甲醛检测仪软件设计毕业设计
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基于C8051F单片机的甲醛检测仪设计摘要:本文设计了一款便携式的甲醛检测仪,以C8051F021单片机为核心,用Dart sensors 甲醛传感器作为高精度的微弱信号检测的传感器,利用AD8571精密运算放大器进行信号处理,实现甲醛检测仪的高精度检测,同时仪器低功耗、智能化及便携式的特点十分实用于室内空气中甲醛气体含量的检测。
关键词:甲醛检测仪;低功耗;便携式甲醛是一种无色、有刺激性气味的气体。
其危害性众所周知,其毒性较高、在常温下极易挥发、长期接触甲醛的人会引起慢性呼吸道疾病、基因突变等问题。
近年来,随着甲醛大量地被应用在室内装修,其在空气中的含量越来越引起人们的高度关注。
本文针对普通用户使用简单方便等特点,以C8051F系列单片机为核心,设计一款便携式、低功耗的甲醛检测仪,使其具有便于携带、使用方便、智能化等特点。
一、系统的总体设计检测甲醛的方法有很多,大致分为:分光光度法、色谱法、电化学检测法和传感器法【1】等。
对于便携式甲醛检测仪的设计,利用传感器进行甲醛的检测与传统的利用化学试剂进行检测,效率更高。
其中,电化学传感器的结构相对简单,检测性能稳定,能够满足检测室内甲醛气体的要求,所以在本设计中,采用电化学甲醛传感器对室内的甲醛气体浓度进行检测。
系统的总体设计图如1-1所示:本设计通过甲醛传感器、信号处理单元、单片机、人机交互等模块组成。
主要实现以下功能:1. 实时、快速地检测当前室内空气的甲醛含量;2. 显示ppm和mg/m3两种单位;3. 判断当前气体含量是否超出国家标准,如超出标准,要予以提示和警告;4. 可以查询检测的历史数据;5. 仪器与电脑可进行通信。
二、系统的硬件设计便携式甲醛检测仪的硬件部分主要由:甲醛传感器、放大和滤波、单片机、液晶显示和按键等部分组成。
硬件结构图如2-1所示。
甲醛传感器放大滤波模拟输入模拟多路选择器程控放大逐次逼近A/D转换器电源时钟电路液晶显示模块稳压电源复位电路按键输入C8051F021单片机1. 甲醛传感器本设计所选用的甲醛传感器为英国Dart sensor公司生产的DART SENSORS甲醛传感器。
目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)第2章概述 (3)2.1系统总概述 (3)2.2总体方案设计 (3)2.3硬件设计 (3)2.4软件设计 (4)2.5 硬件结构框图2.1 (4)2.6 软件结构框图2.2 (4)第3章硬件设计 (5)3.1 硬件设计主电路图见附录9.1 (5)3.2 硬件选择 (5)3.2.1 MCU的选择与简介 (5)3.2.2 单片机最小系统的实现 (10)3.2.3 数据采集系统 (13)3.2.4 模数转换的选择与简介 (14)3.2.5 按键选择与简介 (16)3.2.6 外围扩充存储器 (17)3.2.7 时钟芯片选择与简介 (18)3.2.8 上拉电阻 (20)3.2.9 液晶显示器简介。
(20)3.2.10 报警电路 (23)3.2.11 硬件仿真环境介绍 (24)第4章软件设计 (26)4.1编写语言的选择 (26)4.2 编译软件介绍 (27)4.3主程序模块 (32)4.4模数转换 (33)4.5按键模块 (33)4.6时钟模块 (34)4.7液晶显示模块 (34)第5章系统仿真 (35)第6章结束语 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (41)附录一硬件设计主电路图 (41)附录二检测主程序程序 (42)附录三 ADC0832程序 (46)附录四按键程序 (50)附录五时钟程序 (51)附录六液晶程序 (56)附录七主程序嵌套子程序 (61)第1章绪论1.1 引言1.1.1甲醛的特性及危害甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。
易溶于水、醇和醚。
甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。
其37%的水溶液称为福尔马林,医学和科研部门常用于标本的防腐保存。
此溶液沸点为19.5℃故在室温时极易挥发,随着温度的上升甲醛的挥发速度加快。
在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛列居第二位。
甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
甲醛是原浆毒物,能与蛋白质结合,吸入高浓度甲醛后会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛,也可发生支气管哮喘皮肤直接接触甲醛,可引起皮炎、色斑、坏死。
摘要本文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的甲醛智能测试仪。
其设计方案基于89C51单片机,选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10甲醛传感器。
系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理,最后由LCD显示甲醛浓度值。
文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。
同时,操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。
另外,该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理,减少了测量误差,因此,具有较高的测量精度,而且结构简单,性能优良。
本系统的量程为0-10ppm,精度为0.039ppm。
关键词: 甲醛检测,数据采集处理系统,硬件电路,软件设计,A/D转换器,AT89C52单片机3目录第1章绪论 (3)1.1 引言 (3)第2章概述 (4)2.1系统总概述 (4)2.2总体方案设计 (4)2.3硬件设计 (5)2.4软件设计 (5)2.5 硬件结构框图2.1 (5)2.6 软件结构框图2.2 (5)第3章硬件设计 (6)3.1.1 硬件选择 (6)3.1.2 MCU的选择与简介 (6)3.1.3 单片机最小系统的实现 (8)3.2.1 数据采集系统 (14)3.2.2 模数转换的选择与简介 (15)3.2.3 按键选择与简介 (17)3.2.4 外围扩充存储器 (18)3.2.5 时钟芯片选择与简介 (19)3.2.6 上拉电阻 (21)3.2.7 液晶显示器简介。
(21)3.2.8 报警电路 (24)3.2.9 硬件仿真环境介绍 (25)第4章软件设计 (27)4.1编写语言的选择 (27)4.2 编译软件介绍 (27)4.3主程序模块 (31)4.4模数转换 (32)4.5按键模块 (32)4.6时钟模块 (33)4.7液晶显示模块 (33)第5章系统仿真 (34)第6章结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录 (39)第1章绪论1.1 引言1.1.1甲醛的特性及危害甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。
基于单片机的室内甲醛检测仪的设计摘要:甲醛对人体危害极大,对此研究并设计了一种用于室内具有检测及超限报警功能的甲醛智能测试仪。
其设计方案基于STC89C52单片机,选择英国达特公司的甲醛传感器。
系统将传感器输出的电流经放大后信号通过A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处置,最后由LCD显示甲醛浓度值。
关键词:甲醛、STC89C5二、传感器、A/D、LCD1602液晶甲醛的特性及危害甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。
易溶于水、醇和醚。
甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式显现。
其37%的水溶液称为福尔马林,医学和科研部门经常使用于标本的防腐保留。
在我国有毒化学品优先操纵名单中甲醛列居第二位。
甲醛已被世界卫生组织确信为致癌和致畸形物质。
[1]甲醛能与蛋白质结合,吸入高浓度甲醛后会显现呼吸道的严峻刺激和水肿、眼刺痛、头痛,也可发生支气管哮喘皮肤直接接触甲醛,可引发皮炎、色斑、坏死。
常常吸入少量甲醛,能引发慢性中毒,显现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱等。
全身病症有头痛、乏力、心悸、失眠、体重减轻和植物神经紊乱等。
[2]甲醛的来源1.室内装修所用的合成板材,如胶合板、细木工板、高密度板、刨花板。
这些板材中甲醛起胶合剂、防腐剂的作用,要紧用于增强板材的硬度、防虫、防腐。
板材中残留的和未参与反映的甲醛慢慢向周围环境释放,是室内空气中甲醛的要紧来源。
2.用合成板材制造的家具,厂家为了追求利润利用不合格的板材,再粘贴面材料时利用不合格的胶水,造成家具中甲醛含量超标。
3.含有甲醛成份并有可能向外界散发的各类装饰材料,如壁纸、地毯、油漆。
系统设计大体要求本次设计的要紧内容是设计一种基于单片机的室内甲醛检测仪,要紧利用单片机和放大电路对甲醛传感器的输出信号进行搜集处置。
设计大体要求:1.快速检测功能:当将仪器至于封锁环境时能快速测出甲醛浓度并显示。
2.超标报警功能:当甲醛浓度超出国标时给予报警提示。
甲醛检测系统设计毕业设计论文本文旨在介绍毕业设计论文的主题和目的,阐述甲醛检测系统的重要性和应用领域,并概括论文的结构和内容安排。
本毕业设计论文的主题是甲醛检测系统设计。
通过研究甲醛检测技术和相关算法,设计出一种有效的甲醛检测系统,以提供可靠、准确的甲醛浓度检测服务。
其目的是解决甲醛作为有害空气污染物在室内环境中广泛存在的问题,保障人们的健康和舒适。
甲醛是一种常见的室内空气污染物,长期暴露于高浓度的甲醛环境中会对人体健康造成潜在危害,如呼吸道疾病、过敏反应等。
因此,设计和开发一种有效的甲醛检测系统对于室内环境的健康和舒适至关重要。
该系统可以广泛应用于家庭、办公室、学校等各类室内场所。
本论文将分为以下几个部分:引言:介绍论文的主题和目的,阐述甲醛检测系统的重要性和应用领域,概括论文的结构和内容安排。
相关工作:回顾前人在甲醛检测领域的研究成果及现有技术,分析现有系统的优缺点。
系统设计:详细描述甲醛检测系统的整体架构和各个模块的设计,包括硬件设计和软件算法设计。
实验与评估:介绍系统实现的具体过程,设计并进行甲醛浓度检测实验,并对实验结果进行评估和分析。
结果与讨论:对实验结果进行分析和讨论,验证系统的可行性和有效性。
总结与展望:总结论文的研究成果和创新点,指出今后进一步改进和发展的方向。
本甲醛检测系统设计毕业设计论文将通过对现有技术的调研和实验验证,提供一种可行的、准确的甲醛检测系统设计方案,为室内空气质量监测和保护人们的健康做出贡献。
甲醛是一种常见的有害气体,长期暴露于高浓度的甲醛环境中会对人体健康产生不良影响。
甲醛主要通过建筑材料、家具、装修材料等释放而进入室内空气。
然而,室内甲醛污染的存在给人们的生活带来了一定的困扰。
目前现有的甲醛检测方法存在一些局限性。
例如,传统的化学分析方法需要专业仪器和实验室条件,操作复杂且费时费力;传感器检测方法具有灵敏度不高、可靠性较差等问题。
因此,设计一种高效、便捷且准确的甲醛检测系统具有重要的意义。
《基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪设计》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求和健康意识的提高,室内空气质量逐渐成为人们关注的焦点。
甲醛作为一种常见的室内有害气体,其浓度的检测与控制显得尤为重要。
本文旨在设计一种基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪,以提高检测精度和可靠性,为人们提供一个安全、健康的居住环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括传感器模块、数据处理模块、显示模块和通信模块。
传感器模块负责检测室内甲醛浓度;数据处理模块负责收集、处理和融合传感器数据;显示模块用于显示甲醛浓度和相关信息;通信模块则用于将数据传输至其他设备或平台。
(1)传感器模块:选用高灵敏度、高稳定性的甲醛传感器,确保检测结果的准确性。
(2)数据处理模块:采用微处理器和嵌入式系统技术,实现数据的快速处理和融合。
(3)显示模块:选用液晶显示屏,可实时显示甲醛浓度和其他相关信息。
(4)通信模块:支持蓝牙、Wi-Fi等通信方式,方便数据传输和远程监控。
2. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据融合和结果显示四个部分。
(1)数据采集:通过传感器模块实时采集室内甲醛浓度数据。
(2)数据处理:对采集到的数据进行预处理,包括去噪、滤波等操作,以提高数据的可靠性。
(3)数据融合:采用数据融合算法,将多个传感器的数据进行融合,以提高检测精度。
(4)结果显示:将处理后的数据显示在液晶显示屏上,同时可通过通信模块将数据传输至其他设备或平台。
三、数据融合算法设计数据融合是提高检测精度和可靠性的关键。
本系统采用加权平均法进行数据融合。
首先,对不同传感器的数据进行预处理和校正,然后根据传感器的性能、可靠性等因素赋予不同的权值,最后将加权后的数据进行平均,得到更为准确的甲醛浓度值。
四、系统实现与应用1. 系统实现本系统采用模块化设计,便于开发和维护。
通过硬件和软件的协同工作,实现室内甲醛浓度的实时检测、数据显示和远程传输。
2. 应用场景本系统可广泛应用于家庭、学校、医院、办公室等室内场所,为人们提供一个安全、健康的居住和工作环境。
基于单片机的室内甲醛检测仪的设计毕业设计一、引言随着人们生活水平的提高,对室内空气质量的关注度也日益增加。
甲醛作为室内空气中常见的污染物之一,对人体健康有着严重的危害。
因此,设计一款准确、便捷、实用的室内甲醛检测仪具有重要的现实意义。
二、总体设计方案本设计以单片机为核心,结合传感器技术、数据处理技术和显示技术,实现对室内甲醛浓度的实时检测和显示。
系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、报警模块和电源模块组成。
传感器模块选用对甲醛具有高灵敏度和选择性的电化学传感器,能够将甲醛浓度转化为电信号。
单片机控制模块采用常见的 STM32 系列单片机,负责对传感器采集到的信号进行处理和分析,并控制显示模块和报警模块的工作。
显示模块采用液晶显示屏,实时显示甲醛浓度值。
报警模块在甲醛浓度超过设定阈值时发出声光报警,提醒用户采取相应措施。
电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。
三、硬件设计(一)传感器电路设计传感器的输出信号通常较弱,需要经过放大和滤波处理后才能被单片机采集。
设计中采用运算放大器构建放大电路,提高信号的幅度。
同时,使用低通滤波器去除信号中的高频噪声,提高信号的质量。
(二)单片机最小系统设计单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振电路为单片机提供时钟信号,复位电路用于系统初始化和异常情况下的复位操作。
(三)显示电路设计液晶显示屏通过 SPI 接口与单片机连接,单片机通过发送指令和数据来控制显示屏的显示内容。
(四)报警电路设计报警电路由发光二极管和蜂鸣器组成,当甲醛浓度超过阈值时,单片机输出高电平驱动发光二极管点亮和蜂鸣器发声。
(五)电源电路设计电源模块采用线性稳压器将输入的直流电压转换为适合各个模块工作的电压,确保系统稳定可靠运行。
四、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部资源初始化、传感器初始化和显示模块初始化等。
然后,单片机不断采集传感器输出的信号,并进行数据处理和分析,计算出甲醛浓度值。
基于单片机的甲醛检测仪设计毕业设计设计毕业项目:基于单片机的甲醛检测仪摘要:本篇设计毕业项目旨在设计并实现一个基于单片机的甲醛检测仪。
甲醛是一种常见的有害气体,对人体健康有一定的损害。
因此,为了保护人们的健康,开发一个能够快速准确测量甲醛浓度的仪器非常重要。
关键词:单片机,甲醛检测仪,有害气体,浓度测量,快速准确1.引言甲醛是一种无色、有刺激性气体,广泛存在于室内和室外环境中。
它是一种有害气体,长期暴露在高浓度的甲醛环境中会对人体健康造成慢性损害,甚至引发癌症。
因此,准确测量甲醛浓度对于建立健康的生活和工作环境至关重要。
2.设计目标本设计的目标是设计并实现一个基于单片机的甲醛检测仪,具有以下特点:1)能够实现对室内空气中甲醛浓度的快速准确测量;2)结构简单、便携,方便携带和使用;3)具备报警功能,当甲醛浓度超过安全范围时可以及时发出警报。
3.设计方案本项目的设计方案包括硬件和软件两个部分。
3.1硬件设计硬件设计主要包括以下几个模块:1)甲醛传感器模块:使用专业的甲醛传感器来检测甲醛浓度,并将检测结果传输给单片机进行处理;2)单片机模块:选择一款性能良好的单片机作为主要的控制处理单元,负责接收甲醛传感器模块传输的数据,并对数据进行处理和判断;3)显示屏模块:使用液晶显示屏来显示甲醛浓度的实时数值;4)蜂鸣器模块:当甲醛浓度超过安全范围时,蜂鸣器会发出警报。
3.2软件设计软件设计主要包括以下几个方面:1)数据处理算法:单片机接收到甲醛传感器模块传输的数据后,需要进行数据处理和判断,得出甲醛浓度的结果;2)界面设计:使用单片机控制显示屏来显示甲醛浓度的实时数值,界面设计应简洁直观;3)报警功能:当甲醛浓度超过安全范围时,单片机控制蜂鸣器发出警报。
4.实验结果与分析实验结果表明,设计的甲醛检测仪可以准确快速地测量室内空气中的甲醛浓度。
在甲醛浓度超过安全范围时,蜂鸣器会发出警报,及时提醒使用者注意甲醛浓度过高的问题。
摘要本文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的甲醛智能测试仪。
其设计方案基于89C51单片机,选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10甲醛传感器。
系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理,最后由LCD显示甲醛浓度值。
文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。
同时,操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。
另外,该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理,减少了测量误差,因此,具有较高的测量精度,而且结构简单,性能优良。
本系统的量程为0-10ppm,精度为0.039ppm。
关键词: 甲醛检测,数据采集处理系统,硬件电路,软件设计,A/D转换器,AT89C52单片机3目录第1章绪论 (3)1.1 引言 (3)第2章概述 (4)2.1系统总概述 (4)2.2总体方案设计 (4)2.3硬件设计 (5)2.4软件设计 (5)2.5 硬件结构框图2.1 (5)2.6 软件结构框图2.2 (5)第3章硬件设计 (6)3.1.1 硬件选择 (6)3.1.2 MCU的选择与简介 (6)3.1.3 单片机最小系统的实现 (8)3.2.1 数据采集系统 (14)3.2.2 模数转换的选择与简介 (15)3.2.3 按键选择与简介 (17)3.2.4 外围扩充存储器 (18)3.2.5 时钟芯片选择与简介 (19)3.2.6 上拉电阻 (21)3.2.7 液晶显示器简介。
(21)3.2.8 报警电路 (24)3.2.9 硬件仿真环境介绍 (25)第4章软件设计 (27)4.1编写语言的选择 (27)4.2 编译软件介绍 (27)4.3主程序模块 (31)4.4模数转换 (32)4.5按键模块 (32)4.6时钟模块 (33)4.7液晶显示模块 (33)第5章系统仿真 (34)第6章结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录 (39)第1章绪论1.1 引言1.1.1甲醛的特性及危害甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。
基于单片机得室内甲醛检测仪得设计基于单片机得室内甲醛检测仪得设计摘要:室内空气质量得好坏直接影响到人体得健康,其中甲醛得危害更就是亟待解决得问题。
因此,测定室内甲醛含量也成为一个具有意义得研究。
本设计主要针对居民住楼得甲醛含量可能超标设计得。
设计采用电化学甲醛传感器作为数据得感知部分,电化学甲醛传感器器较其她得甲醛含量检测方法操作简单,成本相对较低,适合用于实验得研究与室内甲醛含量得检测。
该甲醛含量采集系统能够达到0、01mg/m3得精度,并且将结果用液晶屏显示出来,当甲醛含量超过设定标准就是发出警告。
关键词:MSP430 电化学传感器甲醛含量一方案设计实验以MSP430F149单片机作为系统得核心,通过按键控制液晶显示与驱动放大电路。
1、1单片机得选择论证方案一:采用MC68HC05/08系列单片机对系统进行控制。
其乘法与除法指令给编程带来了便利。
但就是其指令系统共有89条指令,不利于CPU得执行速度。
方案二:采用MCS-51系列单片机对系统进行控制。
MCS-51系列单片机采用哈佛体系结构,其程序存储器与数据存储器独立编址。
7中寻址方式,111条系统指令,操作简单适合于简单系统。
方案三:MSP430F149单片机内部资源比51单片机丰富,并且具有可以调节得晶振频率,就是编程更为灵活。
综上所述由于设计得系统简单,所以选择方案三。
综上所述选择方案一。
1、2传感器得选择论证检测室内甲醛含量得方法有许多种,以下表格给出一些典型得方法与其特点。
甲醛电化学传感器得主要技术指标如下:测量范围: 0—10ppm响应时间: 小于50秒最大负荷: 50ppm输出信号:1200±300Na/ ppm分辨率:0、05 ppm根据以上表格与电化学传感器得主要技术指标,选择电化学法进行实验。
CH2O/M-10型号得甲醛电化学传感器。
1、3人机模块得选择论证方案一:采用独立按键与数码管作为人机接口。
编程简单可行,但就是显示过于枯燥,独立按键不利于人机交互。
基于单片机的室内甲醛检测仪的设计毕业设计一、引言随着人们生活水平的提高,对室内环境质量的关注度也日益增加。
甲醛作为室内空气污染的主要污染物之一,对人体健康有着严重的危害。
因此,设计一款能够准确、快速检测室内甲醛浓度的仪器具有重要的现实意义。
本毕业设计旨在基于单片机技术,设计一款室内甲醛检测仪,以满足人们对室内空气质量监测的需求。
二、系统总体设计方案(一)设计目标本设计的目标是开发一款基于单片机的室内甲醛检测仪,能够实现对室内甲醛浓度的实时检测,并将检测结果以直观的方式显示出来。
同时,该检测仪还应具备数据存储、报警等功能,以提高其使用的便利性和安全性。
(二)系统组成该检测仪主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、报警模块和电源模块等部分组成。
1、传感器模块:选用灵敏度高、稳定性好的甲醛传感器,用于检测室内甲醛浓度,并将浓度信号转换为电信号输出。
2、单片机控制模块:采用高性能的单片机作为核心控制器,负责对传感器采集到的数据进行处理、分析和计算,并控制其他模块的工作。
3、显示模块:选用液晶显示屏(LCD)或数码管,用于实时显示室内甲醛浓度值。
4、报警模块:当室内甲醛浓度超过设定的阈值时,通过声光报警的方式提醒用户采取相应的措施。
5、电源模块:为整个系统提供稳定的电源供应。
(三)工作原理传感器模块实时检测室内甲醛浓度,并将浓度信号转换为电信号传输给单片机控制模块。
单片机控制模块对电信号进行处理和计算,得到准确的甲醛浓度值,并将其发送给显示模块进行显示。
同时,单片机控制模块将检测到的甲醛浓度值与设定的阈值进行比较,当浓度超过阈值时,启动报警模块进行报警。
三、硬件设计(一)传感器选择经过综合考虑,选择了_____型号的甲醛传感器。
该传感器具有响应速度快、测量精度高、稳定性好等优点,能够满足本设计的要求。
(二)单片机选型选用了_____型号的单片机作为核心控制器。
该单片机具有丰富的资源、强大的处理能力和低功耗等特点,能够有效地处理传感器采集到的数据,并控制整个系统的运行。
《基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪设计》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求和健康意识的提高,室内空气质量成为了人们关注的焦点。
甲醛作为一种常见的室内有害气体,其浓度的检测和监控变得尤为重要。
因此,本文旨在设计一种基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪,以提高检测的准确性和可靠性。
二、设计背景与意义甲醛是一种常见的室内污染物,长期接触可能对人体健康造成危害。
因此,准确检测室内甲醛浓度对于保障人们的健康具有重要意义。
然而,传统的甲醛检测方法往往存在检测速度慢、准确性差、易受干扰等问题。
因此,设计一种基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪,可以有效地提高检测的准确性和可靠性,为人们的健康提供有力保障。
三、设计原理本设计采用数据融合技术,将多种传感器采集的数据进行综合分析和处理,以得到更准确的甲醛浓度值。
具体设计原理如下:1. 传感器选择:选择对甲醛敏感的传感器,如电化学传感器、光学传感器等。
同时,为提高检测的准确性,可选用多种类型的传感器进行数据融合。
2. 数据采集:通过传感器采集室内空气中的甲醛浓度数据。
同时,还可采集室内温度、湿度等环境数据,以供后续分析处理。
3. 数据处理:对采集到的数据进行预处理,包括去噪、滤波等操作,以提高数据的准确性。
然后,采用数据融合技术对多种传感器采集的数据进行综合分析和处理,以得到更准确的甲醛浓度值。
4. 显示与输出:将处理后的甲醛浓度值通过显示屏进行显示,同时可通过网络或手机APP等方式进行远程监控和输出。
四、系统架构与设计要点本设计的系统架构主要包括传感器模块、数据处理模块、显示与输出模块等部分。
设计要点如下:1. 传感器模块:选用对甲醛敏感的传感器,并确保其具有较高的响应速度和稳定性。
同时,为提高检测的准确性,可选用多种类型的传感器进行数据融合。
2. 数据处理模块:采用数据融合技术对多种传感器采集的数据进行综合分析和处理。
在数据处理过程中,可采用先进的算法和模型,以提高数据的准确性和可靠性。
《基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪设计》篇一一、引言随着人们生活品质的提高,健康与环保意识日益增强,室内空气质量成为了人们关注的焦点。
甲醛作为一种常见的室内空气污染物,其危害不容忽视。
因此,设计一款能够准确、实时检测室内甲醛浓度的检测仪显得尤为重要。
本文将探讨基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪设计,以期为提高室内空气质量监测的准确性和可靠性提供一种有效方法。
二、系统概述本系统设计了一种基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪,该检测仪集成了传感器技术、数据采集技术、数据处理技术和通信技术等。
通过高灵敏度的甲醛传感器实时采集室内甲醛浓度数据,结合数据融合技术对多源数据进行处理和分析,最终实现准确、实时的甲醛浓度检测。
三、系统设计1. 硬件设计硬件部分主要包括甲醛传感器、微控制器、通信模块等。
甲醛传感器负责实时采集室内甲醛浓度数据,微控制器负责数据处理和通信,通信模块则负责将处理后的数据传输至上位机或手机APP。
此外,为了确保系统的稳定性和可靠性,还需对硬件进行优化设计,如采用低功耗设计以延长系统使用寿命。
2. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据融合和通信协议等。
数据采集模块负责实时采集甲醛传感器数据,数据处理模块对采集到的数据进行预处理,如去除噪声、校准等。
数据融合技术则用于对多源数据进行融合处理,以提高检测准确性和可靠性。
通信协议则规定了检测仪与上位机或手机APP之间的数据传输格式和通信方式。
3. 数据融合技术数据融合技术是本系统的核心部分,通过将多个传感器数据进行融合处理,提高检测准确性和可靠性。
本系统采用基于加权平均法的数据融合算法,根据各个传感器的性能和历史数据质量,为每个传感器分配不同的权重,然后将加权后的数据进行平均,得到更为准确的甲醛浓度值。
四、实验与分析为了验证本系统的性能,我们进行了实验分析。
实验结果表明,本系统能够实时、准确地检测室内甲醛浓度,且具有较高的稳定性和可靠性。
与传统的单传感器检测方法相比,本系统采用数据融合技术后,检测准确性和可靠性得到了显著提高。
《基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪设计》篇一一、引言随着人们对生活品质的要求日益提高,室内空气质量成为了人们关注的焦点。
甲醛作为一种常见的室内有害气体,其浓度的检测与控制显得尤为重要。
本文旨在设计一款基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪,以提高检测的准确性和可靠性,为人们的健康生活提供保障。
二、背景技术及需求分析随着科技的进步,人们对于室内环境的监测和保护意识逐渐增强。
甲醛作为一种常见的室内污染物,其来源广泛,如装修材料、家具等。
长期接触高浓度的甲醛可能导致人体健康受损。
因此,准确、实时地检测室内甲醛浓度显得尤为重要。
然而,传统的甲醛检测方法往往存在检测速度慢、准确性差、易受干扰等问题。
因此,设计一款基于数据融合的室内甲醛浓度检测仪,以提高检测的准确性和实时性,是当前的需求所在。
三、系统设计(一)硬件设计本设计采用微处理器作为核心控制器,通过传感器模块实现对室内甲醛浓度的实时检测。
传感器模块包括甲醛浓度传感器、温度传感器和湿度传感器,以实现对甲醛浓度的精确测量和环境因素的补偿。
此外,还包括数据采集模块、通信模块和电源模块等。
(二)软件设计软件设计包括数据采集、数据处理、数据融合和结果输出等部分。
数据采集模块负责实时采集传感器数据,包括甲醛浓度、温度和湿度等。
数据处理模块对采集的数据进行预处理,如去噪、滤波等。
数据融合模块采用算法对不同传感器数据进行融合,以提高检测的准确性和可靠性。
结果输出模块将最终结果以数字或图形的方式显示在屏幕上。
四、数据融合算法设计(一)算法选择本设计采用基于多源信息的融合算法,通过对多个传感器数据进行加权平均和综合分析,得到更为准确的甲醛浓度值。
(二)算法实现算法实现包括数据预处理、特征提取、权重分配和结果输出等步骤。
首先对采集的传感器数据进行预处理,去除噪声和干扰;然后提取特征信息,如甲醛浓度、温度和湿度等;接着根据不同传感器的性能和可靠性进行权重分配;最后综合各传感器的数据,得到最终的甲醛浓度值。
青岛农业大学毕业论文(设计)题目:基于单片机的室内甲醛检测仪的设计*名:***学院:机电工程学院专业:电气工程及其自动化班级:2008.01学号:********指导教师:***2012年6月18日毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
论文(设计)作者签名:日期:年月日毕业论文(设计)版权使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。
本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为青岛农业大学。
论文(设计)作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................ I I 1 绪论.. (1)1.1 引言 (1)1.2 甲醛检测仪的种类 (1)2 整体设计方案 (1)2.1 系统设计的基本要求 (1)2.2 系统设计的思想 (1)2.3 系统设计方案的对比选择 (1)3 设计开发工具介绍 (3)3.1 单片机的概念和特点 (3)3.2 单片机的发展和趋势 (4)3.3 STC12C5A60S2单片机 (4)3.4 LTC1049CN8运算放大器 (5)3.5 LCD1602液晶显示屏 (6)3.6 甲醛传感器 (7)4 系统硬件设计 (9)4.1 系统整体电路的原理 (9)4.2 系统晶振电路的设计 (10)4.3 系统复位电路的设计 (10)4.4 系统放大电路的设计 (12)4.5 系统单片机及显示电路的设计 (12)4.6 系统报警电路设计 (13)5 系统软件设计 (15)5.1 程序编写语言介绍 (15)5.2 编译软件介绍 (15)5.3 主程序模块 (20)5.4 模数转换 (20)5.5 按键模块 (22)5.6 液晶显示模块 (24)6 设计总结 (28)6.1 全文总结 (28)6.2 心得体会 (28)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)基于单片机的室内甲醛检测仪的设计摘要众所周知,甲醛对人体的危害很大, 在当今的社会中甲醛通过各种途径侵入人们的生活,特别是在房屋装修的过程中,装修材料中残留大量的甲醛,所以应如何快速高效的检测室内甲醛的含量是否超标就显得尤为重要。
毕业设计任务书设计题目:室内甲醛空气探测设计与制作毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
毕业设计(论文)任务书
学生姓名
专业班级:
设计(论文)题目便携式室内甲醛检测仪设计
一.设计要求
1.分析题目需完成的功能,问题描述准确.规范;
2.拟定实施方案,描述设计思路(框图);
3.详尽规划内容;
4.体现完整设计过程及交付最终作品。
二.主要内容(提纲式的内容要求)
1.快速检测功能:当将仪器至于封闭环境时能快速测出甲醛浓度并显示。
2.超标报警功能:当甲醛浓度超出国标时给予报警提示。
三.完成任务
1.设计思路与内容文档。
2.设计过程参考资料清单及资料文档。
3.最终作品。
指导老师(签名):
教研室主任(签名):
2014 年 4 月 28 日。
甲醛检测仪软件设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)第2章概述 (3)2.1系统总概述 (3)2.2总体方案设计 (3)2.3硬件设计 (3)2.4软件设计 (4)2.5 硬件结构框图2.1 (4)2.6 软件结构框图2.2 (4)第3章硬件设计 (5)3.1 硬件设计主电路图见附录9.1 (5)3.2 硬件选择 (5)3.2.1 MCU的选择与简介 (5)3.2.2 单片机最小系统的实现 (10)3.2.3 数据采集系统 (13)3.2.4 模数转换的选择与简介 (14)3.2.5 按键选择与简介 (16)3.2.6 外围扩充存储器 (17)3.2.7 时钟芯片选择与简介 (18)3.2.8 上拉电阻 (20)3.2.9 液晶显示器简介 (20)3.2.10 报警电路 (23)3.2.11 硬件仿真环境介绍 (24)第4章软件设计 (26)4.1编写语言的选择 (26)4.2 编译软件介绍 (27)4.3主程序模块 (32)4.4模数转换 (33)4.5按键模块 (33)4.6时钟模块 (34)4.7液晶显示模块 (34)第5章系统仿真 (35)第6章结束语 (37)致谢 (38)附录 (39)附录一硬件设计主电路图 (40)附录二检测主程序程序 (40)附录三ADC0832程序 (41)摘要 (47)参考文献 (48)第1章绪论1.1 引言1.1.1甲醛的特性及危害甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。
易溶于水、醇和醚。
甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。
其37%的水溶液称为福尔马林,医学和科研部门常用于标本的防腐保存。
此溶液沸点为19.5℃故在室温时极易挥发,随着温度的上升甲醛的挥发速度加快。
在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛列居第二位。
甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
甲醛是原浆毒物,能与蛋白质结合,吸入高浓度甲醛后会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛,也可发生支气管哮喘皮肤直接接触甲醛,可引起皮炎、色斑、坏死。
经常吸入少量甲醛,能引起慢性中毒,出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱等。
全身症状有头痛、乏力、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。
1.1.2甲醛的来源1.室内装修所用的合成板材,如胶合板、细木工板、高密度板、刨花板。
这些板材中甲醛起胶合剂、防腐剂的作用,主要用于加强板材的硬度、防虫、防腐。
板材中残留的和未参与反应的甲醛逐渐向周围环境释放,是室内空气中甲醛的主要来源。
2.用合成板材制造的家具,厂家为了追求利润使用不合格的板材,再粘贴面材料时使用不合格的胶水,造成家具中甲醛含量超标。
3.含有甲醛成分并有可能向外界散发的各类装饰材料,如壁纸、地毯、油漆。
1.2甲醛检测仪的种类目前,市场上甲醛检测仪的种类是多种多样,其中较常见的是采用试验纸光电光度法,即:当甲醛气体吹到浸有发色剂的试纸上时,与浸有发色剂的TAB组合就会因发生化学反应而变色。
甲醛同试纸接触后含在纸里的试药就会同甲醛反应生成化合物,颜色就会从白色变成黄色。
变色的程度可反映出所受光的反射光量,反射光量的强度变化率可以作为被测气体的甲醛含量的应答值。
预先设定检测线,便可通过测量其反应率来测出甲醛气体的浓度值。
在气体的采集方面有的是采用自动吸引式(内藏微型气泵),有的采用扩散式。
对于试验纸光电光度法来分析甲醛的浓度,它的优点是灵敏度高,操作简便,测定速度快。
而该方法在分析甲醛浓度时往往采用的是目视比色法,它的缺点是:1.由于许多有色溶液不够稳定,不能久存,经常需要在测定的同时配制溶液,比较费时费事。
2.目视比色的准确度低,一般相对误差为±5~20%。
本论文设计的便携式甲醛检测仪所涉及的甲醛传感器是电化学传感器。
它可以将甲醛气体的浓度转换为微弱的电流信号。
这样就可以通过电流电压变换电路将微弱的电流信号转换为可以测量的稳定的电压信号,增强了电信号的稳定性。
第2章概述2.1系统总概述本论文主要完成甲醛检测仪软件设计,设计内容包括:A/D转换器程序、控制程序、超标报警、键盘检测、数据显示等。
本系统采用单片机为控制核心,以实现便携式甲醛检测仪的基本控制功能。
系统主要功能内容包括:数据处理、时间设置、开始测量、超标报警、键盘检测、自动休眠:仪器若不进行称量操作,5分钟后自动进入休眠模式,以降低电源消耗。
本系统设计采用功能模块化的设计思想,系统主要分为总体方案设计、硬件和软件的设计三大部分。
2.2总体方案设计室内甲醛污染对人身体健康影响较大,标准规定的方法绝大多数是化学分析法,使用的手段是实验室分析仪器主要有比色计、分光光度计、化学滴定、气相和液相色谱。
但这些方法费力费时、成本高、自动化程度低过程复杂、大多数过程是人工操作很难做到现场实时控制随着传感器和计算机技术的不断发展,现已有了基于单片机的便携式甲醛测试仪,并且测试测试范围、分辨率、精度、稳定性已接近标准要求。
因此本设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器,其原理是空气中的甲醛在电极下发生氧化反应,产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比,通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机、由单片机现场自动控制检测并显示甲醛浓度。
由于甲醛含量超量的话,将对人体健康造成很大的影响。
具有民用价值的便携式甲醛检测仪的研制受到了人们的高度重视。
设计能够满足生活需要,携带方便的便携式甲醛检测仪迫在眉睫。
针对目前的现状,本系统设计遵守体积小,质量轻,性价比高的原则。
2.3硬件设计硬件设计部分主要包括:(MCU、A/D、时钟芯片、LCD、外围扩展数据RAM)等芯片的选择;硬件主电路设计、数据采集、模数转换电路设计、液晶显示电路设计、外围扩充存储器接口电路、时钟电路、复位电路、键盘接口电路等功能模块电路设计。
2.4软件设计软件设计部分主要包括:编写语言的选择、主程序/子程序流程的设计、功能模块程序的编写、软/硬件结合调试与演示。
主要包括一下功能模块:51驱动、检测、液晶显示、时钟、键盘、模数软换。
2.5 硬件结构框图2.12.6 软件结构框图2.2第3章硬件设计3.1 硬件设计主电路图见附录9.13.2 硬件选择3.2.1 MCU的选择与简介1. 单片机的概念和特点现代社会中,尽管PC机的应用已经相当普遍,但是,在工控领域,在日益追求小而精、轻而薄的自动化控制器、自动化仪器仪表、家电产品等方面,PC 机仍有所不相适宜的地方。
而工业控制、仪器仪表、家电产品等市场广阔,要求PC机技术与之相适应。
在这种情况下,单片机应运而生了(也称作微型计算机)。
微型计算机的基本机构是由中央处理器、储存器、和I/O设备构成的。
所谓的单片机是指将微型计算机3个单元的多个分体中的主要功能用1个集成电路芯片来实现,该芯片具有一个微型计算机的基本功能。
这种超大规模集成电路芯片即称为单片微型计算机,通常简称单片机。
单片机具有以下特点:(1) 受集成度限制,片内存储容量较小,一般8位单片机的ROM小于8/16K字节,RAM小于256字节,但可在外部扩展,通常ROM、RAM可分别扩展至64K字节。
(2) 可靠性好。
芯片本身是按工业测控环境要求设计的,其抗工业噪声干扰优于一般通用CPU;程序指令及常数、表格固化在ROM中不易破坏;许多信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。
(3) 易扩展。
片内具有计算机正常运行所必需的部件。
芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚,很容易构成各种规模的计算机应用系统。
(4) 控制功能强。
为了满足工业控制要求,一般单片机的指令系统中具有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。
一般说来,单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。
(5) 一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件,只放置有用户调试好的应用程序。
但近年来也开始出现了在片内固化有BASIC解释程序的单片机。
2. 单片机的发展与趋势由于单片机具有以上特点,因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用。
随着微电子工艺水平的提高,近十年来单片微型计算机有了飞速的发展。
归纳起来,它是沿着两条路发展的:1.改进集成电路制造工艺,提高芯片的工作速度,降低工作电压和降低功耗:2.在保留共同的CPU体系结构,最基本的外设装置(如异步串行口,定时器等)和一套公用的指令系统的基础上,根据不同的应用领域,把不同的外设装置集成到芯片内,在同一个家族内繁衍滋生出各种型号的单片机。
另外在单片机的应用中,可靠性是首要因素,为了扩大单片机的应用范围和领域,提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。
近年来,单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术,主要表现在一下几点:(1) EFT(Electrical Fast Transient)技术(2) 低噪音布线技术及驱动技术(3) 采用低频时钟总之,单片机在目前的发展形势下,表现出几大趋势:可靠性及应用水平越来越高,和internet连接已是一种明显的走向;所集成的部件越来越多;功耗越来越低;和模拟电路结合越来越多。