多參數(shù)室內(nèi)環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

作者：楊建華鄧豆豆聶光濤時間：2014-08-26 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：針對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與人們的健康和工作效率密切相關(guān)的情況，設(shè)計了一種多參數(shù)多采集點室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主要包括單片機系統(tǒng)、FPGA數(shù)據(jù)采集電路、傳感器信號調(diào)理電路等。軟件包括單片機硬件驅(qū)動程序、FPGA數(shù)字邏輯設(shè)計和基于VB的上位機應(yīng)用程序。實驗結(jié)果表明：系統(tǒng)工作穩(wěn)定，誤差在設(shè)計允許范圍內(nèi)。　　引言　　隨著經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對各種室內(nèi)環(huán)境的要求也越來越高。傳統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備實時性差、精度低、體積大、功耗大，難以適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的要求。基于以上背景，本文設(shè)計了

　　而EP1C12Q240C8穩(wěn)定工作需要3.3V和1.5V的電壓，需進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。本設(shè)計中采用低功耗的電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117，它可以提供多個穩(wěn)定電壓輸出，外圍電路簡單，精度高，提供電流限制和熱保護(hù)等功能。轉(zhuǎn)換電路如圖4所示。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/262218.htm

　　2.4 采集信號調(diào)理電路設(shè)計

　　由于一氧化碳和甲醛傳感器輸出信號較弱，所以在處理之前應(yīng)先進(jìn)行放大。本設(shè)計中，一氧化碳傳感器采用TGS2442，輸出電流信號范圍為0.45~15µA。甲醛傳感器采用ME3M-CH20，輸出電流范圍為0~20µA，在調(diào)理電路中，需將這兩個電流信號經(jīng)過采樣電阻為1kΩ的精密電阻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，再對此電壓信號進(jìn)行調(diào)理。本設(shè)計采用AD620對信號進(jìn)行放大，AD620具有高精度、低失調(diào)電壓和低失調(diào)漂移等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計中。信號調(diào)理電路設(shè)計如圖5所示。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　3.1 軟件總體設(shè)計

　　根據(jù)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計要求，系統(tǒng)軟件程序主要實現(xiàn)以下功能：6項被測數(shù)據(jù)的檢測、處理和顯示。軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。

　　系統(tǒng)選用C語言編寫程序，程序設(shè)計首先對傳感器、FPGA、單片機、按鍵、液晶顯示和上位機顯示等進(jìn)行初始化。FPGA控制啟動數(shù)據(jù)采集，AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后進(jìn)行處理并存儲在FPGA內(nèi)部設(shè)計的RAM中，單片機讀取RAM中的信號并顯示，當(dāng)某一項數(shù)據(jù)超出設(shè)定指標(biāo)后啟動報警程序并發(fā)出警報聲，用戶對警報做出應(yīng)對措施后，恢復(fù)正常。具體流程如圖7所示。