【中图分类号】TP368.12
0引言
一氧化碳(CO)是一种无色无味,对血液与神经系统毒性很强的污染物.,一氧化碳通过呼吸系统,进入人体血液内,与血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白丧失运输氧的能力而造成组织窒息,使人头痛,眩晕,严重时甚至致人死亡。不论是居家生活还是工业生产,空气中一氧化碳含量的检测与报警至关重要,为此我们设计了一种基于MSP430单片机低功耗,高准确性的一氧化碳检测报警系统。
1基于MSP430一氧化碳检测报警系统设计
由CO电化学传感器通过对现场CO浓度数据的识别与采集,通过信号放大电路,将采集来的信息放大为单片机可以识别的模拟电压信号,通过MSP430自身的8路12位AD转换器将采集来的信息进行模数转换。将具体的浓度数据通过LCD实时显示,与键盘输入的CO报警浓度数据进行比较,若超出预设的警报值时,则通过单片机控制进行声光报警。
2基于MSP430一氧化碳检测报警系统硬件设计
2.1处理器MSP430F149
系统选择美国德州仪器公司(TI)推出的16 位超低功耗的混合信号控制器MSP430F149 作为微控制器,它集成了多种功能模块:具有8 路12 位200ksps的A/D 转换器,自带采
样保持;6个8 位并行端口P1~P6,能实现输入/ 输出功能和外围模块功能;硬件乘法器;60kb FLASH ROM和2kb RAM;3个捕获/ 比较寄存器的16 位定时器Time- A,Timer- B;两通道串行通道接口可用于异步或同步(UART/SPI 模式)。
系统的核心控制器是单片机MSP430F149 。由于本系统是一个实时采集系统,因此为了保证系统的实时性,故选择外部时钟。本系统中接的是8M的外部晶振,这样可以大大提高系统的转化效率,在保证准确性与灵敏性的同时可以更好地保证实时性。
2.2一氧化碳(CO)电化学传感器
对于气体传感器,其他气体的含量会对检测带来影响,为此我们采用电化学传感器CO/F1000作为检测的探头,该传感器是由国外进口一种高灵敏度精确度传感器,对于0~1 000 ppm的CO浓度都可以精确的检测。
2.3通讯模块NRF905
本系统采用NRF905无线芯片,该芯片是由NORDIC公司出品的低功耗高效率的一款芯片,该芯片为低于1GHz无线数传芯片,主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段。频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等分立模块被整合在芯片内,可通过程序对输出功率和通信频道进行配置。尤其适合与低成本,低功耗的设计,符合本系统着重于强调的便携与低功耗性。
2.4声光报警电路
本系统采用LED与蜂鸣器进行声光报警,当单片机接收高于警戒浓度值的信号时,LED灯与蜂鸣器接受单片机的P6.4和P6.5的控制,当被单片机检测到的一氧化碳浓度超过警戒值时,单片机通过判断与识别之后,分别向P6.4口与P6.5输出一个方波,通过这样的方式驱动LED与蜂鸣器达到警报的目的。
3 基于MSP430一氧化碳检测报警软件设计
4结束语
系统采用低功耗高性能单片机MSP430为主控,可以实现实时监测空气中的一氧化碳含量,键盘设计报警阈值,一氧化碳浓度超限声光报警等功能。不仅可以应用于居室,工厂,车间等需要对一氧化碳进行实时监控的地点,同时由于本系统的低功耗行与便携性,极适用于矿井等需要电池供电已经空间要求较高的场所,具有广泛的应用前景。
参考文献:
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