【正文】 具、煤氣熱水器、殺蟲(chóng)噴劑化妝品、抽煙、廚房的油煙等等；第二大類物理污染：主要來(lái)自室外及室內(nèi)的電器設(shè)備產(chǎn)生的噪聲、光和建筑裝飾材料產(chǎn)生的放射性污染等；第三大類生物污染：主要來(lái)自寄生于室內(nèi)裝飾裝修材料、生活用品和空調(diào)中產(chǎn)生的螨蟲(chóng)及其它細(xì)菌等。選用價(jià)格低性能穩(wěn)定的元器件。因?yàn)?，成年?70％～ 80％的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)，老弱病殘者在室內(nèi)的時(shí)間更高，可達(dá) 90％以上，而室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量常劣于空曠室外。選用價(jià)格低性能穩(wěn)定的元器件。它的核心是 AT89C51 單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣中有毒有害氣體苯、甲醛、氨氣濃度參數(shù)的采集處理、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警等功能。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注—II—和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。該系統(tǒng)是以室內(nèi)空氣中有毒有害氣體的檢測(cè)為背景，是一種通用性很強(qiáng)的智能室內(nèi)環(huán)保檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮了性價(jià)比。其實(shí)，居室、辦公室、飯店、影劇院、歌舞廳等建筑物室內(nèi)環(huán)境對(duì)人體健康的影響比大氣環(huán)境的影響更大。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮了性價(jià)比?！?—1 緒論 最常見(jiàn)的室內(nèi)污染中國(guó)正式實(shí)施的第一部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中專家把室內(nèi)環(huán)境污染按照污染物的性質(zhì)分為三大類。 室內(nèi)有毒氣體的主要來(lái)源 室內(nèi)環(huán)境中甲醛的來(lái)源及危害1 來(lái)源甲醛是一種無(wú)色、具有刺激性且易溶于水的氣體。據(jù)有關(guān)報(bào)道顯示城市空氣中甲醛的年平均濃度大約是 ～ mg/ ，一般不超過(guò) ，這部分氣體在一些時(shí)候可進(jìn)3m3m入室內(nèi)，是構(gòu)成室內(nèi)甲醛污染的一個(gè)來(lái)源。由于由脲醛樹(shù)脂制成的脲－甲醛泡沫樹(shù)脂隔熱材料有很好的隔熱作用，因此常被制成建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)使室內(nèi)溫度不受室外的影響。在一般情況下，房屋的使用時(shí)間越長(zhǎng)，室內(nèi)環(huán)境中甲醛的殘留量越少；溫度越高，濕度越大，越有利于甲醛的釋放；通風(fēng)條件越好，建筑、裝修材料中甲醛的釋放也相應(yīng)的越快，越有利于室內(nèi)環(huán)境的清潔。3m當(dāng)室內(nèi)空氣中甲醛含量為 mg/ 時(shí)，就有異味和不適感；達(dá)到 mg/ 時(shí)，3 3m可刺激眼睛，引起流淚；達(dá)到 mg/ ，可引起咽喉不適或疼痛。世界衛(wèi)生組織(WHO)工作組曾對(duì)甲醛規(guī)定了它對(duì)嗅覺(jué)、眼睛刺激和呼吸道刺激潛在致癌力的閾值，并指出當(dāng)甲醛的室內(nèi)環(huán)境濃度超標(biāo) 10%時(shí)，就應(yīng)引起足夠的重視。工業(yè)上常把苯、甲苯、二甲苯統(tǒng)稱為三苯，在這三種物質(zhì)當(dāng)中以苯的毒性最大。曾經(jīng)有人對(duì)低濃度苯接觸工人健康狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明：外周血白細(xì)胞數(shù)雖在正常值范圍之內(nèi)，但非常顯著低于對(duì)照組；經(jīng)常性苯接觸工人淋巴細(xì)胞微核率分布高于非苯接觸組，且制苯車(chē)間觀察人群的淋巴細(xì)胞微核率與對(duì)照組比較差異有顯著性；隨作業(yè)環(huán)境苯濃度的增高，白細(xì)胞數(shù)有降低趨勢(shì)，淋巴細(xì)胞微核率有增加的趨勢(shì)。 室內(nèi)環(huán)境氨的來(lái)源及危害在我國(guó)北方地區(qū)，建造住宅樓、寫(xiě)字樓、賓館、飯店等的建筑施工中，常人為地在混凝土里添加高堿混凝土膨脹劑和含尿素的混凝土防凍劑等外加劑，以防止混凝土在冬季施工時(shí)被凍裂，大大提高了施工進(jìn)度。另外隨著人們對(duì)氟氯昂類物質(zhì)破壞臭氧層的認(rèn)識(shí)加深，目前世界范圍內(nèi)已開(kāi)始禁止使用氟氯昂做為制冷劑。氨是無(wú)色氣體，當(dāng)環(huán)境空氣中氨達(dá)到一定濃度時(shí)，才有強(qiáng)烈的刺激氣味。短期內(nèi)吸入大量的氨可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、頭暈、惡心等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)肺水腫或呼吸窘迫綜合癥，同時(shí)發(fā)生呼吸道刺激癥狀。然后 89C51 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理后通過(guò)顯示模塊 128X64 輸出，同時(shí)還可輸出各種報(bào)警信號(hào)。3. 128X64 顯示模塊完成字符、數(shù)字的顯示功能。2. 去耦電路：在印刷電路板的各個(gè)集成電路的電源線端與地線端之間配置去耦電容。4. 光電隔離：在 I/O 通道上采用光電隔離器，將單片機(jī)系統(tǒng)與各種傳感器、開(kāi)關(guān)從電器上隔離開(kāi)來(lái),很大一部分干擾可被阻擋。具體的講,了以在 RAM中埋一些標(biāo)志，在每次程序復(fù)位時(shí)，通過(guò)這些標(biāo)志，可以判斷復(fù)位原因并根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 P0口： P0口為一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8個(gè)TTL門(mén)電流。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） —8— TXD （串行輸出口） （外部中斷0） INT （外部中斷1） T0 （記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） DP3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。 ： 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式1時(shí)， 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 傳感器 傳感器的選型傳感器元件是準(zhǔn)確檢測(cè)甲醛、苯、氨氣氣體濃度的關(guān)鍵?！?— 傳感器的工作原理定電位電解式傳感器通過(guò)測(cè)定氣體在某個(gè)確定電位電解時(shí)所產(chǎn)生的電流來(lái)測(cè)量氣體濃度。傳感器在氧化反應(yīng)中,電化學(xué)反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子流出工作電極。在活性電極和計(jì)數(shù)電極之間的電壓要預(yù)先調(diào)整好,并由一個(gè)外部電壓電路保持,其中參考電極作為電路的反饋控制。 傳感器的基本性能傳感器的基本性能指的是傳感器的基本考核指標(biāo),它反映傳感器的質(zhì)量和性能,但其大多數(shù)性能指標(biāo)要與前置放大器經(jīng)過(guò)較好的匹配才能體現(xiàn)出來(lái)。動(dòng)態(tài)特性是傳感器對(duì)時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性、通常指響應(yīng)時(shí)間。3) 用計(jì)算機(jī)軟件。RCV420 精密 I/V 轉(zhuǎn)換器能將 4mA～20mA 的環(huán)路電流轉(zhuǎn)換成 0～5V 的電壓輸出，—10—作為一種單片集成電路具有可靠的性能和很低的成本，除具有精密運(yùn)放和電阻網(wǎng)絡(luò)外，還集成有 10V 基準(zhǔn)電壓源。圖 2 RCV420 與后繼放大電路 多路轉(zhuǎn)換電路采用集成的 CD4051 芯片實(shí)現(xiàn)多選一的功能,即實(shí)現(xiàn) CPU 對(duì)室內(nèi)空氣中有害氣體甲醛、苯、氨的檢測(cè)值進(jìn)行分時(shí)采集數(shù)據(jù)。其真值表見(jiàn)表 1。它轉(zhuǎn)換速度快，12 位精度一次轉(zhuǎn)換時(shí)間為 25 ，轉(zhuǎn)換速率為 40 。在55℃～+125℃溫度范圍內(nèi)滿足線性要求。CSA0/SC:字節(jié)地址短周期控制端?！?2—CE:使能端。A0=0 時(shí)，啟動(dòng)的是按完整 12 位數(shù)據(jù)方式進(jìn)行的。而當(dāng) A0=0 時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高 8 位，A0=1 時(shí)，輸出 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低 4 位，這四位占一個(gè)字節(jié)的高半字節(jié)，低半字節(jié)補(bǔ)零。REFIN：基準(zhǔn)電源電壓輸入端。AC：數(shù)字地端。 AD574A 的工作模式：以上我們所述的是 AD574A 的全控狀態(tài)，如果需 AD574A工作于單一模式，只需將 CE、12/ 端接至+5V 電源端， 和 A0 接至 0V，僅用8CSR/ 端來(lái)控制 A/D 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)和數(shù)據(jù)輸出。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。4 2MHZ 時(shí)鐘頻率。RS，R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式：表 4 RS，R/W 的配合選擇RS R/W 功能說(shuō)明0 0 MPU 寫(xiě)指令到指令暫存器（IR）0 1 讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)1 0 MPU 寫(xiě)入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）1 1 MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)E 信號(hào)表 5 E 信號(hào)E 狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果高——低 I/O 緩沖 ——DR 配合/W 進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)或指令高 DR——I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高 無(wú)動(dòng)作● 忙標(biāo)志:BF BF =1 表示模塊在進(jìn)行內(nèi)部操作,此時(shí)模=0 時(shí),模塊為準(zhǔn)備狀態(tài),隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)?！? 顯示數(shù)據(jù) RAM（DDRAM）模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 642 個(gè)位元組的空間，最多可控制 4 行 16 字（64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫(xiě)入顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí)，可分別顯示 CGROM 與 CGRAM 的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型(16*8) 、CGRAM 字型及 CGROM 的中文字型，三種字型的選擇，由在DDRAM 中寫(xiě)入的編碼選擇，在 0000H—0006H 的編碼中（其代碼分別是0000、0000000006 共 4 個(gè)）將選擇 CGRAM 的自定義字型，02H —7FH 的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1 以上的編碼將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼 BIG5（A140 —D75F） ，GB（A1A0F7FFH） 。 主程序設(shè)計(jì)主程序主要完成初始化、子程序調(diào)用等功能，主程序流程圖如圖 4 所示。程序流程圖如圖 6 所示?！?0—YNNYNY 開(kāi)始?xì)怏w濃度大于 204？氣體濃度在[80,102]?102mx[1]=80?氣體濃度在[102,204]?返回設(shè)置報(bào)警標(biāo)志位圖 7 報(bào)警程序流程圖結(jié)論—21—結(jié)論一、實(shí)現(xiàn)功能 經(jīng)過(guò)查閱資料，設(shè)計(jì)方案，接口連接等幾個(gè)階段，所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)保測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了所要求的基本功能，基本功能如下：。2. 我們應(yīng)該知道怎樣查閱資料和利用工具書(shū)。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過(guò)的理論知識(shí)起到了回顧作用，并對(duì)其加以進(jìn)一步的鞏固和消化。typedef unsigned int uint。/*使能信號(hào)*/uchar bdata ACB _at_ 0x30。 sbit C_B=P2^5。code uchar CGROMc[]={苯}。 for(b=0。 for(l_l=0。 for(j_j=0。 Rs=0。 E=0。 Rw=0。 }Wdate(uchar m)/*寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)子函數(shù)*/ { do { Rbusy()。 E=1。 P2=0x30。 while(i) { E=1。//設(shè)置最初的工作方式 Wand(0x01)。ad_adr=amp。附錄—28—C_C=0。mx[0]=*ad_adr。pun()。}main() { //堆棧指針設(shè)置 P1=0X00。//開(kāi)始 AD 數(shù)據(jù)采集if(mx[1]=204) { Wand(0x80)。//甲 Wdate(CGROMb[1])。//超 Wdate(CGROMe[1])。//報(bào) Wdate(CGROMa[3])。//超 Wdate(CGROMe[1])。 Wdate(CGROMa[2])。//超 Wdate(CGROMe[1])。//醛 Wdate(CGROMc[0])。//常 }}