基于嵌入式Linux的室内空气监测系统研究

摘要

目前,人们大约90％的时间在室内环境度过;因此,室内空气质量的好坏,直接关系到人体健康。但是,现在室内空气质量监测设备价格昂贵、测量种类单一、不具有无线传输功能。本课题针对室内空气质量监测设备的现状,结合现在最为热门的嵌入式Linux系统和ARM处理器,设计了一种集监测有害气体和可燃性气体为一体的基于嵌入式Linux的室内空气监测系统。
　　本文以室内空气监测系统为对象,首先介绍了室内空气质量的现状及存在的问题;其次论述了嵌入式系统的操作系统、处理器以及本监测系统的整体设计方案;最后重点介绍了监测系统的软、硬件设计与实现。硬件设计方面,选用三星公司的32位的S3C2440A微处理芯片作为监测系统的硬件核心;软件设计方面,采用了嵌入式Linux操作系统作为软件开发平台。
　　在室内空气监测系统的软件设计部分,首先实现了LCD、PCF8591、SHT71以及nRF24L01等硬件模块的Linux驱动程序设计;其次,设计了Linux应用程序实现对驱动程序的测试和验证;最后,设计了基于Qtopia的监测系统操作界面。
　　在本监测系统中采用嵌入式Linux系统,方便用户对系统的升级、移植和裁剪,而且Linux系统具有高稳定性和可靠性。监测系统采用触摸屏技术,减少了按键方面的设计,使监测系统更加便携。监测系统具有无线传输的功能,方便用户在远离恶劣环境的情况下进行室内空气质量的测试;同时解决了用户对室内空气质量进行多点测试时布线困难的问题。

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1 绪论

1.1课题研究背景与意义

1.2国内外研究状况及发展方向

1.3 课题研究的主要内容

2 嵌入式系统介绍及整体方案设计

2.1嵌入式系统介绍

2.2常见嵌入式操作系统简介

2.3嵌入式ARM微处理器简介

2.4监测系统的整体方案设计

2.5本章小结

3 室内空气监测系统的硬件电路设计

3 .1主控芯片S 3C 244 0A模块设计

3.2触摸屏及LCD模块设计

3.3气体采集模块设计

3.4温湿度采集模块设计

3.5无线传输模块设计

3.6报警模块设计

3.7本章小结

4 室内空气监测系统的软件设计

4.1监测系统的驱动程序设计

4 .2监测系统的Lin ux应用程序设计

4.3监测系统的Qtopia用户界面程序设计

4.4本章小结

5 室内空气监测系统的测试结果及数据分析

5.1监测系统的测试结果

5.3本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录I 攻读学位期间发表论文目录