1  引言

1。1  课题研究背景以及意义

自从第一次工业以来，空气中的尘埃污染就迎来了爆发。随着经济快速发展，空气中的颗粒问题已经涉及日常生活中的各个方面，尘埃粒子的大小和数量广泛影响着工业生产，环境保护，人身健康等方方面面，近年来PM2。5的新闻也充斥着各个新闻媒体，因此颗粒粒度的测量技术越来越受到国内外学者的研究关注[12]。尘埃粒子计数器是检测洁净度时经常使用到的一种仪器，它能检测出空气中不同的粒子半径的粒子数目，并且计算出洁净度[13]。然而传统的尘埃粒子计数器采用人工监测，消耗大量人力物力，增加监测成本。而且由于采样点和采样时间的不固定性使得采样结果偏差较大，工作人员的走动也容易带入尘埃粒子。论文网

多点监测即在监测地点选定位置放置多个监测传感器，对所需监测的信息进行数据采集，同时将采集到的数据通过互联网传送到服务器，实现对监测地点进行即时监测，监测得到的数据可以在服务器的信息管理系统中集中显示和储存。多点监测在实时动态性上有更加优越的表现，而且多点监测的操作也更加简易快速，一体化程度更高，是一种结合了计算机互联网技术，信号处理，网络通信技术的先进的监测方法，是未来洁净室尘埃粒子监测的发展趋势。缺少多点监测通信的功能会影响尘埃粒子计数器的实用性，因此设计可远程通讯的多点监测尘埃粒子计数器是非常有必要的。

因为多点监测具有上述的多种优势，国外许多国家在上个世纪就已经在多点监测技术上有了一定的研究和发展，基本实现了操作系统智能化、在线化、网络化，而且拥有友善的人机界面，测量尘埃粒子数也有更高的灵敏度。我国多点监测的起步较晚，而国外相关的产品往往价格昂贵，国内的一般的企业无法大量购买，这也为国内的多点监测技术的发展提供了广阔的环境。随着国内需求增加，该领域的市场的需求越来越大。

1。2  课题研究内容

    目前国内多点监测技术起步较晚，通讯功能仍不完善，主要使用射频发射芯片进行信息传输，但是射频发射芯片具有软件编码复杂，接收电流过大等缺点。课题中通过嵌入式以太网控制器W5500芯片为嵌入式系统提供互联网连接方案，W5500芯片功耗小，工作稳定，搭配XMPP技术可实现远程控制的数据传输，并且保证传输的稳定性和数据的完整性。最终达到完成具有即时通讯、网络化、在线化的多点激光尘埃粒子计数器的单个个体的目的。

1。3  整体开发思路

    多点激光粒子计数器的大致结构示意图如下：

图１。１　多点激光粒子计数器结构示意图

本课题中主要负责多点监测通信电路的设计。通过在通信电路中加入WIZNET公司近些年推出的高性能以太网芯片W5500，并且以XMPP核心协议为基础，开发相应的扩展协议，实现多点检测尘埃粒子计数器与服务器之间的信息交换，弥补了国产的尘埃粒子计数器在在线化和网络化方面的不足[1]。首先实现W5500芯片的调试，能够实现通信后移植相关XML解析器。嵌入式系统能够创建和浏览XML文件后，即可与XMPP服务器进行数据收发，实现激光尘埃粒子计数器的多点监测的功能。文献综述

2  多点监测通信电路设计

在本课题中，设备主要包括硬件和代码部分，其中硬件部分包括STM32微处理单元模块和W5500硬件协议模块。电路的设计总体框架如下：

图2。１　硬件协议栈芯片与微处理单元之间的工作方案