【正文】 空氣品質(zhì)[11]。(3)氨(NH3)是一種無(wú)色而具有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體，比空氣輕()。二是要有較高的性價(jià)比。不足之處是必須在高溫下工作、對(duì)氣體或氣味的選擇性差、元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不理想、功率高等方面。(7)光學(xué)式氣體傳感器光學(xué)式氣體傳感器主要包括紅外吸收型、光譜吸收型、熒光型等等，主要以紅外吸收型為主。相對(duì)于選擇性而言,由于每一種目標(biāo)氣體都有其各自獨(dú)特的電解電壓,因而傳感器的響應(yīng)可以得到進(jìn)一步優(yōu)化。在與穩(wěn)定的流量、無(wú)吸附特性的氣路、設(shè)計(jì)合理的前置放大器達(dá)到最佳匹配后,響應(yīng)時(shí)間、線性度和測(cè)量重復(fù)性都等達(dá)到很好的效果。該芯片包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件。(G),最高增益可以達(dá)到1000，從而給用戶帶來(lái)極大的方便。輸入放大器用來(lái)將差動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換成單端電壓，它還對(duì)前面兩個(gè)輸入放大器輸出的共模信號(hào)起到抑制作用。A、B、C地址輸入線ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。當(dāng)輸出電流較大時(shí)，7805應(yīng)配上散熱板。軟件抗干擾措施提高了系統(tǒng)的可靠性。上電后液晶顯示“HELLO IAQ MONITOR”，以便檢測(cè)電路是否正確；當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下后，分別按照按鍵功能顯示三種氣體濃度以及溫濕度顯示。 ，現(xiàn)代空調(diào)都是針對(duì)空氣溫濕進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以將本設(shè)計(jì)加入空調(diào)內(nèi)部，使其既能控制溫濕度，還可以對(duì)空氣中的各種氣體進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)控制“新風(fēng)系統(tǒng)”改善空氣各方面的質(zhì)量。// allow interrupt ext0 IT0=1。 for(i=0。//判斷LCD是否忙碌rs = 0。ep = 0。// 設(shè)置顯示位置i = 0。i++){if(i==1) {lcd_pos(7)。i=PC8255。lcd_pos(0x01)。//設(shè)置顯示位置i = 0。\039。//顯示字符i++。){lcd_wdat(dis7[i])。//01101010。 SHT11_DATA=1。 Delay()。 Delay()。 Delay()。 SHT11_Sendbyte(dat)。 }/********************************函數(shù)功能:將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)溫度轉(zhuǎn)換公式T=d1+d2*SOt 公式中的參數(shù)d1=40,d2= ********************************/float SHT11_Convert_Tempeture12bit(uint dat){ float tempeture1。 hum2=SHT11_Convert_Humidity8bit(hum1,tem2)。i0。 case 1: TEM[0]=shuju1%10。 tem1=SHT11_Measure(TEM_TEST,0x0c。 SHT11_End()。 Delay()。 Delay()。}/****檢測(cè)溫濕度檢測(cè)是否完畢*****/void SHT11_Test_Finish(){ while(SHT11_DATA==1)。 for(i=0。i) for(j=112。 }void bell_judgeNH3(){if(den2) bell()。lcd_pos(0x01)。//設(shè)置顯示位置i = 0。//清屏delay(1)。 P15=1。break。)。//顯示字符i++。\039。}/****設(shè)定顯示位置子程序*******/void lcd_pos(uchar pos){lcd_wcmd(pos | 0x80)。 0x80)。delay(1)。//00010101 P13=0。2．由于室內(nèi)各種環(huán)境因子相互影響，而本系統(tǒng)的控制輸出僅為簡(jiǎn)單的百分比信號(hào)量，這顯然不能滿足高精度的控制要求，應(yīng)引入模糊算法，專家系統(tǒng)等技術(shù)以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的智能決策水平。系統(tǒng)上電后，對(duì)單片機(jī)、ADC0809進(jìn)行初始化，開單片機(jī)總中斷，外部中斷0，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后，進(jìn)入中斷子程序讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在全局變量中，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、計(jì)算與處理，以便以后單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)LCD的顯示處理。軟件設(shè)計(jì)中包含有：主程序模塊、顯示模塊、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊、聲光報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、中斷處理模塊等。、易維護(hù)性。在每次上電之后都應(yīng)使芯片處于復(fù)位狀態(tài)，即給RST一個(gè)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平位觸發(fā)信號(hào)。由放大電路出來(lái)的信號(hào)約為0~5V，滿足A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的0~5V的輸入要求[22]。AD623主要用于低功耗醫(yī)用儀表放大器、傳感器接口、熱電偶放大器、工業(yè)過(guò)程控制、低功耗數(shù)采系統(tǒng)及差動(dòng)放大器。氣體傳感器的輸出信號(hào)范圍為0~5μA，考慮到所測(cè)信號(hào)的變化速度比較慢，一般為10~20秒左右。SHT11具有以下特點(diǎn)：，將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上；，接口簡(jiǎn)單，支持CRC傳輸校驗(yàn)．傳輸可靠性高；，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器(分辨率為8～12位，可以通過(guò)對(duì)芯片內(nèi)部寄存器編程來(lái)選擇)；，由于同時(shí)集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y(cè)量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能；(7．62 mm5．08 mm2．5 mm)，測(cè)量和通信結(jié)束后，自動(dòng)轉(zhuǎn)入低功耗模式；，采用CMOSens工藝，測(cè)量時(shí)可將感測(cè)頭完全浸于水中[19]。 (3)響應(yīng)時(shí)間該指標(biāo)是指從傳感器接受到被分析氣體起計(jì)到達(dá)到響應(yīng)值的90%,亦即t90所需的時(shí)間。在還原反應(yīng)中,電化學(xué)反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子流向工作電極。選擇性，靈敏度高于半導(dǎo)體而壽命又長(zhǎng)于電化學(xué)，所以也得到了很多的應(yīng)用，不足之處就是響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。其中89S52的P0口做擴(kuò)展用，P1口做通道選擇，P2口控制LCD1602顯示。若被測(cè)室內(nèi)空氣中甲醛、苯、氨的濃度某種有超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)定的危險(xiǎn)值時(shí)報(bào)警電路對(duì)應(yīng)的發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。苯具有易揮發(fā)、易燃、蒸氣有爆炸性的特點(diǎn)。更何況某些附加功能隨著時(shí)間的推移,效果會(huì)越來(lái)越差,有的甚至不起作用,因此,開窗通風(fēng)換氣還是改善室內(nèi)空氣品的重要手段。(1)化學(xué)分析方法主要采用空氣取樣，通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)方法，測(cè)定待測(cè)的污染物濃度。儀器采用鋰電池供電，具有良好的便攜性和通用性，并且使用LCD點(diǎn)陣式液晶屏顯示菜單，有良好的人機(jī)對(duì)話界面。這種傳感器可以不需要對(duì)樣品進(jìn)行任何處理就可以測(cè)定，但易受水分子的影響而使晶體震動(dòng)頻率發(fā)生漂移，故基本無(wú)實(shí)用性。IAQ在健康方面的影響：美國(guó)環(huán)保署(EPA)調(diào)查表明:在美國(guó)，IAQ問(wèn)題是有關(guān)全民健康的首要問(wèn)題之一，受其影響的美國(guó)人口多達(dá)3000萬(wàn)，造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)了400億美元/年，這些數(shù)字令人觸目驚心[1]；加拿大衛(wèi)生組織調(diào)查表明：68%的疾病與室內(nèi)環(huán)境污染有關(guān)，其中80%~90%的癌癥與居住環(huán)境和生活習(xí)慣有關(guān)。本文研究的室內(nèi)便攜式智能空氣品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀是以室內(nèi)空氣中有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)監(jiān)控為背景，是以ATMEL工公司的一款8位超低功耗單片機(jī)AT89S52為控制核心，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度，濕度，甲醛，苯和氨的實(shí)時(shí)采集處理、顯示、報(bào)警等功能。IAQ在工作效率及社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的影響：美國(guó)“職業(yè)安全及健康管理局”估計(jì)因室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量惡劣而導(dǎo)致每個(gè)員工每天損失1415分鐘的工作時(shí)間，不僅損失了生產(chǎn)力，使成本上升，而且也導(dǎo)致醫(yī)療費(fèi)用的增多影響整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)利益。這些儀器可實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體的檢測(cè)功能，適用于專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)研究機(jī)構(gòu)。 在20世紀(jì)70年代末期，認(rèn)為IAQ代表一系列污染物濃度的指標(biāo)，采用通風(fēng)換氣等手段稀釋污染物濃度，使危害降低。即使在較寒冷的冬季,也最好能開一些窗戶,使室外的新鮮空氣能進(jìn)入室內(nèi)。室內(nèi)污染物種類繁多，不可能逐一測(cè)量，研究的思路是用一個(gè)典型的污染物來(lái)代表一類污染物，這種污染物稱為評(píng)價(jià)指標(biāo)。氨是一種堿性物質(zhì)，它對(duì)接觸的皮膚組織有腐蝕和刺激作用。由于MCS51系列在我國(guó)使用最廣且該系列的資料和能夠兼容的外圍芯片也比較多，特別是ATMEL公司2003年推出的新一代89S系列單片機(jī)，故本文采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)作為本系統(tǒng)控制單元的核心部件。(2)半導(dǎo)體傳感器需要加熱的原因半導(dǎo)體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。由于不同氣體對(duì)紅外波吸收程度不同，通過(guò)測(cè)量紅外吸收波長(zhǎng)來(lái)監(jiān)測(cè)氣體。傳感器的輸出是一個(gè)正比于氣體濃度的線性電流差。(5)抗干擾性由結(jié)構(gòu)和原理所決定,定電位電解傳感器是存在交叉反應(yīng)的,合理的電極電位可以使其減小到最低程度,這是主動(dòng)的方法。這兩個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該電信號(hào)首先進(jìn)入微弱信號(hào)放大器進(jìn)行放大；然后進(jìn)入一個(gè)14位的A/D轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過(guò)二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號(hào)。由于AD623電路結(jié)構(gòu)中的三個(gè)運(yùn)放輸出擺幅都能達(dá)到任一電源限，而且其共模電壓范圍可擴(kuò)展到負(fù)電源限以下，所以提高了AD623的輸出信號(hào)范圍。ADC0809的時(shí)序接口為51系列單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)總線接口，操作方便，如同對(duì)存儲(chǔ)器或I/O操作一樣，A/D轉(zhuǎn)換精度為8比特，滿足本課題要求。 本章首先介紹了便攜式室內(nèi)空氣品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的硬件結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)功能，該儀器以8位單片機(jī)AT89S52作為控制核心，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，完成了有毒氣體濃度信號(hào)的采集放大轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路、聲光報(bào)警電路等的設(shè)計(jì)。保證系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算數(shù)據(jù)的精度。以下就對(duì)一些主要模塊進(jìn)行詳細(xì)的闡述。 1602工作流程圖 聲音報(bào)警采用的是蜂鳴器，光報(bào)警是通過(guò)6個(gè)發(fā)光二極管來(lái)顯示，3個(gè)綠色和三個(gè)紅色的，當(dāng)毒氣含量沒(méi)超標(biāo)時(shí)顯示綠色，超標(biāo)時(shí)顯示紅色并啟動(dòng)蜂鳴器，報(bào)警子程序執(zhí)行之前，設(shè)定的報(bào)警閾值存放在兩個(gè)變量中，傳感器輸入AD轉(zhuǎn)換值后，調(diào)用比較程序，小于閾值則執(zhí)行顯示程序，若大于閾值進(jìn)行聲光報(bào)警。參考文獻(xiàn)[1]沈晉明,[J].暖通空調(diào),1995(6).16~18.[2][M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,~16.[3][M].冶金工業(yè)出版社,~28.[4][D].西北工業(yè)大學(xué)碩士論文,~34.[5][M].天津:天津大學(xué)出版社,~27.[6][M].北京航空航天大學(xué)出版社,~38.[7][M].北京:電子工業(yè)出版社,~46.[8]王幸之,鐘愛琴,王雷,[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,~19.[9]石金寶,[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),1998,14(2).17~20[10][M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,~95.[11]張齊,[M].電子工業(yè)出版社,~128.[12]馬忠梅,[M].北京航天航空大學(xué)出版社,~350.[13]張?zhí)旆?[M].電子工業(yè)出版社,~278.[14][M].清華大學(xué)出版社,~403.[15]湯競(jìng)南,[M].人民郵電出版社,~267.[16][M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,~167.[17]華成英,[M].高等教育出版社,~78.[18][M].高等教育出版社,~331.[19](C51版)[M].中國(guó)水利水電出版社,~247.[20][M].中央廣播電視大學(xué)出版社,~152.[21][M].東南大學(xué)出版社,~295.[22]劉少?gòu)?qiáng),[M].中國(guó)電力出版社,~163.[23][M].北京航空航天大學(xué)出版社,~149.[24],Ruono 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