基于單片機(jī)的環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)計(jì)

2 基于單片機(jī)的環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　為了提高環(huán)境監(jiān)測的實(shí)效。減少室外作業(yè)量。發(fā)揮單片機(jī)體積小、功耗低、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的優(yōu)勢。筆者提出一種基于單片機(jī)的環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計(jì)方案 該設(shè)計(jì)整體系統(tǒng)包括微處理器模塊（16位單片機(jī)、日歷時(shí)鐘芯片、復(fù)位電路及外圍電路）、傳感器測量模塊（紅外傳感器、溫濕度傳感器、氣體敏感元件等）、存儲(chǔ)器模塊（Fjash存儲(chǔ)器）、通信模塊f串口通信、無線通信）、電源模塊等組成，主要完成對空氣質(zhì)量、空氣中有機(jī)污染物及有關(guān)氣體進(jìn)行監(jiān)測 總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示 該儀器可以同時(shí)監(jiān)測氣體和可吸人顆粒物濃度。在同一顯示屏顯示 一臺(tái)儀器可以同時(shí)監(jiān)測四種參數(shù)。該儀器工作方式為自動(dòng)采樣自動(dòng)分析。測量濃度直接在顯示屏上顯示。并自動(dòng)計(jì)算日平均、月平均值，可以儲(chǔ)存3O天的監(jiān)測數(shù)據(jù)（包括日平均、月平均值）。儀器帶USB、RS485數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存接口。可以將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)上。

圖1 總體結(jié)構(gòu)框圖

　　2.2 傳感器的選取

　　傳感器是決定監(jiān)測儀精度的關(guān)鍵性元件。必須慎重進(jìn)行選擇。該儀器中傳感器的選擇主要依據(jù)室外工作環(huán)境、測量精度、線性度、互換性、靈敏度、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性、功耗、體積大小等因素綜合進(jìn)行考慮 本監(jiān)測儀選用的各類傳感器分別為：離子敏型傳感器ISFET、集成溫度傳感器TMP35、集成濕度傳感器HM1500、氣敏傳感器MR51l等。這些傳感器具備上述優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有體積小等特點(diǎn)。卜分適宜室外環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的要求。

　　2.3 溫室氣體測量模塊

　　采用MH—410V／D NDIR紅外氣體傳感器對CO，氣體進(jìn)行監(jiān)測。MH-410V／D NDIR紅外氣體傳感器是一個(gè)通用型、智能型、微型傳感器。該傳感器利用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的c0 進(jìn)行探測，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，性能穩(wěn)定、壽命長。內(nèi)置溫度傳感器，可進(jìn)行溫度補(bǔ)償；MH一410V／D是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術(shù)與微型機(jī)械加工、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器。

　　2.4 軟件設(shè)計(jì)

　　軟件運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，采用匯編語言與C語言混合編寫，包括主程序和中斷程序，有初始化模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、顯示模塊、中斷模塊、系統(tǒng)測試與報(bào)警模）塊。單片機(jī)系統(tǒng)上電后，進(jìn)入初始化程序，完成片內(nèi)各模塊的設(shè)置、清LCD存儲(chǔ)器、端VI設(shè)定等初始化工作，然后轉(zhuǎn)入主程序。開啟中斷，循環(huán)設(shè)置低功耗模式并執(zhí)行空操作。初始化是對外部接口、定時(shí)器等部件初始化；傳感器模塊完成對數(shù)據(jù)的采集：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理模塊是完成對相關(guān)單項(xiàng)測量結(jié)果的分析處理：顯示模塊將監(jiān)測結(jié)果：中斷控制模塊完成環(huán)保數(shù)據(jù)超標(biāo)報(bào)警或出現(xiàn)異常報(bào)警的自診斷功能。