基于單片機的環境監測儀設計

2 基于單片機的環境監測儀設計

　　2.1 系統總體結構

　　為了提高環境監測的實效。減少室外作業量。發揮單片機體積小、功耗低、數據處理能力強的優勢。筆者提出一種基于單片機的環境監測儀的設計方案 該設計整體系統包括微處理器模塊（16位單片機、日歷時鐘芯片、復位電路及外圍電路）、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）、存儲器模塊（Fjash存儲器）、通信模塊f串口通信、無線通信）、電源模塊等組成，主要完成對空氣質量、空氣中有機污染物及有關氣體進行監測 總體結構框圖如圖1所示 該儀器可以同時監測氣體和可吸人顆粒物濃度。在同一顯示屏顯示 一臺儀器可以同時監測四種參數。該儀器工作方式為自動采樣自動分析。測量濃度直接在顯示屏上顯示。并自動計算日平均、月平均值，可以儲存3O天的監測數據（包括日平均、月平均值）。儀器帶USB、RS485數據轉存接口。可以將儲存的數據轉存到計算機上。

圖1 總體結構框圖

　　2.2 傳感器的選取

　　傳感器是決定監測儀精度的關鍵性元件。必須慎重進行選擇。該儀器中傳感器的選擇主要依據室外工作環境、測量精度、線性度、互換性、靈敏度、響應速度、穩定性、功耗、體積大小等因素綜合進行考慮 本監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點，同時具有體積小等特點。卜分適宜室外環境監測設備的要求。

　　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，氣體進行監測。MH-410V／D NDIR紅外氣體傳感器是一個通用型、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 進行探測，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，性能穩定、壽命長。內置溫度傳感器，可進行溫度補償；MH一410V／D是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術與微型機械加工、精良電路設計緊密結合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器。

　　2.4 軟件設計

　　軟件運用模塊化設計，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、數據采集與處理模塊、顯示模塊、中斷模塊、系統測試與報警模）塊。單片機系統上電后，進入初始化程序，完成片內各模塊的設置、清LCD存儲器、端VI設定等初始化工作，然后轉入主程序。開啟中斷，循環設置低功耗模式并執行空操作。初始化是對外部接口、定時器等部件初始化；傳感器模塊完成對數據的采集：數據采集和數據處理模塊是完成對相關單項測量結果的分析處理：顯示模塊將監測結果：中斷控制模塊完成環保數據超標報警或出現異常報警的自診斷功能。