基于物联网的紫外线远程监测技术研究

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伴随着经济的不断发展,人们生活质量的不断提高,紫外线也成为很多人关注的焦点。紫外线做为防晒的重点,它也有着其他的功效。紫外线已经在医学、工业、军事、养殖等很多领域都有应用。西藏作为“世界屋脊”,有着其独特的自然特色。由于海拔高,使得空气稀薄,气候干燥,紫外线照射强,对于长期生活在西藏的人们,普遍的都很黝黑。本设计结合西藏大学太阳紫外线实验室的紫外线监测方式,在原有的固定紫外线信息采集基础上,实现紫外线信息采集的远程传输和监测,为对紫外线进一步的研究提供很好的基础。本设计的意义在于帮助人们更好的了解紫外线,同时通过使用物联网技术实现紫外线传感器采集数据的ZigBee自组网和GPRS模块的无线远程传输,最终在上位机上实时显示和存储数据。相比于原有去紫外线采集地采集数据减少了大量的人力和物力,并且能实时的监测紫外线的指数。相比较于气象台通过气象卫星采集方式,成本很低,具有一定的适用性和普遍性。本设计选择的是韩国UVM-30A紫外线传感器,通过ZigBee自组网技术,实现紫外线数据在局域网的传播,选择的核心是CC2530模块,它能够实现数据的处理和局部传输;通过比较优化群智能结合的路由算法与AODVjr算法和Cluster-Tree路由算法,使得紫外线采集数据能选择最优路由路径传递,延长了系统的使用寿命。全面分析了ZigBee技术的拓扑结构、协议架构以及它的工作模式等,证明ZigBee技术是无线传感器网络组网短距离通信的佼佼者。对GPRS技术的网络结构、接口和协议、DTU工具盒等有一个全面的阐述,证明它是很好的远程传输技术。远程传输选择的是SIM800作为GPRS模块,它支持4频GSM/GPRS,能够提供所有硬件的接口,能通过输入输出接口(GPIO)实现编程;紫外线传感器上位机监测平台的界面显示是采用LabVIEW软件制作,它使用的是图形编程,与以往的文本编程不一样,更加的直观和方便,可以实现前面板和程序框图的同步实现。本设计根据最初的开题报告要求,实现了紫外线传感器的数据采集以及在局部传输中实现路由算法的比较,选出寻找最优路由路径的算法,GPRS模块实现数据的远程传输,并且在上位机的显示界面上实现数据的实时显示和存储。对整个系统的性能有一个测试,使得对于以后大规模的实施有一个标准。
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