多参数室内环境智能监测系统设计
编者按： 摘要：针对室内环境质量与人们的健康和工作效率密切相关的情况，设计了一种多参数多采集点室内环境监测系统。系统硬件主要包括单片机系统、FPGA数据采集电路、传感器信号调理电路等。软件包括单片机硬件驱动程序、FPGA数字逻辑设计和基于VB的上位机应用程序。实验结果表明：系统工作稳定，误差在设计允许范围内。 引言 随着经济持续快速发展，人们的生活水平不断提高，对各种室内环境的要求也越来越高。传统的室内环境监测设备实时性差、精度低、体积大、功耗大，难以适应现代经济发展的要求。基于以上背景，本文设计了
而EP1C12Q240C8稳定工作需要3.3V和1.5V的电压，需进行电压转换。本设计中采用低功耗的电压转换芯片LM1117，它可以提供多个稳定电压输出，外围电路简单，精度高，提供电流限制和热保护等功能。转换电路如图4所示。
2.4 采集信号调理电路设计
由于一氧化碳和甲醛传感器输出信号较弱，所以在处理之前应先进行放大。本设计中，一氧化碳传感器采用TGS2442，输出电流信号范围为0.45~15µA。甲醛传感器采用ME3M-CH20，输出电流范围为0~20µA，在调理电路中，需将这两个电流信号经过采样电阻为1kΩ的精密电阻器转变为电压信号，再对此电压信号进行调理。本设计采用AD620对信号进行放大，AD620具有高精度、低失调电压和低失调漂移等优点，被广泛应用于工程设计中。信号调理电路设计如图5所示。
3 系统软件设计
3.1 软件总体设计
根据系统总体方案的设计要求，系统软件程序主要实现以下功能：6项被测数据的检测、处理和显示。软件结构框图如图6所示。
系统选用C语言编写程序，程序设计首先对传感器、FPGA、单片机、按键、液晶显示和上位机显示等进行初始化。FPGA控制启动数据采集，AD转换，转换完成后进行处理并存储在FPGA内部设计的RAM中，单片机读取RAM中的信号并显示，当某一项数据超出设定指标后启动报警程序并发出警报声，用户对警报做出应对措施后，恢复正常。具体流程如图7所示。
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