摘要：為了實現對污水廠遠程監控系統的需求，文中提出了基于ARM的小型污水廠遠程監控系統設計方案，并完成了系統軟硬件設計。文中采用ARM微處理器為主控制器，用模數轉換采集現場數據，用攝像頭采集現場圖片，采用GPRS無線通信模塊傳輸采集的信息，實現了小型污水廠圖像和數據的采集、存儲和無線傳輸功能。
關鍵詞：污水廠；GPRS；ARM；遠程監控

隨著國家對環保投入的不斷增加以及污水處理行業改革的不斷深入，城市污水處理廠的運營管理向市場化、專業化、規模化、集團化趨勢發展。許多專業的運營企業要運營管理同一城市的多個污水處理廠。因此，對污水處理廠的生產實施遠程監控，對降低運行成本和加強生產管理以及確保污水處理工藝的高效運行和水質達標排放、提升企業運營管理的效率具有重要的意義。文中結合GPRS技術為小型污水處理廠設計一套基于ARM的污水處理遠程監控系統。

1 監控系統的總體設計方案
根據污水處理裝置的性能要求，監控點的系統由數據采集系統和圖像采集系統及無線通信網絡構成，數據采集系統由模擬量傳感器，變送器，A／D模數轉換器及ARM系統構成，各模擬量傳感器將模擬信號送至信號變送器，使之放大變成標準信號，然后逐一送至AD／轉換器，將模擬信號轉換成數字信號，再由ARM處理器對數據進行采集、圖像采集部分由串口攝像頭和ARM控制器構成，攝像頭先采集現場圖片然后通過串口傳給ARM控制器，ARM控制器把采集的數據和圖像通過GPRS無線通信網傳送給監控中心。系統總體結構圖如圖1所示。

使用AT指令通過GPRS Modem撥號，正確應答后，一條物理通道就是指GPRS信道就在系統中的GPRS Modem和GPRS網絡之間建立起來。PPP協議將原始的GPRS物理層連接改造成無差錯的數據鏈路，系統將遠程登錄Internet。并得到GPRS網關分配的IP地址。采用IP協議作為網絡層協議。IP協議將接入Internet的具有不同IP地址的終端都聯系起來。經過IP路由選擇，可以實現系統與連在Internet上的任一IP終端進行數據交互。選擇TCP作為傳輸層協議，為數據傳輸提供面向連接的、端對端的可靠服務。通過無線網絡將數據包發送到具有固定IP地址的監控中心服務器端口以便在監控中心實時監控污水的參數，監控中心對采集到的數據進行處理、顯示、存儲、打印等。
文中以下主要就監控終端的硬件設計部分和軟件部分做簡要介紹。
2 系統硬件設計
根據污水處理裝置的性能要求，監控點的系統由模擬量傳感器、變送器、模數(A／D)轉換器及ARM處理器等組成。各模擬量傳感器將模擬信號送至信號變送器，使之放大變成標準信號，然后由多路開關逐一送至A／D轉換器，將模擬信號轉換成數字信號，再由ARM處理器對數據進行采集、數據處理、顯示。同時，ARM處理系統通過GPRS將圖像和數據經GPRS網絡送到遠程監控中心。系統硬件框圖如圖2所示。

系統終端以LPC2148為核心，對通信模塊TR800進行控制。ARM CPU采用飛利浦公司的LPC2148，內核為基于ARM7DMI-S的精簡指令集的通用32位高速微處理器。工作電壓為3．3 V，內核工作電壓為1．8 V；內置PLL鎖相環可以設置CPU工作頻率60 MHz，雙UART口，提供數據的異步串行發送和接受：片內16 kB RAM和128 kB Flash程序存儲器。LPC2148提供了2個串口，共有6個I／O口可供使用。它的接口電路部分包括8路模擬量輸入通道，RS232串行口通信接口，其中數模轉換為控制內置模塊，精度為12位，基本可以滿足一般控制對象的要求。終端應用程序在PC機上用IAR編譯好通過JTAG接口下載到FLASH中，系統常用的參數，通過程序的設置放到主控器的信息存儲器。