基于微控制器的污染指數室內空氣檢測系統(tǒng)研究！基于氣體探測器的污染指數室內空氣檢測和顯示系統(tǒng)的總體設計:該系統(tǒng)的硬件結構一般由進氣模塊、傳感器陣列模塊、信號采集模塊、單片機模塊和液晶顯示控制模塊組成。
系統(tǒng)進行總體設計工作原理框圖
1.進氣模塊
進氣裝置解決的主要問題是在室內空氣檢測系統(tǒng)中如何利用傳感器陣列將氣體引入空氣泵。在進氣過程中，涉及到氣體凈化裝置的設計，其中最重要的問題是進氣裝置的流量控制。該系統(tǒng)的空氣泵模型為 sa751.5，空氣流量為1.5 l/min。氣體中的水分需要通過一個由活性炭組成的凈化裝置進行過濾和除去。進氣裝置的流量控制對系統(tǒng)的室內空氣檢測效果有很大影響。因此，氣體泵流量的大小選擇至關重要，影響整個系統(tǒng)的實時性能，在此系統(tǒng)中，氣體在一分鐘內完成采樣，所以選擇1.5升/分鐘的氣體泵流量。經室內環(huán)境檢測，具有可靠的實時性和穩(wěn)定性。
2.傳感器
該傳感器是一種信號室內空氣檢測裝置，使用三種不同的傳感器來室內空氣檢測、室內環(huán)境檢測、 so2、氮氧化物和懸浮顆粒物的濃度。
3.信號與數字信息處理系統(tǒng)電路
信號處理電路將傳感器室內空氣檢測到的信號放大，并將其傳輸到下一個電平。數字處理電路是將信號處理電路的模擬輸出轉換為有效電路的數字信號。
4.微處理器
微處理器將來自數字處理電路的數字信號與標準信號進行比較，并傳輸給顯示器和報警系統(tǒng)。
5.顯示器
顯示器顯示微處理器輸出的結果。
6.報警器
報警器是當室內空氣檢測、室內環(huán)境檢測到的污染指數進行數值可以達到或超過設定值時就發(fā)出報警系統(tǒng)提示的一種教學設備。
二、硬件單元設計
1. 氣體傳感器的原理及器件選擇
根據工作原理的不同，氣體傳感器可分為半導體型、催化燃燒型、熱傳導型和電化學反應型。不同的傳感器由于結構和工作原理的不同，有不同的優(yōu)缺點。半導體氣體傳感器件是利用半導體在被測氣體環(huán)境中，其電阻率或伏安特性隨氣體濃度的變化而變化的特性制成的。
半導體氣敏傳感器的優(yōu)點：一般對可燃氣體進行比較重要敏感，選擇性相對來說比較好，不需要我們經常需要維護，使用網絡壽命也比較長（可以通過達到10年）。半導體氣體傳感器缺點:定量測量精度有待提高，測量精度易受溫度影響，線性范圍窄，穩(wěn)定性差，抗干擾能力弱。
綜上所述，半導體氣體敏敏傳感器適合在氣體環(huán)境中使用相對穩(wěn)定，氣體濃度轉化不大，在低濃度氣體環(huán)境中輸出響應變化較大，在高濃度時容易達到飽和度，更適合民用氣體的室內空氣檢測、室內環(huán)境檢測要求。
2. 信號和數字處理電路
室內空氣檢測電路輸出的微弱電信號達不到要求的電平，不能直接使用。它必須經過放大和補償處理，來自傳感器的信號可以精確放大，以抑制共模分量，提高信號質量。信號放大電路是傳感器信號調理電路。采用的器件是運算放大器，選擇放大器時要考慮精度、速度、幅度和共模抑制等要求。
數字信息處理進行電路的作用主要是將室內空氣檢測分析電路設計輸出的模擬輸入信號可以應用以及模數關系轉換器已經變成一個有效的數字經濟信號。系統(tǒng)研究選用MAXIM公司的MAX 1270作為一種模數之間轉換技術芯片。由于SPI的接收狀態(tài)寄存器選擇只有8位，而MAX1270轉換發(fā)展結果是12位，因此我們不能沒有直接用SPI模塊主要完成相關數據的發(fā)送和接收，而通過模仿SPI通信網絡協(xié)議用I/O接口方法模擬的方式能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)串行計算機通信。系統(tǒng)需要選用I/O接口GPE11為SPI總線的MISO信號口，接收MAX1270轉換后的數據;I/O接口GPE 12為MOSI信號口，向MAX1270發(fā)送內部控制字;I/O接口GPE13為CLK信號口，向MAX1270發(fā)送電子時鐘頻率信號;I/O接口GPF1連接MAX1270的/CS引腳，用來管理控制MAX1270工作;I/O接口GPG7連接MAX1270的/SSTRB引腳，用來及時通知S3C2410接收這些數據。
3.顯示、存儲與報警
LJD128X644液晶顯示模塊是128X64點陣式漢字液晶顯示模塊，可顯示漢字和圖形，內置8192個漢字(16X16點陣)、128個字符(8X16點陣)、4X256點陣顯示RAM(GDRAM)。它可以直接與CPU接口，提供兩種接口連接微處理器:8位并行連接和串行連接。它有很多功能:光標顯示、畫面移位、睡眠模式等。
報警系統(tǒng)電路可以分為一個蜂鳴器進行報警控制電路和LED發(fā)光報警模塊電路部分組成。當輸入端P1.0為低電平時，有電流能夠通過使用蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出中國聲音以及報警，而當輸入端為高電平時不報警。當輸入端P1.1為低電平時，LED點亮報警，反之輸人端P1.1為高電平則不需要報警。
三、軟件設計
基于微控制器的污染指數室內空氣檢測系統(tǒng)研究！軟件設計應按照大氣污染指數室內空氣檢測報警系統(tǒng)的信號處理流程進行。
（1） 在微處理器的控制下，傳感器轉換的電壓信號由輸入電路處理到A/D轉換器，成為相應的數字量并沉積到數據存儲器中。
(3)顯示處理結果，將數據信號處理成顯示和記錄所需的信號格式，通過輸出接口電路輸出顯示和記錄。
浙公網安備 33018502002127號
