基于单片机的环境监测仪设计
2.1 系统总体结构
为了提高环境监测的实效。减少室外作业量。发挥单片机体积小、功耗低、数据处理能力强的优势。笔者提出一种基于单片机的环境监测仪的设计方案 该设计整体系统包括微处理器模块(16位单片机、日历时钟芯片、复位电路及外围电路)、传感器测量模块(红外传感器、温湿度传感器、气体敏感元件等)、存储器模块(Fjash存储器)、通信模块f串口通信、无线通信)、电源模块等组成,主要完成对空气质量、空气中有机污染物及有关气体进行监测 总体结构框图如图1所示 该仪器可以同时监测气体和可吸人颗粒物浓度。在同一显示屏显示 一台仪器可以同时监测四种参数。该仪器工作方式为自动采样自动分析。测量浓度直接在显示屏上显示。并自动计算日平均、月平均值,可以储存3O天的监测数据(包括日平均、月平均值)。仪器带USB、RS485数据转存接口。可以将储存的数据转存到计算机上。
图1 总体结构框图
2.2 传感器的选取
传感器是决定监测仪精度的关键性元件。必须慎重进行选择。该仪器中传感器的选择主要依据室外工作环境、测量精度、线性度、互换性、灵敏度、响应速度、稳定性、功耗、体积大小等因素综合进行考虑 本监测仪选用的各类传感器分别为:离子敏型传感器ISFET、集成温度传感器TMP35、集成湿度传感器HM1500、气敏传感器MR51l等。这些传感器具备上述优点,同时具有体积小等特点。卜分适宜室外环境监测设备的要求。
2.3 温室气体测量模块
采用MH—410V/D NDIR红外气体传感器对CO,气体进行监测。MH-410V/D NDIR红外气体传感器是一个通用型、智能型、微型传感器。该传感器利用非色散红外(NDIR)原理对空气中存在的c0 进行探测,具有很好的选择性,无氧气依赖性,性能稳定、寿命长。内置温度传感器,可进行温度补偿;MH一410V/D是将成熟的红外吸收气体检测技术与微型机械加工、精良电路设计紧密结合,制作出的小巧型红外气体传感器。
2.4 软件设计
软件运用模块化设计,采用汇编语言与C语言混合编写,包括主程序和中断程序,有初始化模块、数据采集与处理模块、显示模块、中断模块、系统测试与报警模)块。单片机系统上电后,进入初始化程序,完成片内各模块的设置、清LCD存储器、端VI设定等初始化工作,然后转入主程序。开启中断,循环设置低功耗模式并执行空操作。初始化是对外部接口、定时器等部件初始化;传感器模块完成对数据的采集:数据采集和数据处理模块是完成对相关单项测量结果的分析处理:显示模块将监测结果:中断控制模块完成环保数据超标报警或出现异常报警的自诊断功能。
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