空气中的可吸入颗粒物浓度,尤其是PM2.5,一直是评价空气质量好坏的重要指标。这些颗粒物长期悬浮在空气中,很难消散,并且这些颗粒物本身吸附着大量的重金属、细菌等有毒物质,不仅降低了大气能见度,而且对人类的身体健康造成很大危害。传统的监测方法如称重法、筛分法等,自动化程度和检测精度都比较低,已经不能满足现代社会对可吸入颗粒物监测的要求,因此,为了提升系统的自动化程度和检测精度,本文采用根据光的散射原理制成的传感器GP2Y1010AU0F完成对监测数据的采集,采用ZigBee无线传感网络技术完成监测数据的传输,并设计了上位机监测平台,完成监测数据的实时显示。本文的主要研究内容如下:一、无线传感网络通信技术研究详细分析无线通信技术当中ZigBee技术,包括ZigBee的设备类型、拓扑结构、工作模式、地址分配模式、数据传输方式以及ZigBee协议架构。在深入研究ZigBee无线传感网络的基础上,结合GPRS技术,确立了可吸入颗粒监测系统的整体方案。二、完成可吸入颗粒物监测系统的硬件系统设计采用CC2530作为主控芯片,完成节点的硬件系统结构设计。终端节点的硬件电路包括处理器模块、传感器模块、JTAG接口电路和电源模块;ZigBee-GPRS网关节点的硬件电路包括处理器模块、JTAG接口电路、GPRS无线通信模块、SIM卡电路、GPRS电源模块。三、完成可吸入颗粒物监测系统的软件系统设计在Z-STACK协议栈的基础上完成了下位机节点的软件设计,实现数据的采集与传输;提出一种改进的节能路由算法—DE-LEACH算法,加入了距离和剩余能量因素,通过仿真实验证明该算法可以有效延长网络的运行寿命;采用LABVIEW软件完成系统监测平台的设计,实现数据的图形化显示。四、系统整体测试与分析对可吸入颗粒物监测系统的功能进行测试,包括节点的通信能力测试、ZigBee-GPRS网关节点性能测试和上位机软件测试。实验结果显示,节点通信能力强,节点之间组网快速、可靠,传输数据具有实时性;上位机软件运行稳定,能够实时显示监测信息。本系统不仅具有较高的自动化程度,还具有较长的使用寿命,更加方便用户使用。