基于S3C44B0x的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測儀設(shè)計

1 引言

　　目前，困擾人們?nèi)粘Ｉ畹氖覂?nèi)空氣質(zhì)量問題主要有兩種：

　?。?）由于房屋裝修、玩具、殺蟲噴霧劑等帶來的有害氣體，如甲醛、揮發(fā)性有機物（VOCs：包含苯系物）等致癌物質(zhì)；

　?。?）人們?nèi)粘Ｉ钪杏捎诖中幕蛟O(shè)備故障引起的有害氣體泄露，如水煤氣、天然氣、液化石油氣等的泄露給人體帶來危害。因此，有必要設(shè)計一種集這兩方面有害氣體監(jiān)測為一體的便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測儀（IAQ Monitoring System），及時、準(zhǔn)確、有效地對生活壞境中這類有害氣體進(jìn)行檢測并報警，提醒人們做出一定措施。不僅能有效地保護(hù)人們的健康，甚至能夠讓很多家庭災(zāi)難得以避免。

　　該系統(tǒng)采用Samsung 公司的S3C44B0x 微處理器芯片作為硬件核心，選用μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)作為嵌入式軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。S3C44B0x 芯片內(nèi)集成了ARM7TDMI 核，并在ARM7TDMI 核基本功能的基礎(chǔ)上集成了豐富的外圍功能模塊，便于低成本設(shè)計嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。μC/OS-Ⅱ是一個完整的、源碼公開的、可移植、固化、裁剪的占先式實時多任務(wù)內(nèi)核。其中μC/OS-ⅡV2.52 通過了美國航天管理局（FAA）的安全認(rèn)證，可以用于飛機、航天器等與人生命攸關(guān)的控制系統(tǒng)中，是值得放心使用的操作系統(tǒng)。實踐結(jié)果證明，該監(jiān)測儀操作簡單，工作穩(wěn)定可靠，成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計

　　由于嵌入式操作系統(tǒng)屏蔽掉了很多底層硬件的復(fù)雜信息，在開發(fā)的過程中，通過操作系統(tǒng)提供的API 函數(shù)便可以完成大部分工作，可以簡化開發(fā)過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以該監(jiān)測儀選用采用嵌入式操作系統(tǒng)。

　　嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)由硬件層、中間層、軟件層、功能層組成，各層的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖1 所示。其中板級支持包（BSP）或稱硬件抽象層（HAL）的功能在于將系統(tǒng)軟件和底層硬件部分隔離，一般具有相關(guān)硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作、硬件設(shè)備的配置等功能。

　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　3.1 系統(tǒng)硬件基本架構(gòu)

　　系統(tǒng)硬件主要由兩大部分組成：

　　（1）針對該氣體監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器陣列電路，其中包括傳感器加熱電路、傳感器信號采集電路；