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基于云存储的室内甲醛监测仪的研究 　　摘 要：本系统是基于STC15为核心的单片机，通过MQ138采集数据，经由AD转换成数值，如果该值超过国家标准（0.08mg/m3），则SIM300会向用户指定的手机发送短信，蜂鸣器还会进行报警，与此同时该数据还会经过W5100传送至云端，供客户查询使用。 　　关键词：STC15；MQ138；SIM300；W5100 　　引言 　　甲醛是一种危害性极大，对人体极为不利的一种有机溶剂。它的来源比较复杂，主要来自于建筑版材，新装修的房子里一般甲醛都会超标。经常吸入少量甲醛，会有头痛、乏力、失眠及植物神经紊乱等症状。能引起慢性中毒，甲醛已成为室内空气的主要污染物，被世卫组织确定为致癌和致畸形物质。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感。调查数据表明，在城市儿童白血病患者中，90%的家庭一年内进行过室内装修。因此了解室内生活中甲醛含量以及如何预防具有重大意义。 　　1 系统的总体设计 　　该系统以STC15单片机为核心，利用MQ-138传感器采集环境中的甲醛含量，经过ADC0809转换器对采集的数据进行转换，然后在显示器LCD12864上面显示，如果采集的值超过我们指定的标准，一方面通过SIM300给手机发送短信，另一方面还会通过报警器实行报警，最后将采集的所有有效数据通过W5100网络模块传送到云端，加以保存，以便我们随时可以查阅以前的数据信息。系统原理的结构图1所示。 　　2 硬件设计 　　（1）W5100是多功能的网络接口芯片，内部集成了10/100Mbps 以太网控制器，主要应用于高集成、高性能、高稳定和低成本的嵌入式系统中。W5100与IEEE802.3 10BASE-T和802.3u 100BASE-TX兼容。W5100内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的 TCP/IP协议栈、以太网介质传输层（MAC）和物理层（PHY）。W5100内部还集成有16KB存储器用于数据传输。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。如下实例： 　　（2）MQ-138是半导体气敏原件，它的检测浓度范围是5-500ppm，基本测试回路如图2所示。 　　3 软件设计 　　该系统开机后由一个系统初始化，当一切都具备之后，Mq138开始采集数据，ADC转换器转换后，一方面直接经过路由器传到云端，是利用跨平台的java语言写的web网页前端，mysql语句操作后台数据库，当软件接收到W5100通过网络发送过来的数据包后，进行解压分组，用数据库语句处理分组后的数据，判断是否合理，如果合理则存入数据库中，否则丢弃。我们还进一步对数据进行了处理，将采集到的数据进行处理画出对应的折线图，以便客户更好地了解室内环境各物质浓度的变化情况，另一方面判断采集的数据是否超过了国家标准，如果超过，则初始化SIM300，发短信给对应的用户，蜂鸣器开启进行报警。最后将采集的数据在本地保留一份，继续循环，该系统具体原理图如图3所示。 　　4 甲醛含量的计算方式 　　浓度单位ppm与mg/m3的换算： 　　质量浓度mg/m3=M气体分子量/22.4*ppm数*[273/（273+T气体温度）]*（Ba压力/101325） 　　M为气体分子量，ppm为测定的体积浓度值，T为温度、Ba为压力。 　　甲醛HCHO气体分子量为30.0260。 　　硬件采集的数据也会有偶然误差，效果不是百分之百的准确，为了解决这个问题，我用了数字滤波算法和算术平均值滤波算法，有效地提高了数据的可靠性和真实性。我们对此进行了简单测试，总共获取了十六组数据，每组连续采集5个样本，存在数组中，数组的长度为5，然后去除其中的最大值和最小值而取剩余的3个A/D 转换值的平均值，具体数据如表1所示。 　　实验证明，在没有滤波前，系统稳定状态下会产生偶然误差，传感器读数波动较大；采用滤波后，传感器读数波动明显减小，特别是变化缓慢的环境下，读数基本保持稳定，自动控制系统没有误动作。 　　5 结束语 　　通过实验验证表明基于云存储的甲醛监测仪能够实时监测环境中甲醛的含量，在检测范围和基本误差都在可以达标，并且该监测仪不仅保留实时数据，还会传到网络的云端存储，便于用户或监测部门了解室内甲醛的变化情况，这是不同于传统的甲醛的检测仪的。当甲醛含量超过标准值时会通过声光报警，同时发短信到指定的手机通知用户，便于用户及时掌握室内环境情况。 　　参考文献 　　[1]崔曼，薛惠锋，卜凡彪，等.基于物联网与云计算的环境监测系统研究[J].西安工业大学学报，2013（07）. 　　[2]李国刚，李旭文，温香彩.物联网技术发展与环境自动监控系统建设[J].中国环境监测，2011（01）. 　　[3]贾益刚.物联网技术在环境监