(yōu)先選擇PLC，PLC有專門(mén)的模擬量采集口，也有專門(mén)的485控制口，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和LED控制卡的控制。但此次戶外顯示各個(gè)分量距離較遠(yuǎn)，且PLC的成本較高，所以在設(shè)計(jì)初期先排除PLC控制，選用專用模塊控制，用專用模塊控制有自主設(shè)計(jì)和變化的程度高，成本低的特點(diǎn)。并且由于模擬量傳輸一般不能大于500m，所以AD轉(zhuǎn)換必須由一次表現(xiàn)場(chǎng)完成，這也是不能用PLC統(tǒng)一控制的原因。

由于數(shù)據(jù)采集和LED顯示距離較遠(yuǎn)，并且中間廠方錯(cuò)綜復(fù)雜，采用電纜傳輸數(shù)據(jù)的方式顯然不現(xiàn)實(shí)，所以采用GPRS無(wú)線數(shù)傳模塊來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，此方式將大大的減少布線成本。GPRS無(wú)線傳輸設(shè)備主要針對(duì)工業(yè)級(jí)應(yīng)用，是一款內(nèi)嵌GSM/GPRS核心單元的無(wú)線Modem，采用GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，是一款基于移動(dòng)GSM短消息平臺(tái)和GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的工業(yè)級(jí)通訊終端。它利用GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的短信息和GPRS業(yè)務(wù)為用戶搭建了一個(gè)超遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)規(guī)格設(shè)計(jì)，提供RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，直接與用戶設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)中英文短信功能，彩信功能，GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能。

采集模塊1#對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量，為四線制4-20mA模擬量。現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的預(yù)留端口已經(jīng)被占用，所以首先要配裝4-20mA分路器，這里選用帶隔離的1進(jìn)2出分路器，輸入口接一次表的輸出端，兩個(gè)分路口，一個(gè)接以前被占用的設(shè)備，另一個(gè)作為本次的數(shù)據(jù)傳輸用。采集模塊1#選用4路AD轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器將4路模擬量信號(hào)，經(jīng)12位AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后把轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量按照特定485協(xié)議傳輸?shù)綉敉狻＝?jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，準(zhǔn)換誤差不大于1%，滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

采集模塊2#對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量，空閑RS485接口。直接采用485轉(zhuǎn)換模塊，將3路485信號(hào)采集并處理，然后按照特定的協(xié)議傳輸?shù)綉敉猓朔N方式不存在傳輸數(shù)據(jù)誤差，所有量皆為一次設(shè)備的實(shí)時(shí)顯示值，但在轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)有延遲，延遲不大于1S。

戶外屏幕選專用的P10屏，此屏幕為16*32點(diǎn)陣，一塊屏能顯示4個(gè)數(shù)字或者英文字符，也能顯示2個(gè)漢字，考慮現(xiàn)場(chǎng)既要能夠保證顯示正常，又要節(jié)省成本，最后整塊屏幕選擇9*5塊小屏組成。結(jié)果示意圖如圖2：

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)際檢測(cè)，戶外液晶顯示數(shù)值與一次設(shè)備實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)值間誤差不超過(guò)±1%，符合了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的技術(shù)要求，此方法的成功實(shí)施為以后的環(huán)保數(shù)據(jù)檢測(cè)提供了借鑒，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：陳巧宇（1988-），女，河北唐山人，本科，初級(jí)工程師，研究方向：儀表測(cè)量。