基于单片机对氧气浓度的检测

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基于单片机控制的家用智能制氧机系统研究

基于单片机控制的家用智能制氧机系统研究

基于单片机控制的家用智能制氧机系统研究【摘要】本研究基于单片机控制,设计并实现了一套家用智能制氧机系统。

在系统设计中,我们采用了单片机控制器和氧气浓度传感器等关键硬件,并通过软件设计实现了智能控制功能。

通过功能实现,我们成功实现了氧气流量调节、氧气浓度监测等功能。

系统测试结果表明,该系统具有稳定性和可靠性。

研究成果为家庭氧疗提供了一种智能化解决方案,具有重要的研究意义和应用价值。

存在的问题包括系统成本较高和功能可扩展性有限。

未来,我们将继续优化系统设计,降低成本,增加功能,进一步提升系统性能。

.【关键词】单片机控制、家用智能制氧机、系统研究、引言、研究背景、研究目的、研究意义、系统设计、硬件设计、软件设计、功能实现、系统测试、结论、研究成果、存在问题、展望未来。

1. 引言1.1 研究背景在当前社会,随着人们生活水平的提高和医疗技术的不断进步,家用医疗设备越来越受到人们的关注和重视。

特别是在一些特殊的情况下,如患有呼吸系统疾病或老年人、婴幼儿等需要长期吸氧的人群,家用智能制氧机成为了一种必备的医疗设备。

传统的家用制氧机虽然能够满足基本的吸氧需求,但是在实际使用中存在一些问题,比如操作复杂、耗能高、噪音大等。

基于单片机控制的家用智能制氧机系统应运而生,旨在解决传统制氧机存在的问题并提升用户体验。

通过对这一领域的研究和探索,可以更好地了解家用智能制氧机系统的设计原理和应用方法,为未来的家用医疗设备研发提供参考和借鉴。

本研究旨在探讨如何通过单片机技术实现家用智能制氧机系统的设计与开发,为提升人们生活质量和健康水平做出贡献。

1.2 研究目的家用智能制氧机是一种能够帮助需要氧疗的患者提供稳定氧气供应的设备。

本研究的主要目的在于通过单片机控制技术来设计一个更加智能和高效的家用智能制氧机系统。

具体目的包括:1. 提高家用智能制氧机的控制精度和稳定性,确保患者能够获得稳定的氧气供应,提高治疗效果。

2. 增强家用智能制氧机的人机交互功能,使其更加便捷易用,提高用户体验。

基于单片机的气体检测系统设计

基于单片机的气体检测系统设计

基于单片机的气体检测系统设计ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计The Design of Gas Detection System Based on SCM系(院)名称:电子信息与电气工程学院专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师姓名:指导教师职称:讲师2011 年 5 月毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................... I I 引言 . (1)第一章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计意义 (3)第二章硬件的选择 (4)2.1可燃气体的传感器 (4)2.2 MQ-6的结构和测量电路 (5)2.3 MQ-6气体传感器的技术参数 (6)2.3.1 MQ-6的规格 (6)2.3.2 MQ-6的特点 (8)2.3.3 MQ-6的应用 (8)2.4 芯片的选择 (8)2.5 AT89S52的功能特点 (9)2.6 中央处理器(CPU) (9)2.7 单片机引脚介绍 (9)第三章系统硬件设计 (14)3.1 电源电路 (14)3.2 转换电路 (15)3.2.1 ADC0809原理 (16)3.2.2 ADC0809使用及时序图 (17)3.3 液晶显示驱动模块 (18)3.3.1 LCD1602液晶主要功能 (18)3.3.2 LCD1602液晶引脚和指令功能 (18)3.3.4 LCD1602液晶模块内部的控制器指令 (20)3.3.5 LCD1602液晶时序 (22)3.3.6 LCD1602液晶初始化过程 (23)3.4 时钟电路和复位电路 (23)3.5 报警电路 (25)3.6 硬件电路总图 (26)第四章软件设计 (28)4.1 ADC0809采样时钟软件实现 (28)4.2 可燃气体浓度显示程序 (28)4.3 可燃气体浓度报警程序 (29)4.4 程序流程图 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)基于单片机的气体检测系统设计摘要:随着可燃性气体的种类和应用范围的增加,其使用场所和贮存仓库内的泄漏,火灾爆炸事故日益增多,从安全、环保及经济上考虑,设计一种检测可燃气体自动报警装置的控制器是非常必要的。

基于单片机的一氧化碳浓度监测及报警系统设计毕业论文

基于单片机的一氧化碳浓度监测及报警系统设计毕业论文

基于单片机的一氧化碳浓度监测及报警系统设计毕业论文目录前言 (1)第1章×××××× (2)1.1 ×××××× (2)1.1.1 ×××××× (2)1.1.2 ×××××× (2)1.1.3 ×××××× (4)第2章×××××× (6)2.1 ×××××× (6)2.1.1 ×××××× (6)2.1.2 ×××××× (6)2.2 ×××××× (8)2.2.1 ×××××× (8)第3章×××××× (12)3.1 ×××××× (12)3.1.1 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。

3.1.2 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。

3.2 ×××××× (12)第4章×××××× (29)4.1 ×××××× (29)4.1.1 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。

基于单片机空气质量检测仪设计(毕业设计).

基于单片机空气质量检测仪设计(毕业设计).

基于单片机空气质量检测仪设计摘要随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,人们对环境问题及健康问题日益重视,室内空气品质(IAQ)状况受到越来越多的关注。

人的一生中有三分之二的时间是在居室内度过的。

本文研究的室内便携式智能空气品质监测仪是以室内空气中有毒有害气体的监测监控为背景,是以STC工公司的一款8位超低功耗单片机STC90C51为控制核心,能够实现对室内温度,湿度,VOC气体的实时采集处理、显示、报警等功能。

仪器采用锂电池供电,具有良好的便携性和通用性,并且使用LCD1602点阵式液晶屏显示菜单,有良好的人机对话界面。

同时设计了声光报警系统,实现在参数超标时及时的报警。

室内智能空气品质监测仪体积小,功耗低,操作简单,适合应用于家庭和社区的医疗健康保健,能够实时知道室内空气的质量。

关键词:STC90C51,室内空气品质,LCD显示,温湿度,VOC气体BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER AIRQUALITY TESTER DESIGNABSTRACTWe paid more attention to the environment and health problems especially, indoor air quality (IAQ) conditions with the development of the national economy and the improvement of people's living standard. In that, about two-thirds of people's life spent in the house. In this paper, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor which will be studied in this paper, is on the background of toxic and harmful gases, and based on an STC 8-bit working ultra-low power MCU STC90C51 as control core. It can process, display, and alarm the real-time acquisition indoor temperature, humidity, VOC gas and so on.The instrument is powered by lithium batteries with a good portability and versatility. What’s more, it uses the LCD1602 dot matrix LCD screen to display menu, and has a good interactive interface. At the same time sound and light alarm system is designed to achieve a timely manner when the parameter level exceeds the limit. With the features of small size, low power consumption, operating easily, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor is suitable for family and community health care for its real-time acquisition of indoor air quality.KEY WORDS:STC90C51, IAQ, LCD display, Temperature and humidity, VOC gas目录前言 (1)第1章本课题的主要研究内容、方法及总体设计 (3)§1.1 课题设计的内容 (3)§1.2课题设计的方法 (3)第2章空气质量检测仪的硬件设计 (5)§2.1 空气质量检测仪系统简介 (5)§2.1.1 系统硬件结构及原理 (5)§2.2 STC90C51单片机简介 (5)§2.2.1STC90C51主要性能参数: (6)§2.2.2时钟电路模块 (7)§2.2.3复位电路模块 (7)§2.3传感器的选用 (8)§2.3.1气体传感器 (8)§2.3.2温湿度传感器 (10)§2.4模数转换电路设计 (16)§2.5声光报警电路设计 (18)§2.6液晶显示电路设计 (18)§2.6.1LCD1602的基本参数及引脚功能 (19)§2.6.2LCD1602的指令说明及时序 (20)§2.6.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表 (23)§2.6.4LCD1602的一般初始化过程 (24)§2.7按键电路设计 (25)§2.8电路电源设计 (25)§2.9本章小结 (26)第3章空气质量检测仪的软件设计 (27)§3.1 系统软件设计思路 (27)§3.1.1 编程语言的选择 (27)§3.1.2 软件功能需求 (27)§3.2软件模块设计 (28)§3.2.1主程序模块 (28)§3.2.2AD转换模块 (30)§3.2.3液晶显示模块 (30)§3.2.4声光报警模块 (30)§3.2.5按键模块 (30)§3.3本章小结 (31)第4章仿真调试 (32)§4.1系统硬件调试 (32)§4.1.1 常见的硬件故障 (32)§4.1.2硬件调试方法 (32)§4.2 系统软件调试 (33)§4.3本章小结 (34)结论 (35)§1主要结论 (35)§2展望 (35)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)附录一 (39)附录二 (40)前言一、课题研究的目的及意义空气质量的好坏反映了空气污染程度,它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。

毕业设计(论文)-基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计

毕业设计(论文)-基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计

基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计摘要为了防止事故发生,保障矿工的健康和安全,促进生产发展,提高煤炭企业的经济效益,应对井下的气象进行检测,对可能造成灾害事故的各种有的害气体及矿尘进行及时而准确的检测和严格控制,一旦发生灾变,必须及时救护遇难人员和处理事故。

所有这些都需要有相应的检测仪器和救护装备。

本文介绍了一种基于AT89S51单片机的便携式氧气浓度检测仪的设计与实现。

电化学反应式氧化锆传感器首先将氧气浓度信号转变成电流信号,经调理放大后传送至单片机AT89S51,再经A/D转换后,进行串口输出和现场LED显示。

采用嵌入式串/网口转换器将异步串行485通信信号转换成网络信号,通过局域网或互联网进行有线网络传输,以达到远程监测目的。

本系统主要用于检测空气中的氧气浓度,并将检测数据进行本地和远程两种显示,与此同时还可对测量最大限远程设定,超限现场声音报警。

通过管理软件实现历史数据的显示与检测。

仪器测量电路具有通用性,配合不同气敏元件适当调节参数就可实现对气体的测量。

关键词:氧化锆;AT89S51单片机;ADC0809;报警Oxygen Concentration Control System Design Based onSCMAbstractIn order to prevent accidents, protect the health and safety of miners, to promote the development of production, improve the economic benefits of coal enterprises to deal with underground weather detection, timely and accurate on a variety of disasters may cause some harmful gas and mineral dust testing and strict control, in the event of disaster, ambulance personnel in distress and handling accident must be timely. All of these need to have the appropriate testing equipment and ambulance equipment.This paper introduces the Design and Implementation of 89S51 microcontroller - based portable oxygen concentration detector. The electrochemical reaction of oxygen sensor first oxygen concentration signal into a current signal conditioning zoom send to the microcontroller 89S51 , after A / D converter , serial output and on-site LED display . Embedded string / network port convert asynchronous serial 485 signals into the network signal, the cable network transmission via LAN or the Internet in order to achieve the remote monitoring purposes. This system is mainly used to detect airborne oxygen concentration, and test data for both local and remote display, while also measuring the maximum distance set, transfinite live audio alarm. Management software achieves the displaying and testing of historical data. The instrument measuring circuit is versatile, suitably adjust parameters can be achieved on the measurement of gas with different gas sensors.Keywords:Zirconia;Single-chipAT89S51; ADC0809; Alarm目录摘要 (I)Abstract.............................................................. I I 第一章绪论. (1)1.1 氧气浓度检测的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3主要研究的内容 (3)第二章系统方案论证 (5)2.1 检测方案确定 (5)2.1.1方案介绍 (5)2.1.2方案比较 (6)2.1.3方案确定 (6)2.2 单片机的选择 (7)2.3 显示器的选择 (7)第3章硬件设计 (9)3.1总体设计方案 (9)3.1.1系统框图 (9)3.1.2系统原理与结构 (9)3.2 测氧原理 (10)3.2.1氧化锆测氧原理 (10)3.2.2系统结构及特点 (11)3.2.3氧值运算及输出 (11)3.2.4氧探头的选择及介绍 (11)3.3 A/D转换电路 (11)3.3.1.ADC0809的说明 (12)3.3.2.ADC0809应用说明 (13)3.4 单片机的选择 (14)3.4.1 AT89S51的介绍 (14)3.4.2 AT89S51主要特性 (14)3.4.3 AT89S51管脚说明 (16)3.4.4晶振电路 (19)3.4.5复位电路 (19)3.5报警电路的选择 (20)3.5.1 蜂鸣器介绍 (20)3.5.2报警电路 (21)3.6 静态显示电路 (22)3.6.1 74LS138译码器 (22)3.6.2 74HC4511译码器 (23)3.6.3 数码显示 (26)3.6.4 上拉电阻的选择 (25)3.7按键选择与简介 (26)3.8时钟芯片选择与设计 (26)3.9电源的选择 (28)3.9.1主电源 (28)3.9.2 备用电源 (29)3.10控制单元 (31)3.11网络传输单元 (32)第四章软件设计 (33)4.1软件设计结构 (33)4.2主程序模块的设计 (33)4.3模数转换的设计 (34)4.4按键模块的设计 (35)4.5时钟模块的设计 (36)4.6显示模块的设计 (37)第五章结论 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)第一章绪论1.1 氧气浓度检测的背景和意义在我国,煤炭绝大多数是井下开采,国家重点煤矿也基本属于瓦斯矿井。

基于stm32单片机的最简血氧仪设计

基于stm32单片机的最简血氧仪设计
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设计应用
基于stm32单片机的最简血氧仪设计
吉林四平爱龄奇医院器械信息科 祁维国
【摘要】本文根据目前流行ARM芯片,设计出了一种血氧仪模型,旨在给读者一个利用价廉芯片和有限的器材情况下设计出一种最简单血氧仪的思路和方法,读者可以 在此基础上进行功能扩展,设置出比较成型产品。 【关键词】血氧饱和度;脉率;血红蛋白;数字血氧探头;滤波器
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基于stm32单片机的最简血氧仪设计
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期):
祁维国 吉林四平爱龄奇医院器械信息科
电子世界 Ele
引用本文格式:祁维国 基于stm32单片机的最简血氧仪设计[期刊论文]-电子世界 2014(14)
参考文献 [1]陈明进.脉搏血氧饱和度仪的发展及应用[J].现代医学 仪器与应用,1995,7(1). [2]王作君.无创血氧饱和度测量方法的研究[硕士学位 论文].北京:燕山大学,2005. [3]孙卫新,金捷,郭萍.一种光-频率转换式脉搏血氧仪的 数字处理方法:中国,200610104505.8[P].2006-09-05. [4]戴君伟,王博亮.光电脉搏传感器的研制和噪声分析 [J].现代电子技术学报,2001,22(1):94-95.
一、血氧检测原理 无论是模拟探头还是数字探头都是根据一 个原理即Lambert-Beer定律:被测组分对紫外 光或可见光具有吸收,且吸收强度与组分浓度 成正比。 分别采用波长为660nm的红光和940nm的红 外光,根据氧合血红蛋白(Hb()2)对660nm红光 吸收量较少。而对940nm红外光吸收量较多; 血红蛋白(Hb)则反之,用分光光度法测定红外 光吸收量与红光吸收量之比值,就能确定血红 蛋白的氧合程度。由于皮肤、肌肉、脂肪、静 脉血、色素和骨头等对这两种光的吸收系数是 恒定的,只有动脉血流中的Hb02和Hb浓度随着 血液的动脉周期性的变化,从而引起光电检测 器输出的信号强度随之周期性变化,将这些周 期性变化的信号进行处理,就可测出对应的血 氧饱和度,同时也计算出脉率。氧饱和度表达 式为:氧饱和度%=氧合血红蛋白/(氧合血红蛋 白+去氧血红蛋白)Xl00%。当660nm、940nm的光 透过生物组织后,其吸收可看作搏动吸收与非 搏动吸收之和。交流AC部分为搏动的动脉血所 致,DC部分为恒定吸收.由非搏动的动脉血、 静脉血、组织等吸收所致。由于人体指尖动脉 成分高、组织薄,又比较好测量,所以为测量 的首选部位。 在模拟探头中,由于硬件电路参与了信号 的放大、整形、滤波、自动增益控制、探头检 测等工作,已经把AC信号和DC信号实现分离工 作,所以对后面的CPU处理工作相对简单。在 数字探头中,血氧探头输出的是占空比1:1的 数字脉冲信号,其抗干扰性能相对模拟有很大 改善,同时省去了模数环节,这样对微型化、 低成本、低功耗具有无可比拟的优势, 但怎 样从脉冲信号中得到我们需要的AC和DC就成为 我们设计中核心部分。 二、数字血氧硬件原理 系统硬件如图1所示:

基于单片机的空气质量检测系统设计-正文

基于单片机的空气质量检测系统设计-正文

2系统的硬件电路设计2.1 主控制器电路设计主控芯片是整个系统的数据处理单元。

主控芯片主要负责数据操作、中断响应等各种逻辑指令。

主控芯片的工作频率与整个系统设计相关的内部硬件资源是好还是坏,要充分了解资源需求等系统要求,自行选择适合恰当的控制器。

否则,选择低性能主控芯片可能会影响整个系统性能,并为设计增加额外的困难。

本设计中采用STC89C52单片机最小系统。

STC89C52单片机最小系统具有体积小、质量轻、功能强、功耗低、性价比高等特点。

在本设计整套系统中起到了信号处理实时控制的作用,可以监测按键和采集传感器的各项参数,同时还能驱动LCD1602液晶显示检测到PM2.5浓度数据。

STC89C52单片机最小系统由STC89C52芯片、复位电路、时钟电路及输入/输出端口设备等构成。

STC89C52单片机是美国STC公司开发制造的一种8位微控制芯片,拥有512字节的数据存储空间和8K字节的程序存储空间。

共40个引脚,2个优先级设置,3个十六位强大定时/计数器,4个八位并行I/O端口,5个优质中断源。

STC89C52单片机的时钟引脚为XTAL1 和XTAL2;控制信号的引脚有RST,ALE,PSEN 和EA;I/O端口有P0,P1,P2和P3。

复位电路主要用于协助单片机来实现启动过程,控制单片机工作的起始状态。

在单片机工作过程中,受到外界干扰而出现代码丢失、运行出错或直接死机、停止运行的时候,此时通过复位,单片机内部的烧录代码就会自动重新执行。

复位方式一般分为自动复位和手动按键复位,本设计为了编程的简单化,采用了外部手动按键复位的方式。

STC89C52单片机的P0脚内无上拉电阻,为开漏输出。

所以在本设计中P0脚用作输出端口,需另加上拉电阻以加大输出的驱动能力,本设计采用10K的排阻作为上拉电阻。

时钟电路好比心脏,单片机的工作动力都来源于它。

时钟电路其实本质就是一个晶体振荡电路,提供一个正弦波信号作为基准让单片机进行工作,因此单片机的运行速度及处理能力都是由时钟电路决定。

(完整版)基于单片机空气PM2465浓度检测系统设计毕业设计

(完整版)基于单片机空气PM2465浓度检测系统设计毕业设计

毕业设计(论文)题目:基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计河南科技大学毕业设计开题报告毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于单片机的多功能测氧仪设计

基于单片机的多功能测氧仪设计

收稿日期:2010-05作者简介:王伟(1985 ),男,硕士研究生,主要从事嵌入式系统与控制方面的研究。

基于单片机的多功能测氧仪设计王 伟,董爱华(东华大学信息科学与技术学院,上海201600)摘要:提出一种基于单片机的多功能测氧仪的设计方法,该测氧仪能准确测量空气中氧气的体积分数并实时显示。

当氧气的体积分数超过事先设定的上下限时,系统可报警并及时通过串口和外部设备进行通信。

在测氧仪按键电路和显示电路设计中提出一种复用I/O 口设计方法,使电路得到更好的集成,降低测氧仪成本。

关键词:测氧仪;体积分数;报警;按键显示电路中图分类号:TM 930 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2010)10-0014-03D esign ofM ulti functional Oxygen Anal yzer Based onM icro controller UnitWANG W e,i DONG A i hua(Infor m ation Science and T echno l ogy College ,Donghua U n i versity ,Shangha i 201600,Ch i na)A bstract :A mu lti f u ncti o na loxygen analyzer based on m icro controller un it (MCU )is presented .The oxygen ana lyzer can accurate l y m easure the vo lu m e fraction of oxygen in the a ir ,and d isp lay it i n rea l ti m e .W hen t h e vo l u m e frac tion o f oxygen ex ceeds preset upper or lo w er li m i,t t h e a lar m syste m m ight a lter peop le instantly and co mm un icate w ith external dev ice through the seria l por.t Particu larly ,a m ulti p lex desi g n o f the I/O ports i n keypad and d isplay circuit i spresented so as to i n tegrate t h e circu it and reduce t h e cost of oxygen analyzer .K ey words :oxygen analyzer ;vo l u m e fracti o n ;a lter ;keypad and disp lay circu it1 氧探头的工作原理测氧仪测出的数据是否准确,主要取决于感应装置的优劣,目前我国现有的测氧仪主要采用氧化锆或白金作为测氧的传感器,由于氧化锆对使用环境要求较高,需要在600 ~750 的恒温下才能正常测氧,而白金价格昂贵,因此,这类测氧仪无法做成普及型环境监测仪器。

基于单片机的氧气浓度检测系统设计

基于单片机的氧气浓度检测系统设计

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A B C Biblioteka 当有事 故发生 的时候 ,采用 必要 的检 测仪器 以及设 备进行及 时
处理 ,
在现今 的煤矿 行业 中,矿 井浓度 的检测是 一个 必不缺少 的 重要环 节。传统 模式 的氧 气浓度报 警设备 具有 测量 精度不 精确 的缺点 ,而且矿 井下面 的氧气浓度无 法得 到有效地 控制 ,所 以
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言都是 没有保障 的,所 以为 了保证每 况产业的 经济 效益可 以持
续 发 展 ,在 煤 矿 挖 掘 的过 程 中 就 必 须 要 对 氧 气 浓 度 进 行 检 测 ,
如 果 出现有毒气 体或者 是气体 的浓度 不符 合规定 ,那 么就必 须
要 对 气体 的浓 度进 行重 新 处 理 ,最 终 达 到 减 少 突发 的 意 外 事 故 。

种 基 于基 于单 片机 的氧 气浓度 检 测 系统设 计 。
氧 气 浓度 矿 井
关键 宇 :单 片机
1氧气浓度检测的意义
煤 炭 的 来 源 主 要 是 通 过 地 下 挖 掘 ,我 国 很 多 煤 矿 的 类 型 是
络传输 单元部分 完成 的是 通过 有线传输 的方式将 串 口输 出转为
健康 , 以及舒适 度而言具有很 大的作用 ,0 2在 空气 中所 占据 的
比例 数是 2 0 % ,如果增大氧气浓度到 4 0 0 / o 至7 0 %之 间,另外 再增 加 一些 C 0 2气体 ,在一定 程度上 能大大地 提高 人的感 官体验 。 作为 地下形 式活动 的煤矿行业 , 自身 的生 产条件 以及 自然条件 都具有 很复杂 的因素 ,所 以挖 掘过程 中很容 易出现 瓦斯泄 露以 及 煤气 外泄 的隐患,这对 于工业 的生 产 以及工 人 的生命安全 而

毕业设计(论文)开题报告-基于单片机的血氧饱和度测量仪设计[管理资料]

毕业设计(论文)开题报告-基于单片机的血氧饱和度测量仪设计[管理资料]

中国计量学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名:韩昊学号:0600103229 专业:电气工程及其自动化班级:07电气2班设计(论文)题目:基于单片机的血氧饱和度测量仪设计指导教师:李璟二级学院:机电工程学院2011年 3月 15日一、选题的背景与意义1 研究背景随着社会的进步,人民生活水平逐渐提高,各类心脑血管疾病逐渐呈高发趋势。

在日常生活中及医疗过程中对人体的状态检测及监护病房中患者的体征信号监测,成为一个很现实的课题。

解决这些问题涉及到的一个重要测量参数是肌体的血氧饱和度。

血氧饱和度定义为人体动脉血管中氧合血红蛋白(HbO2)占全体血红蛋白总量的比例[1]。

血氧饱和度是反映人体呼吸系统,血管运输氧能力,及新陈代谢重要的参数。

因此,脉搏血氧饱和度的监测技术已成为现代医疗必不可少的监测手段之一[2][3]。

在现代生理多参数监护仪中,都包含血氧饱和度监测这一模块。

电路结构简单,可靠性好,抗干扰能力强,特别是单片机的引入,使得其性能不断提高,应用范围愈来愈广[2]。

2 发展现状监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合血红蛋白携氧能力进行估计。

在临床实践中,估计动脉氧合的能力常采用的是取动脉血,在数分钟内测量动脉氧分压(Pa02),并计算动脉血氧饱和度(Sa02)。

但这种方法需要动脉穿刺或者插管,对病人有痛苦,并且不能连续监测,在病人处于危险状况时,就不易使病人得到及时的治疗。

因此,一种采用无损光谱学方法连续检测人体的动脉血氧含量的方法应运而生[4]。

脉搏血氧测量仪是无创测量人体内动脉血氧饱和度的光电测量仪器。

脉搏血氧测量仪是基于以下两个基本的物理学原理进行的研究,一是光电比色原理;二是脉搏容积描记法原理。

利用这两个原理筛选出动脉的脉搏波中的血氧饱和度的计算参量[4][5]。

脉搏血氧测量仪可以进行连续的氧合估计,在对病危病人的手术中可以快速提供血氧信息,在对需要连续辅助样治疗的病人可以用于决定氧的需要量,社区医疗的监护过程中及时快速的对SpO2的监测,对中风病人和心肌梗塞等患者的及时发现及时治疗都有非常重要的意义[6]。

基于单片机气体浓度检测系统的设计毕业设计

基于单片机气体浓度检测系统的设计毕业设计

基于单片机气体浓度检测系统的设计1 引言1.1 项目的研究背景随着人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视,室内空气品质状况受到越来越多的关注。

由于现代生活节奏的加快,人们在起居室、办公室等室内环境的滞留时间越来越长。

如果把工作、居住和休闲的时间都加在一起,在西方工业发达国家人们在室内停留的时间己达全天的93%左右,而我国也超过了全天的85%室内空气品质状况直接影响人们的身体健康。

恶劣的室内空气是不良建筑物综合症的主要原因。

美国环境保护局(EPA)与世界卫生组织(WHO)进行的联合调查表明,有大约20%的美国建筑存在严重的室内空气污染,40%有一定程度的室内空气污染,另40%存在轻微或没有室内空气污染[1]。

根据美国环境健康总署的调查,室内主内空气污染常常是室外空气污染浓度的2-3倍,在冬季缺乏通风,使用燃料取暖炉等情况下甚至高达100倍。

一般家庭室内可检测到的污染物多达300种,而有68%的人体疾病与室内空气污染有关。

美国职业安全及健康局的报告认为,在美国,企业因室内空气恶劣而造成的工时损失平均约每人每日14-15分钟[2]。

1.1.1 气体危害现状仅以人类自身来说,其日常生活和生产活动都与周围的大气环境密切相关,大气的变化对人类有极大的影响。

空气中还有有毒气体,会给人类带来灾难。

可燃气体的泄露会引起爆炸和火灾使人类的生命和财产遭受损失。

随着工业规模逐渐扩大,产品的种类不断增多,气体原料和生产过程中的产生的气体种类和数量不断增多,尤其是石油﹑化工﹑煤炭和汽车等工业发展,致使大气污染日益严重。

酸雨﹑温室效应和臭氧层破坏成为严重的环境问题。

环境污染已逐渐影响到人类的生存。

因此,对人类生存和生产环境中的各种气体,气味进行准确的检测和分析是必要的。

近几年的研究注意到,居室的室内污染问题也越来越为突出,严重威胁人体健康。

长期生活和工作在有污染的室内环境中,易出现不适感,症状多为头痛﹑流鼻涕﹑眩晕﹑行动迟缓和记忆力衰退等,世界卫生组织将此种现象称为“致病建筑物综合症”。

基于单片机对氧气浓度的检测

基于单片机对氧气浓度的检测

基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计目录第一章系统方案论证 (4)1.1 检测方案确定 (4)1.1.1方案介绍 (4)1.1.2方案比较 (5)1.1.3方案确定 (5)1.2 单片机的选择 (6)1.3 显示器的选择 (6)第2章硬件设计 (8)2.1总体设计方案 (8)2.1.1系统框图 (8)2.1.2系统原理与结构 (8)2.2 测氧原理 (9)2.2.1氧化锆测氧原理 (9)2.2.2系统结构及特点 (10)2.2.3氧值运算及输出 (10)2.2.4氧探头的选择及介绍 (10)2.3 A/D转换电路 (10)2.3.1.ADC0809的说明 (11)2.3.2.ADC0809应用说明 (12)2.4 单片机的选择 (13)2.4.1 AT89S51的介绍 (13)2.4.2 AT89S51主要特性 (13)2.4.3 AT89S51管脚说明 (15)2.4.4晶振电路 (18)2.4.5复位电路 (18)2.5报警电路的选择 (19)2.5.2报警电路 (20)2.6 静态显示电路 (21)2.6.1 74LS138译码器 (21)2.6.2 74HC4511译码器 (22)2.6.4 上拉电阻的选择 (26)2.7按键选择与简介 (26)2.8时钟芯片选择与设计 (27)2.9电源的选择 (29)2.9.1主电源 (29)2.9.2 备用电源 (30)2.10控制单元 (30)2.11网络传输单元 (31)第三章软件设计 (32)3.1软件设计结构 (32)3.2主程序模块的设计 (32)3.3模数转换的设计 (33)3.4按键模块的设计 (34)3.5时钟模块的设计 (35)3.6显示模块的设计 (36)第四章结论 (37)参考文献 (38)第一章系统方案论证1.1 检测方案确定在目前检测氧浓度的方法中,有很多的方法都可以检测到氧气浓度,比如电化学、顺磁氧、氧化锆方法及超声波流量浓度检测法。

基于单片机的空气质量检测系统

基于单片机的空气质量检测系统

佳木斯大学毕业论文基于单片机的空气质量检测系统学院信息电子技术专业通信工程班级12级1班学籍号12109940619姓名潘琦指导教师田静佳木斯大学2016年6月10日摘要随着工业发展,国民经济日益增长,人民生活指数也在不断提高。

但是给环境却带来不可逆的影响,因为空气质量的恶化,使人类引起一系列呼吸道病症,危害身心健康。

国家政府出台政策,一方面从源头控制污染源,一方面增加空气质量监控。

各大中城市也将PM2.5作为天气预报一项重要指标,时时提醒市民关注环境.本设计就是基于51系列单片机的PM2.5监控预警系统,对环境里的PM2。

5浓度进行实时监控,预警。

本设计以STC89C52单片机为控制核心,用夏普GP2Y1010AU0F传感器实时采集空气中粉尘情况,然后由ADC0832模数转化芯片,将从粉尘传感器采集到的模拟信号转化成数字信号,然后传给单片机进行精确换算,在LCD1602液晶屏显示当前空气粉尘浓度和显示预置报警阈值,按键可以设置系统粉尘报警阈值,蜂鸣器报警模块可在环境PM2。

5浓度超过设置值时进行报警。

本系统电路稳定性高、抗干扰能力强,处理速度快,功耗低,操作简便,实时精准显示,实时反馈环境因素.关键字:PM2.5;单片机;粉尘浓度;GP2Y1010AU0F;报警AbstractWith the industrial development of the national economy growing,people living index is also rising。

But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse。

National government policies,on the one hand to control pollution from the source,on the one hand increase the air quality monitoring。

基于单片机和短消息的淡水养殖溶氧浓度监控系统

基于单片机和短消息的淡水养殖溶氧浓度监控系统
图 1溶 氧 监 控 系统 原 理 图
收稿 日期:2 1一 3 2 0l 0— 7 作者简介 :李珍 ( 9 6一 16 ),女,副教授 , 学士 ,主要从事单片机与 电气控制 的研 究工 作。
第3 卷 3
第8 期
2 1 - ( ) 【 9 01 8上 4 】
、 l
I F =n ADc L / () 1
氧传 感 器 探 头 上 的附 着 物 , 现 探头 的定 时 自动 清 实 洗 ,管理 者可以对冲洗 间隔和冲洗时 间进行设 定 。
通 过 单 片机 P 口连 接 液 晶 显 示 器 , 用 来 显 示 3
测量 值和 设 定值 。
2 MI S 。单 片机 多路 l位AI 换 器 可 以直 接 5 P 2 D转
电压 基 准 、 温 度 传 感 器 、 S MBu / C 、2 全 双 sI 个
由 于 氧 的 溶 解 度 和 大 气 压 力 有 关 ,管理 者 需 通 过
键 盘输 入 当地 的 大 气 压 力 , 由 软 件 完 成 大 气 压 力 的 校 准 。系统 通 过 控 制 气泵 开 关 ,用 气 流 吹 掉 溶
Do: .9 9 ji n 1 0 - 1 4 21 .( ) 1 i1 3 6 / . s .0 9 9 .0 1 8 上 .4 0 s 3
0 引言
在 淡 水 养 殖 中 ,饲 料 的投 放 、疾 病 防 治 、 水 温 、水 中溶 解 氧 浓 度 的 检 测 与 控 制 对 提 高 养 殖 产
模块T 3 。实践证明 , S C5 以G M短消息方式实现远程监控是一种经济 、方便 、可行的方法。
关键词 :单片机 ;GS M;溶解氧 ;T 3 模块 C5
中图分类号 :T 7 P2 7 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 — 1 4 2 1 ) ( ) 0 4 —0 9 0 ( 01 8 上 一 0 9 3 0 3

基于单片机的CO浓度检测及报警专业系统设计与制作

基于单片机的CO浓度检测及报警专业系统设计与制作

基于单片机的CO浓度检测及报警专业系统设计与制作学号:密级:基于单片机的CO浓度检测及报警系统设计与制作学院名称:培黎工程技术学院专业名称:电子信息科学与技术学生姓名:指导教师:二〇一五年五月Design and Manufacture of CO Concentration Detection and Alarm System Based on SCMCollege :School of Bailie Engineering﹠TechnologySubject :Electronic Information Science and TechnologyName :Directed by :May 2015郑重声明本人呈交的学位论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。

本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名:日期:摘要本文是以STC89C52芯片为核心设计制作了一种CO浓度检测及报警系统。

通过CO传感器检测空气中CO浓度,经电路处理实现报警及降低其浓度作用。

该系统主要包括ADC0832模数转换芯片,CO检测,蜂鸣器预警电路,LCD液晶显示电路等。

软件编程采用C语言,具有功耗低,成本低等特点。

关键词:CO检测;单片机;报警系统ABSTRACTA detection and alarm system for CO concentration is designed with STC89C52 chip. It detects concentration of CO in air through carbon monoxide sensors, the role of alarm and reduce its concentration is achieved by circuit.This system mainly consists of ADC0832 chip,detection of CO, buzzer alarm circuit and LCD liquid crystal display circuit.The software is programmed with C language. Therefore,the system is characterized by low power dissipation and low cost.Key words: detection of CO;Single chip microcomputer; alarm system目录第1章绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2 CO检测仪的种类 (2)1.3 设计任务 (2)第2章 CO检测系统硬件设计 (3)2.1 STC89C52单片机简介 (3)2.2单片机最小系统的设计 (5)2.3数据采集系统的简介 (7)2.4模数转换器的简介 (8)2.5按键电路的设计 (9)2.6外围扩充存储器的简介 (10)2.7上拉电阻电路的设计 (10)2.8液晶显示器简介 (11)2.9报警电路的设计 (11)第3章 CO检测系统软件设计 (13)3.1软件设计结构 (13)3.2主程序模块的设计 (14)3.3模数转换的设计 (15)3.4按键模块的设计和时钟模块的设计 (16)3.5液晶显示模块的设计 (18)第4章系统调试及功能实现 (19)4.1总体系统调试 (19)4.1.1软件调试 (19)4.1.2 软件下载 (19)4.2 实物展示 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)第1章绪论1.1课题的背景和意义一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,熔点﹣199℃,沸点﹣191.5℃。

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基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计目录第一章系统方案论证 (4)1.1 检测方案确定 (4)1.1.1方案介绍 (4)1.1.2方案比较 (5)1.1.3方案确定 (5)1.2 单片机的选择 (6)1.3 显示器的选择 (6)第2章硬件设计 (8)2.1总体设计方案 (8)2.1.1系统框图 (8)2.1.2系统原理与结构 (8)2.2 测氧原理 (9)2.2.1氧化锆测氧原理 (9)2.2.2系统结构及特点 (10)2.2.3氧值运算及输出 (10)2.2.4氧探头的选择及介绍 (10)2.3 A/D转换电路 (10)2.3.1.ADC0809的说明 (11)2.3.2.ADC0809应用说明 (12)2.4 单片机的选择 (13)2.4.1 AT89S51的介绍 (13)2.4.2 AT89S51主要特性 (13)2.4.3 AT89S51管脚说明 (15)2.4.4晶振电路 (18)2.4.5复位电路 (18)2.5报警电路的选择 (19)2.5.2报警电路 (20)2.6 静态显示电路 (21)2.6.1 74LS138译码器 (21)2.6.2 74HC4511译码器 (22)2.6.4 上拉电阻的选择 (26)2.7按键选择与简介 (26)2.8时钟芯片选择与设计 (27)2.9电源的选择 (29)2.9.1主电源 (29)2.9.2 备用电源 (30)2.10控制单元 (30)2.11网络传输单元 (31)第三章软件设计 (32)3.1软件设计结构 (32)3.2主程序模块的设计 (32)3.3模数转换的设计 (33)3.4按键模块的设计 (34)3.5时钟模块的设计 (35)3.6显示模块的设计 (36)第四章结论 (37)参考文献 (38)第一章系统方案论证1.1 检测方案确定在目前检测氧浓度的方法中,有很多的方法都可以检测到氧气浓度,比如电化学、顺磁氧、氧化锆方法及超声波流量浓度检测法。

1.1.1方案介绍方案一:氧化锆测氧法原理:稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。

在氧化锆电解质(ZrO管)的两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极。

检测方式是通过导引2管,将被测气体导入氧化锆检测室,再通过加热元件把氧化锆加热到工作温度(650℃以上)。

氧化锆一般采用管状,电极采用多孔铂电极。

方案二:流量浓度原理:在充满流体的管道内,超声脉冲经流体传播,在顺流方向和逆流方向有不同的传播时间,气体流速不同逆流和顺流的时间差就不同,通过时间差就能检测到气体的流速。

浓度的检测也是用同样的超声波脉冲,在二元气体的组分下,两种组分的浓度比不同,超声脉冲在气体中的传播速度也不同。

超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,可制作成非接触及便携式测量仪表,故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

另外,鉴于非接触测量特点,再配以合理的电子线路,一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。

超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。

超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展,现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质,不同场合和不同管道条件的流量测量。

方案三:电化学原理:电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。

典型的电化学传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成,并由一个薄电解层隔开。

气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应,最终到达电极表面。

通过电极间连接的电阻器,与被测气浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。

测量该电流即可确定气体浓度。

1.1.2方案比较氧化锆测氧法:其优点是不受检测气体温度的影响,通过采用不同的导流管可以检测各种温度气体中的氧含量,这种灵活性被运用在许多工业在线检测上。

其缺点是反应时间慢;结构复杂,容易影响检测精度;加热器一般用电炉丝加热,寿命不长。

超声波流量浓度:目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。

目前我国只能用于测量200℃以下的流体。

另外,超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。

这是因为,一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米,而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右,被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10-3数量级.若要求测量流速的准确度为1%,则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现,这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前提下才能得到实际应用的原因。

1.1.3方案确定三种传感器的检测氧气的方式各有优缺点,但在实际制氧机行业应用和测试中,超声波氧气流量浓度传感器具有,寿命长、无消耗、免维护。

尤其是免维护免校准,减少了最终用户对仪器性能的疑问。

其次连续检测,具有流量、浓度同时测量的特点,有助于今后仪器功能的升级。

比如今后流量、浓度数字显示。

经过长期测试,超声波氧气浓度传感器是能够满足制氧机的浓度检测需要。

氧化锆传感器被用于英维康公司,但据相关厂家介绍,定期给最终用户邮寄氧化锆电解池。

电化学传感器虽然检测精度最高,但寿命和经常需要校准的特点不适用于制氧机行业,最终客户没有能力校准。

所以不建议大规模运用。

首先否定电化学测氧浓度,方案定格在氧化锆及超声波流量测氧发。

由于超声波传感器造价昂贵,这与我们的节约理念相悖,而且氧化锆传感器不仅造价低廉,而且工艺简单,适用于大规模生产。

所以此处采用方案一。

1.2 单片机的选择AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

而且AT89S51实现了ISP下载功能,取代了89C系列的下载方式,加之价格低廉,故而此处选用AT89S51单片机来控制。

1.3 显示器的选择目前广泛使用的显示器件主要有LED(二极管显示器)、LCD(液晶显示器)、和VFD(真空荧光管)等。

LED显示器造价低廉,与单片机接口方便灵活,技术易于实现,但只能显示阿拉伯数字和少数字符,通常用于对显示要求不高的场合。

LCD和VFD显示器成本较高,可以显示包括汉字在内的多种字符,甚至是复杂的图形,并且耗电极省,可广泛用于各种终端设备,如PDA、手机、触摸屏等等。

由于此处只要求显示器显示数值,本着节约成本因此选用LED作为显示器件。

第2章硬件设计2.1总体设计方案2.1.1系统框图测量系统由单片机,传感器,AD转换电路,显示电路和控制电路等组成。

图2.1总体设计方案2.1.2系统原理与结构(1)氧气检测调理单元对信号进行采集,转换,放大,输出一个易于检测的电压信号。

(2)处理单元完成对前面单元向其输入信号的AD转换,处理显示,串口输出与存储三方面的实现。

(3)网络传输单元将串口输出转为网口输出并通过有线传输到网络。

(4)现场显示单元从处理单元得到数据后进行显示。

(5)远端处理显示单元将从网络传输单元接收到的网络数据进行实时显示。

(6)报警单元完成超限浓度报警任务,由软件控制其报警值。

(7)电源单元完成对整个系统的供电,需要同时向氧气检测调理单元,处理单元,现场单元显示和报警单元供电。

2.2 测氧原理2.2.1氧化锆测氧原理氧气浓度的高低与氧分压、温度、气体常数等多种因素有关。

氧化锆定氧探头首先把氧分压转换为电压Eo, 温度传感器把室内温度T 转换为温度电压, 送入单片机, 在单片机内进行计算即可得到氧气浓度的大小,即: ⎪⎭⎫ ⎝⎛=RT F E P P a x 04exp (3-1) 式中: P x 为氧分压, 反映氧气浓度的大小; R 为气体常数; F 为Farady 常数; P a 为参考气体中的氧分压, 可以事先用标准仪器测定。

Px 值与设定值进行比较, 可以确定是否启动或停止换气扇。

氧化锫测氧是利用氧化锆浓差电池原理来测定气体中氧含量的电化学分析方法。

如图2示,测氧系统的氧敏感元件——氧化锆元件是由氧化钇或氧化钙稳定的氧化锆材料组成。

在高温条件下,它是良好的氧离子导体。

在理想状态下,当氧化锆元件内、外电极表面氧含量不同时.便形成一个氧浓差电池,产生电池电动势。

图2.2 氧化锆浓差电池原理2.2.2系统结构及特点由测氧原理可知.氧量测量系统重点要考虑的问题有:(1)氧化锆元件两电极间存在浓度差时才会产生差电势,所以测量系统中传感器结构需要考虑把被测气体与空气完全隔绝才能进行准确测量。

(2)氧化锆元件具有在高温条件下才会电解的特性.所以单片机系统除了分析及运算的部分外还要有温度检测及加热控制单元。

2.2.3氧值运算及输出氧量及温度毫伏信号经过放大后与室温信号一同进入通道选择器,由A/D转换模块循环选择进行转换,中央处理单元MCU读取转换结果并计算相应温度及氧量值。

MCU计算结果一路经光电耦合隔离后进入D/A转换变为模拟信号。

再经过V/I转换变为4mA~20mA和0~10mA电流信号输出:另一路MCU输出串行输入到显示驱动专用集成模块后控制4位LED显示测量结果。

2.2.4氧探头的选择及介绍由于需要将氧化锆直接插入检测气氛中,对氧探头的长度有较高要求,一般直插式氧探头的有效长度在500-1000mm左右,特殊的环境长度可达1500mm。

因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构,而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。

因此密封性能是这种氧化锆氧探头的最关键技术之一。

目前国际上最先进的连接方式,是将氧化锆与氧化铝管永久的焊接在一起,其密封性能极佳。

与采样式检测方式比,直插式检测有显而易见的优点:氧化锆直接接触气氛,检测精度高,反应速度快,维护量较小。

氧传感器使用时,引入被测气体的方式有直插式和扩散式两种。

直插式响应时间短,不需要加热器,结构简单,小型轻便,但要求同时检测被测气体的温度。

扩散式由于氧探头的温度由加热器控制,因此测量精度高,工作可靠,但响应时间取决于气体的流量。

直插式氧探头的工作环境恶劣,且对检测精度、工作稳定性和工作寿命都要求较高,采用新的技术,克服了传统氧化锆氧探头的不足。

2.3 A/D 转换电路2.3.1.ADC0809的说明ADC0809是带有8位A/D 转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。

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