便攜式語音環(huán)境參數(shù)測試儀設(shè)計

1 引言
人們健康意識和環(huán)保意識的逐漸增強使環(huán)境參數(shù)及其對身體的影響日益受到關(guān)注。然而現(xiàn)實生活中人們常常身處煤氣、香煙、酒精等有害氣體的包圍之中，但因沒有合適的測量儀器或因?qū)I(yè)的測量儀器過于昂貴而不能方便地得知身邊環(huán)境中的各種參數(shù)值，因而無法知曉環(huán)境參數(shù)是否會對身體或環(huán)境構(gòu)成危害。這里介紹一種多功能環(huán)境測量儀的設(shè)計方法，該測量儀廉價、實用、便攜，并有語音播報測量值及有害氣體越限報警等多種功能。

2 總體結(jié)構(gòu)與工作原理
該測量儀以凌陽16位單片機SPCE061A為控制核心，光線、溫度、濕度、氣體傳感器將獲得的環(huán)境信息量轉(zhuǎn)換為模擬電信號，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號后交由CPU處理；CPU實時計算測量值并將結(jié)果送液晶顯示器顯示，同時進行語音播報。
設(shè)有鍵盤、紅外接收電路、人工復(fù)位和自動上電復(fù)位以及硬件看門狗電路。SPCE061A內(nèi)部帶有A／D、D／A轉(zhuǎn)換模塊，可以方便地實現(xiàn)模／數(shù)轉(zhuǎn)換和語音播報功能。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 硬件電路設(shè)計
3．1 溫度光線模塊
溫度傳感器采用R450型負熱電阻，光線傳感器采用高靈敏度光敏電阻，該溫度傳感器和光線傳感器線性化較好，尤其在室內(nèi)環(huán)境下，且阻值隨外界物理量的變化較明顯，因而可省去中間放大電路直接與單片機10A端口相連。光線溫度測量模塊電路如圖2所示。整個電路由6 V電池供電，2 V的穩(wěn)壓管為A/D轉(zhuǎn)換電路提供2 V基準電壓．可調(diào)電阻R1用來校準由溫漂和電源電壓降低引起的基準電壓的降低，R4與R6串聯(lián)，光線強度的變化通過風分壓值的變化反應(yīng)，并輸入到單片機的 IOAO端口，進行A/D轉(zhuǎn)換。IOA端口設(shè)置為懸浮輸入口，在單片機中定義變量iLM，光線測量得到的電壓數(shù)據(jù)存放在iLM中，并根據(jù)iLM判斷光線太強、太弱還是柔和。每1 ms取1次A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，共取10次是為在100 Hz的自然光的一個周期中都能取到數(shù)據(jù)。取10次測量平均值查表得到光強。溫度測量與光線測量原理基本相同。該模塊電路原理如圖2所示。