一種室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)，采用一氧化碳傳感器MQ-7作為氣體檢測(cè)模塊輸出模擬信號(hào)，通過單片機(jī)(STC12C5A60S2)作為主控制器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)字濾波處理以及測(cè)量結(jié)果的顯示、報(bào)警控制，并使用單片機(jī)內(nèi)部的ADC作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器使測(cè)量信號(hào)數(shù)字化利于后續(xù)處理，同時(shí)使用LED數(shù)碼管與報(bào)警器對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行直觀分析。本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)測(cè)試到一氧化碳的濃度超過正常狀態(tài)，并報(bào)警，具有靈敏度高、穩(wěn)定性高、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一氧化碳，具體是涉及一氧化碳的檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會(huì)的發(fā)展與生活水平的提高，室內(nèi)空氣中各種有害氣體的種類和數(shù)量在急劇增加，液化氣、煤氣、裝飾材料、涂料、電器、人為活動(dòng)等是室內(nèi)空氣污染的主要來源，嚴(yán)重威脅人類的健康，因此設(shè)計(jì)出快速準(zhǔn)確的有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)是非常有必要的。目前，有關(guān)氣體檢測(cè)系統(tǒng)的研究愈來愈受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，提出了各種有害氣體的檢測(cè)方法，其中比較廣泛的是利用氣敏傳感陣列來進(jìn)行氣體檢測(cè)的方法。但相關(guān)有害氣體檢測(cè)的靈敏度與檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性仍有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)比較危險(xiǎn)的室內(nèi)空氣污染源一氧化碳(CO)，提供一種基于單片機(jī)與氣敏傳感器的檢測(cè)系統(tǒng)。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:一種室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其硬件部分包含:
Cl)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路:采用單片機(jī)STC12C5A60S2控制整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行，包括信號(hào)采集、信號(hào)處理、控制輸出；單片機(jī)最小系統(tǒng)圖，主要包括單片機(jī)芯片、供電部分、晶振電路、復(fù)位電路，所有的I/0(P0，P1，P2，P3) 口可以作為控制線、數(shù)據(jù)線、地址線對(duì)這個(gè)最小系統(tǒng)進(jìn)行外擴(kuò)；
(2)傳感器電路:選用MQ-7—氧化碳(CO)氣體傳感器，該傳感器需要施加2個(gè)電壓:加熱器電壓(VH)和測(cè)試電壓(VC);其中VH用于為傳感器提供特定的工作溫度，VC則是用于測(cè)定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻(RL)上的電壓(VRL) ;VC需用直流電源；RL=500Q。；
(3)信號(hào)調(diào)理電路:信號(hào)調(diào)理電路運(yùn)用放大器AD0P7AH設(shè)計(jì)出信號(hào)比較器，通過可調(diào)電位器R4來調(diào)節(jié)該放大器正向的輸入電壓(Vj)，C6為輸出濾波電容。
[0005](4)按鍵電路:按鍵電路主要由彈跳開關(guān)與上拉電阻組成，當(dāng)沒按下開關(guān)時(shí)，Pl_4、P1_5、P1_7都處于高電平狀態(tài)，當(dāng)按下按鍵再?gòu)椘饋頃r(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)，單片機(jī)就是通過讀不同的負(fù)脈沖信號(hào)來識(shí)別哪個(gè)按鍵按下；
(5)蜂鳴器電路:蜂鳴器通過一個(gè)PNP三極管來控制，由單片機(jī)P3_7口控制三極管的基極，保證了只有在單片機(jī)輸出低電平時(shí)，蜂鳴器才會(huì)導(dǎo)通發(fā)出聲音；
(6)LED數(shù)碼管電路:LED為共陽極，低電平點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管，通過Pl口來控制陽極，P2 口來控制陰極；通過動(dòng)態(tài)顯示方式來點(diǎn)亮所有的數(shù)碼管。
[0006]本發(fā)明的室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)米用一氧化碳傳感器MQ-7作為氣體檢測(cè)模塊輸出模擬信號(hào)，通過單片機(jī)(STC12C5A60S2)作為主控制器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)字濾波處理以及測(cè)量結(jié)果的顯示、報(bào)警控制，并使用單片機(jī)內(nèi)部的ADC作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器使測(cè)量信號(hào)數(shù)字化利于后續(xù)處理，這樣省略了單獨(dú)的ADC模塊，使得整個(gè)電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定，本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)測(cè)試到一氧化碳的濃度超過正常狀態(tài)，并報(bào)警，具有靈敏度高、穩(wěn)定性高、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是單片機(jī)最小系統(tǒng)圖；
圖2是傳感器基本測(cè)試回路圖；
圖3是傳感器外接電路圖；
圖4是信號(hào)調(diào)理電路圖；
圖5是按鍵電路圖；
圖6是蜂鳴器電路圖；
圖7是LED數(shù)碼管電路圖。
【具體實(shí)施方式】實(shí)施例
[0008]一種室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其硬件部分包含:
(I)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路:單片機(jī)控制整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行，包括信號(hào)采集、信號(hào)處理、控制輸出；如圖1所示單片機(jī)最小系統(tǒng)圖，主要包括單片機(jī)芯片、供電部分、晶振電路、復(fù)位電路，所有的I/0(P0，P1，P2，P3) 口可以作為控制線、數(shù)據(jù)線、地址線對(duì)這個(gè)最小系統(tǒng)進(jìn)行外擴(kuò)。
[0009](2)傳感器電路:選用是MQ-7 —氧化碳(CO)氣體傳感器，圖2為此傳感器的基本測(cè)試回路圖，圖3為傳感器外接電路圖。該傳感器需要施加2個(gè)電壓:加熱器電壓(Vh)和測(cè)試電壓(V。)。其中￥11用于為傳感器提供特定的工作溫度，V。則是用于測(cè)定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻(?)上的電壓(V1J。這種傳感器具有輕微的極性，Vc需用直流電源。在滿足傳感器電性能要求的前提下，^和Vh可以共用同一個(gè)電源電路。為更好利用傳感器的性能，需要選擇恰當(dāng)?shù)腞l值，取1=500 Ω。
(3)信號(hào)調(diào)理電路:信號(hào)調(diào)理主要是對(duì)MQ-7傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，使其適合ADC輸入量程范圍(TVCC，其中VCC為ADC模擬參考電壓，也是單片機(jī)的實(shí)際工作電壓。運(yùn)用放大器AD0P7AH設(shè)計(jì)出信號(hào)比較器，如圖4所示，通過可調(diào)電位器R4來調(diào)節(jié)該放大器正向的輸入電壓(Vj)，C6為輸出濾波電容，圖中V_IN為傳感器輸入信號(hào)，則輸出信號(hào)V_0UT=Vj- V_IN。
[0010](4)按鍵電路:如圖5所示，按鍵電路主要由彈跳開關(guān)與上拉電阻組成，當(dāng)沒按下開關(guān)時(shí)，Pl_4、Pl_5、Pl_7都處于高電平狀態(tài)，當(dāng)按下按鍵再?gòu)椘饋頃r(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)，單片機(jī)就是通過讀不同的負(fù)脈沖信號(hào)來識(shí)別哪個(gè)按鍵按下。
[0011](5)蜂鳴器電路:如圖6所不,蜂鳴器輸入低電壓時(shí)發(fā)出警報(bào)聲,通過一個(gè)PNP三極管來控制。由單片機(jī)P3_7 口控制三極管的基極，保證了只有在單片機(jī)輸出低電平時(shí)，蜂鳴器才會(huì)導(dǎo)通發(fā)出聲音。
[0012](6) LED數(shù)碼管電路:如圖7所示，LED為共陽極，低電平點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管，通過Pl 口來控制陽極，P2 口來控制陰極。本系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)顯示方式來點(diǎn)亮所有的數(shù)碼管。
【權(quán)利要求】
1.一種室內(nèi)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是它的硬件部分包含: (1)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路:采用單片機(jī)STC12C5A60S2控制整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行，包括信號(hào)采集、信號(hào)處理、控制輸出；單片機(jī)最小系統(tǒng)圖，主要包括單片機(jī)芯片、供電部分、晶振電路、復(fù)位電路，所有的I/0(P0，P1，P2，P3) 口可以作為控制線、數(shù)據(jù)線、地址線對(duì)這個(gè)最小系統(tǒng)進(jìn)行外擴(kuò)； (2)傳感器電路:選用MQ-7—氧化碳(CO)氣體傳感器，該傳感器需要施加2個(gè)電壓:加熱器電壓(VH)和測(cè)試電壓(VC);其中VH用于為傳感器提供特定的工作溫度，VC則是用于測(cè)定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻(RL)上的電壓(VRL) ;VC需用直流電源；RL=500Q ； (3)信號(hào)調(diào)理電路:信號(hào)調(diào)理電路運(yùn)用放大器AD0P7AH設(shè)計(jì)出信號(hào)比較器，通過可調(diào)電位器R4來調(diào)節(jié)該放大器正向的輸入電壓(Vj)，C6為輸出濾波電容； (4)按鍵電路:按鍵電路主要由彈跳開關(guān)與上拉電阻組成，當(dāng)沒按下開關(guān)時(shí)，Pl_4、P1_5、P1_7都處于高電平狀態(tài)，當(dāng)按下按鍵再?gòu)椘饋頃r(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)，單片機(jī)就是通過讀不同的負(fù)脈沖信號(hào)來識(shí)別哪個(gè)按鍵按下； (5)蜂鳴器電路:蜂鳴器通過一個(gè)PNP三極管來控制，由單片機(jī)P3_7口控制三極管的基極，保證了只有在單片機(jī)輸出低電平時(shí)，蜂鳴器才會(huì)導(dǎo)通發(fā)出聲音； (6)LED數(shù)碼管電路:LED為共陽極，低電平點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管，通過Pl口來控制陽極，P2 口來控制陰極；通過動(dòng)態(tài)顯示方式來點(diǎn)亮所有的數(shù)碼管。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104020263SQ201410286174
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】李丹 申請(qǐng)人:李丹