室内有害气体监测系统设计

５ Ｏ ＭＨ ｚ ，使 能 Ａ ／ Ｄ采 集 和 中断 功 能，采用 外
部参考 电压 、设置 采样 频率 为 ５ ４ ０ ０ Ｈ ｚ ，设置 Ｉ ／ ０ 引脚 为推挽 输出。 （ ２ ）设置变量 门限值 、采样值 、最大值、 最小值、比较正计数值 、上周期 比较正计数值、 比较 正有效、 比较负计数值 、比较负有效、采
片 内核具有丰 富 的指 令集和 ３ ２个 通用 工作寄 存 器。所 有 的寄存 器都 直接 与运 算逻 辑单 元 （ Ａ Ｌ ｕ） 相连接 ，使得一条指令可以在一个时钟 周期 内同时访 问两个独 立的寄存器。这种结构 大大提 高了代码效率 ，具有 比普通 的 Ｃ Ｉ Ｓ Ｃ微 控 制器 最高 至 １ ０倍 的数据 吞 吐率。如 图 １ 、 图 ２所示 。
（ ３ ）采样 数据处 理 由单片 机周期性 进行 Ａ／ Ｄ转 换，转换完成后触 发中断，在中断处理 程 序 中读 取 Ａ／ Ｄ转换 数据 寄存 器存 储到 “ 采 样值 ”，并置 “ 采样完成 ”标志为 １ （ ４ ）采样值大于 门限值判断 。 （ ５ ）正有效计数检测处理 。
２ ． ３电源模块与声 光报警模块
室 内的有害气体浓度 。
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３信 号处 理流程
（ １ ）硬 件 初 始 化 设 置 关 闭 看 门狗 功 能，使 能 片上 锁相 环 ，设置 内部 工作 时钟 为
（ ９ ）输 出脉冲 复位是检测 到采样值 小于 门限值时 ，置 Ｉ ／ Ｏ输 出为 ０ 。 （ １ ０ ）门限值调整 处理。 （ １ １ ）负有效计数检测处理 。
本 室 内有 害气体 监 测 系统 能 实 时监 测 室 内多种特 定有 害气体 （ 一 氧 化 碳 、 甲烷 、 甲醛 、烟 雾 等） ，监测有 害气体浓度 ，当有 害
Байду номын сангаас气体 浓度 超 出限定 值 时， 系统发
进行监测，保证用户的健康和安全 。
２硬件电路设计
本 系统 主要 由控 制芯 片模 块 、传 感器 模 块、独 立 键盘 模 块、显 示模 块、供 电模块 和 ＧＳ Ｍ 模 块等 组成 ，系统框 图如 图 １所 示。系 统采用 Ａ Ｔ ｍｅ ｇ ａ ｌ ６单片机作为控制核 心，分别 利用一氧化碳传 感器 ＭＱ一 ７采集 室内一氧化碳
结 果 传 输 到 液 晶模 块 并 显 示 ， 液 晶 模 块 显 示 的
数据类型可 以通过独立键 盘来选 择。显示模块 采用 Ｌ Ｃ Ｄ１ ２ ８ ６ ４ ，声光报警模块 采用有源 蜂鸣
Ｒ ＡＭ。电路选 择数据 并行输入 方式 Ｐ Ｓ Ｂ引脚 置 为 高 电平 与 ＶＣＣ引脚 和 Ｂ Ｌ Ａ 引脚 共 同接 ５ Ｖ 电源，Ｇ ＮＤ 引脚 与 ＢＬ Ａ引脚 一 起接 地 ， ４ ￣ ６引脚分 别接 单片机 的 Ｐ Ｂ ０ － Ｐ Ｂ ２端 口， 接 单 片机的 Ｐ Ｂ３端 口，ＤＢ ０ ￣ ＤＢ７引脚接 单片机
在 多任 务 实时测 试 系统 中的应 用 ［ Ｊ ］ ．宇
航 计测技 术 ， ２ ０ ０ ８ ， （ ２ ８ ） ２ ． ［ ２ 】时永 乐 ，王培 勇 ． 基于 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ １ ２ ０的 Ｖ Ｇ Ａ
显示 和激 光打 印 系统 ［ Ｊ 】 ． 单 片机 与嵌入
式系统应 用 ， ２ ０ ０ ６ ， ９ ．
器和 发光 二极管 ，供 电模块采 用 ＵＳ Ｂ供 电， ＧＳ Ｍ 模 块采用 Ｓ Ｉ Ｍ９ Ｏ ０ Ａ。在监测 到浓度 超过
临界值时声光报 警模块 发出警报 ，使用户及时 知道有一种或多种有害气体浓度 超标 。并将数 据等级信 息通过 Ｇ Ｓ Ｍ 模块无线 远程传送 到用
户手机 ，即使用户 不在 仪器附近能够远程监测
的Ｐ Ａｏ ￣ Ｐ Ａ ７端 口。
１ 引 言
目前 有许 多 室 内有害 气体 的监 测仪 器 ，
但这 些仪器大多价格 昂贵 ，操作 复杂，一般只 有专 业检测机构和实验研 究机构才 有。本系统 提供 一种室 内有害气体实时监测系统 ， 功能强、 可靠性好、价格便宜 ，适用 于普 通家居使用 ，
息， ２ ０ １ ２ ， （ ２ ８ ） ７ ．
５结束语
采 用光 电信 号 自适应 处理 的光 电转 换 电 作者简介 路 ，无须 设计成参数可调工作方式 ，只将光 电
彭文 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ，男，重庆市人。３ － － 学硕士 学位 。
向 为 光 电 及 测控 技 术 。
样 完成参数初值 。
（ １ ２ ）采样最 小值检测处理 。
图 ２是利 用 自适应 光 电信 号处 理获 取飞
行 器 旋 转 角 基 准 的信 号 处 理流 程 图 。
［ ３ 】 鲜 果 ，龚 晓 峰 ． 基 于 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ高 速 数 据 采 集 系统 设 计 … ． 微 计 算 机 信
２ ． ２ 显 示 电路
出声光 警报 ，分析 数 据 并判 断环 境 等级 ，再将 数据 等 级信 息通 过 Ｇ Ｓ Ｍ模块发送 到用户手机 ，该 系统 具有 功能 强，体 积 小 ，性 价 比 高
等优点。
浓度 ，利用 醛类 传感器 ＭＱ ． １ ３ ８ 采集 室 内甲醛
及 甲烷浓度 ，利 用 甲烷传感器 ＭＱ一 ２来监测 甲 烷的危害程度 ， 数据采集后直接传送给单片机 ，
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ● 电子技术
室 内有害气体监测 系统设计
文／ 单慧琳 张银胜 李春 刘雅 云
能够对室 内甲醛 、一氧化碳 、天然气 和烟雾等
２ ． １控制模块
控 制 芯 片 采 用 ＡＴ ｍｅ ｇ ａ １ ６单 片 机 ， 该 芯
【 关 键 词 】 实 时 监 测 有 害 气 体 传 感 器 单片机对数据进行 综合 分析处理 ，将处理后 的
Ａ Ｔ ｍ ｅ ｇ ａ１ ６
显 示 模 块 采 用 中 文 字 库 型 液 晶 模 块
Ｌ Ｃ Ｄ１ ２ ８ ６ ４ ，可 显 示 汉 字及 图 形， 内 置 ８ １ ９ ２ 个 中文 汉 字 、 １ ２ ８个 字 符 和 ６ ４ ＊ ２ ５ ６点 阵 显 示