基于单片机的环境监测仪设计

基于单片机的环境监测仪设计

2  基于单片机的环境监测仪设计

2.1 系统总体结构

　　为了提高环境监测的实效。减少室外作业量。发挥单片机体积小、功耗低、数据处理能力强的优势。笔者提出一种基于单片机的环境监测仪的设计方案 该设计整体系统包括微处理器模块（16位单片机、日历时钟芯片、复位电路及外围电路）、传感器测量模块（红外传感器、温湿度传感器、气体敏感元件等）、存储器模块（Fjash存储器）、通信模块f串口通信、无线通信）、电源模块等组成，主要完成对空气质量、空气中有机污染物及有关气体进行监测 总体结构框图如图1所示 该仪器可以同时监测气体和可吸人颗粒物浓度。在同一显示屏显示 一台仪器可以同时监测四种参数。该仪器工作方式为自动采样自动分析。测量浓度直接在显示屏上显示。并自动计算日平均、月平均值，可以储存3O天的监测数据（包括日平均、月平均值）。仪器带USB、RS485数据转存接口。可以将储存的数据转存到计算机上。

图1 总体结构框图

2.2 传感器的选取

　　传感器是决定监测仪精度的关键性元件。必须慎重进行选择。该仪器中传感器的选择主要依据室外工作环境、测量精度、线性度、互换性、灵敏度、响应速度、稳定性、功耗、体积大小等因素综合进行考虑 本监测仪选用的各类传感器分别为：离子敏型传感器ISFET、集成温度传感器TMP35、集成湿度传感器HM1500、气敏传感器MR51l等。这些传感器具备上述优点，同时具有体积小等特点。卜分适宜室外环境监测设备的要求。

2.3 温室气体测量模块

　　采用MH—410V／D NDIR红外气体传感器对CO，气体进行监测。MH-410V／D NDIR红外气体传感器是一个通用型、智能型、微型传感器。该传感器利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的c0 进行探测，具有很好的选择性，无氧气依赖性，性能稳定、寿命长。内置温度传感器，可进行温度补偿；MH一410V／D是将成熟的红外吸收气体检测技术与微型机械加工、精良电路设计紧密结合，制作出的小巧型红外气体传感器。

2.4 软件设计

　　软件运用模块化设计，采用汇编语言与C语言混合编写，包括主程序和中断程序，有初始化模块、数据采集与处理模块、显示模块、中断模块、系统测试与报警模）块。单片机系统上电后，进入初始化程序，完成片内各模块的设置、清LCD存储器、端VI设定等初始化工作，然后转入主程序。开启中断，循环设置低功耗模式并执行空操作。初始化是对外部接口、定时器等部件初始化；传感器模块完成对数据的采集：数据采集和数据处理模块是完成对相关单项测量结果的分析处理：显示模块将监测结果：中断控制模块完成环保数据超标报警或出现异常报警的自诊断功能。