基于單片機的智能室內(nèi)監(jiān)控儀

摘要:本文首先提出了論文研究的目的和意義，人們對室內(nèi)環(huán)保的研究已進行了很長的時間，對室內(nèi)環(huán)保有一個初步的了解，知道了特定污染物與疾病的關(guān)系，但是沒有對室內(nèi)環(huán)保進行全方位的研究。當(dāng)今，隨著建筑結(jié)構(gòu)的封閉化和室內(nèi)辦公人員的增加，室內(nèi)環(huán)保也就顯得越來越重要。國內(nèi)外對室內(nèi)環(huán)保監(jiān)測研究已經(jīng)有30多年了，對各種空氣污染指標(biāo)以及綜合指標(biāo)都有一套規(guī)定，但便攜快捷的監(jiān)測方法還沒普及，本課題就是基于便攜快捷的基礎(chǔ)上提出來的室內(nèi)空氣環(huán)保監(jiān)測。設(shè)計一種基于AT89S52超低功耗單片機的便攜式智能室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀,詳細(xì)闡明了監(jiān)控儀及傳感器的工作原理,實現(xiàn)可自動在線監(jiān)測與控制的功能。該監(jiān)控儀充分利用AT89S52單片機的特點，具有電路設(shè)計新穎、參數(shù)測量準(zhǔn)確、操作方便等特點,可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空氣質(zhì)量的監(jiān)測與控制處理。文中以室內(nèi)空氣中有毒有害氣體的監(jiān)測監(jiān)控為背景，介紹一種通用性很強的便攜式智能室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀。它的核心是AT89S52超低功耗單片機，實現(xiàn)對室內(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、顯示、通信、報警和排氣扇的控制等功能。文中詳細(xì)闡述了監(jiān)控儀及傳感器的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程等相關(guān)技術(shù)，并指出該儀器的特點和優(yōu)勢。關(guān)鍵詞:AT89S52單片機;監(jiān)控儀;電路設(shè)計;室內(nèi)空氣目錄摘要錯誤！未定義書簽。ABSTRACT錯誤！未定義書簽。目錄第1章XXXX...XXXXXXXXXXXXXXXXXXX.XXXXXX第2章XXXXXX錯誤！未定義書簽。...錯誤！未定義書簽...錯誤！未定義書簽...錯誤！未定義書簽...錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽。2.1XXXXXX錯誤！未定義書簽。2.1.1XXXXXX錯誤！未定義書簽。結(jié)論錯誤！未定義書簽。參考文獻參考文獻錯誤！未定義書簽。致謝錯誤！未定義書簽。附錄錯誤！未定義書簽。第1章緒論1第一章緒論課題的目的及意義室內(nèi)環(huán)保的重要性人們對室內(nèi)環(huán)保的研究已進行了很長的時間，對室內(nèi)環(huán)保有一個初步的了解，知道了特定污染物與疾病的關(guān)系，但是沒有對室內(nèi)環(huán)保進行全方位的研究。當(dāng)今，隨著建筑結(jié)構(gòu)的封閉化和室內(nèi)辦公人員的增加，室內(nèi)環(huán)保也就顯得越來越重要。美國科學(xué)家在80年代末的一項調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)有害污染物濃度比室外高，有的甚至高達100倍。我國有關(guān)部門在1994年的一次調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)，城市室內(nèi)空氣的污染程度比室外嚴(yán)重，有的超過室外56倍?，F(xiàn)己查明，受污染的室內(nèi)空氣中除了一些我們所熟知的有毒有害物質(zhì)外，還存在著其它30余種致癌物質(zhì)，其中主要有多環(huán)芳烴及其衍生物、重金屬、石棉和放射性氛及其子體等。美國環(huán)保署(EPA)調(diào)查表明:在美國，室內(nèi)環(huán)保問題是有關(guān)全民健康的首要問題之一，受其影響的美國人口多達3000萬，造成的經(jīng)濟損失超過了400億美元/年，這些數(shù)字令人觸目驚心［1］。從我國“室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心”對室內(nèi)環(huán)保監(jiān)測力度越來越大的趨勢也可以看出，此問題在我國也是越來越嚴(yán)重。特別是2003年SARS(ServerAcuteRespiratorySyndrome)非典型肺炎病毒的出現(xiàn)，對暖通空調(diào)及相應(yīng)專業(yè)提出新的挑戰(zhàn)。室內(nèi)環(huán)保在健康方面的影響：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);英國科學(xué)家漢密爾頓測驗了220名英國人血液中60種化學(xué)元素的平均含量，發(fā)現(xiàn)其與地殼中這些元素的含量分布相當(dāng);湖南省相關(guān)部門對空氣污染區(qū)及清潔區(qū)9-10歲兒童為調(diào)查對象，研究空氣污染對兒童免疫力的影響，結(jié)果顯示:污染區(qū)兒童的免疫能力僅為清潔區(qū)兒童免疫能力的1/3;臺灣成功大學(xué)郭育良教授的研究表明:由于環(huán)境因素，1940年男性每毫升精液平均精子量為1.2億只，到1990年己下降至0.66億只，近年還在下降。郭教授預(yù)言，如無良好改善，至2040年，人類可能喪失生育能力;據(jù)統(tǒng)計，我國每年有11萬人因IAQ不好而導(dǎo)致死亡；據(jù)《健康時報》報道，由中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會組織召開的首屆“全國室內(nèi)空氣質(zhì)量與健康學(xué)術(shù)研討會”透露：目前發(fā)展中國家有近200萬例超額死亡可能由IAQ不好所致，全球約4%的疾病與此相關(guān)［2］。室內(nèi)環(huán)保在工作效率及社會經(jīng)濟方面的影響：美國“職業(yè)安全及健康管理局”估計因室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量惡劣而導(dǎo)致每個員工每天損失14-15分鐘的工作時間，不僅損失了生產(chǎn)力，使成本上升，而且也導(dǎo)致醫(yī)療費用的增多，影響整個社會的經(jīng)濟利益；美國的另一項調(diào)查得知由于室內(nèi)環(huán)保惡劣而導(dǎo)致總經(jīng)濟成本的損失每年高達47-54億美元(沒有包括對建筑材料及各種器材的損失)；香港環(huán)保署的首份IAQ調(diào)查表明香港辦公室和公共場所的室內(nèi)環(huán)保不佳，造成醫(yī)療費、生產(chǎn)力和機電費的損失，每年高達176億元。鑒于此，人們己經(jīng)認(rèn)識到解決室內(nèi)環(huán)保問題的重要性與迫切性，室內(nèi)環(huán)保問題已成為當(dāng)前建筑環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)的一個研究熱點。課題研究目的及意義隨著人們生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求也日益提高，所以空調(diào)的應(yīng)用也越來越廣泛，然而為了節(jié)能，室內(nèi)封閉性也越來越高，從而導(dǎo)致了一些負(fù)面作用:20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外報刊雜志上頻繁報道SBS(SickBuildingSyndrom)建筑物綜合癥、BRI(BuildingRolatedIlliness)建筑物關(guān)聯(lián)癥和MCS(MultipleChemicalSensitivity)化學(xué)物資過敏癥等相關(guān)消息;進入信息年代以后，人們居住在室內(nèi)的時間大大的延長了，據(jù)估計，一個人平均90%的時間在室內(nèi)度過。特別2003年SARS非典型肺炎病毒的出現(xiàn)，我們更要加快對IAQ研究的步伐［3］。在參考閱讀了大量有關(guān)室內(nèi)環(huán)保的學(xué)術(shù)文獻后,了解到目前對IAQ的研究局限在以下幾個層次:(1)發(fā)現(xiàn)問題，但沒有解決問題;(2)提供了某一時刻的靜態(tài)結(jié)果，沒有給出長期的發(fā)展趨勢。隨著人們對室內(nèi)環(huán)保認(rèn)識程度的加深，以及健康保健知識的發(fā)展，人們不僅希望知道是什么污染物在作怪，更希望知道污染的濃度水平如何?這種濃度會對健康造成什么短期和長期危害?對存在的污染應(yīng)該如何控制治理?在當(dāng)前具備一定經(jīng)濟實力的情況下，人們愿意投入一定的資金，以換取一個良好的室內(nèi)環(huán)境。目前，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測具有費用低，速度快等優(yōu)點，但單純的監(jiān)測不能滿足高端用戶監(jiān)測和控制同時進行的需求，不能提供經(jīng)濟可行的控制措施，因此只有以控制作為監(jiān)測的后備支持，監(jiān)測工作才可以更深入持久地開展下去，才能達到監(jiān)測和控制的有機結(jié)合，盡快為人們創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境。另一方面，采用量化監(jiān)測和主觀調(diào)查結(jié)合的手段進行評價室內(nèi)環(huán)保，量化監(jiān)測是指直接測量室內(nèi)污染物濃度來客觀了解、評價室內(nèi)環(huán)保,而主觀評價則是指利用人的感覺器官進行描述與評判工作。本文基于量化監(jiān)測，提出“室內(nèi)多功能空氣品質(zhì)監(jiān)測儀”系統(tǒng)，此系統(tǒng)集監(jiān)測，顯示與報警于一體，利用MCU進行數(shù)據(jù)采集保證了前臺數(shù)據(jù)的及時、準(zhǔn)確，有利于進行全方位的評價。國內(nèi)外的研究狀況1.2.1國內(nèi)研究狀況人們最初認(rèn)識室內(nèi)環(huán)保問題，以人體排出的二氧化碳、體臭以及煙霧作為研究對象，并根據(jù)研究，提出了最小通風(fēng)換氣率。70年代，由于世界性范圍的節(jié)能，建筑物加強了氣密性，減少了新風(fēng)量，同時由于有機合成材料和新設(shè)備的廣泛使用，使得揮發(fā)性有機化合物大量散發(fā)，因此IAQ大大降低，出現(xiàn)了病態(tài)建筑綜合癥(SBS)等與此有關(guān)的病狀。自1986年開始，同濟大學(xué)的沈晉明教授一直從事IAQ方面的研究,他對上海許多辦公樓進行了主觀與客觀的研究，了解了IAQ的現(xiàn)狀，同時提出了IAQ評價的方法及標(biāo)準(zhǔn)，也提出了改善IAQ的策略；重慶建筑大學(xué)及其它相關(guān)單位的學(xué)者也提出IAQ對新風(fēng)量的確定及新風(fēng)處理的重要性［4］。我國對室內(nèi)環(huán)保的研究已有30多年，尤其是近十年我國投入大量的人力與物力，開展了大量實測工作與調(diào)查研究，主要有以下幾個方面:各種室內(nèi)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的制訂:我國近幾年才強烈意識到IAQ的重要性，但是國家沒有健全的相關(guān)法律、法規(guī)，這就為IAQ的評價及控制帶來了難度。近年來，許多政府部門開始進入原來主要是由衛(wèi)生部門主管的室內(nèi)環(huán)境領(lǐng)域。國家質(zhì)監(jiān)總局和建設(shè)部、環(huán)?？偩帧⑿l(wèi)生部等頒布了多部有關(guān)室內(nèi)空氣質(zhì)量、室內(nèi)裝飾裝修材料、監(jiān)測方法的標(biāo)準(zhǔn)，如《室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》、《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》和《室內(nèi)建筑裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量》等。各地成立了許多“室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心”并開展監(jiān)測業(yè)務(wù):如上海成立的經(jīng)上海市技監(jiān)局認(rèn)證的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測實驗室。全國各地召開多次與此相關(guān)的專業(yè)性會議:如2001年10月在長沙召開了由湖南大學(xué)、香港城市大學(xué)及國際能源組織、世界衛(wèi)生組織、國際建筑聯(lián)盟、ASHRAE等國內(nèi)外十幾個組織舉辦的“第四屆室內(nèi)空氣品質(zhì)、通風(fēng)與建筑節(jié)能國際學(xué)術(shù)會議”;1999年11月在番禺召開了由中國建筑學(xué)會暖通空調(diào)委員會通風(fēng)學(xué)組舉辦的“99，室內(nèi)空氣品質(zhì)改善措施研討會”；上海環(huán)境科學(xué)學(xué)會于1998年12月在上海召開了“上海室內(nèi)環(huán)境空氣污染防治和對策研討會”;中國科協(xié)工程學(xué)會聯(lián)合會成立了室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量專業(yè)委員會，于2001年5月在昆明召開了“全國首屆室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量研討會”，并在2002年11月在廣州召開了“全國第二屆室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量研討會”，其間還在上海、北京等地舉辦了多次專家論壇等。室內(nèi)各種污染物的監(jiān)測方法:一些常見的污染物的監(jiān)測方法比較成熟。但對于某些污染物，如可揮發(fā)性的有機物，還存在著一些問題。尤其各種材料中有機物的揮發(fā)過程不同，這就為準(zhǔn)確監(jiān)測某一些污染物帶來了困難。目前國內(nèi)對揮發(fā)性有機物的定性、定量主要采用儀器法，如色譜儀或色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀，還有以傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的各種測定儀。室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價:對室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價主要采用主觀和客觀評價相結(jié)合的方法。客觀評價可采用納米材料光觸媒分解VOC進行實測，但目前國內(nèi)產(chǎn)品的功能均不能達到要求?？陀^評價也可在具有強擾動的條件下，有組織通風(fēng)進行CFD和模擬試驗的比較，但CFD的計算分析結(jié)果要用實驗來驗證，該方法還在進一步研究中。室內(nèi)污染源的控制:我國目前對此方面研究較熱門。因為大量文獻表明室內(nèi)污染的主要來源是裝修材料，所以現(xiàn)有許多關(guān)于室內(nèi)裝飾裝修材料的標(biāo)準(zhǔn)相續(xù)出臺。我國的限量標(biāo)準(zhǔn)見附表。最可喜的是在污染源的控制過程中對IAQ提出了過程動態(tài)控制理念?？照{(diào)凈化技術(shù)研究:此項技術(shù)很必要，由于許多室內(nèi)環(huán)境處于嚴(yán)重的污染狀態(tài)，目前的凈化技術(shù)有機械過濾、靜電除塵和吸附劑等。研究主要在兩方面展開，一是發(fā)展高效吸附劑，二是開發(fā)新技術(shù)。室內(nèi)污染物對健康的影響:生物標(biāo)識物的研究:人們對IAQ的感知與許多因素有關(guān)。協(xié)同效應(yīng)研究:隨著分析手段的進步，可以監(jiān)測的污染物已有數(shù)百種，濃度不同，對人體的毒性各異。研究工作主要有兩方面:其一是對于引起明顯病癥的空間，確定主要的污染物;其二是監(jiān)測出污染物和種類后建立起對人體危害的預(yù)測模式。將各類污染物的毒性簡單相加是常用的處理方式，但各類污染物之間的協(xié)同效應(yīng)也時有發(fā)生，還要對此現(xiàn)象做深入的探討。建筑物綜合癥：目前關(guān)于這方面的研究較少，大多數(shù)只是對綜合癥產(chǎn)生的原因及癥狀進行介紹。主要原因是新風(fēng)量及質(zhì)沒達到要求。暖通界目前正在致力解決此問題。但是與國外相比，我國實測與調(diào)查研究的規(guī)模還較小，深度還不夠。在理論研究上缺少多學(xué)科的綜合研究，難以進一步的突破［5］。國外研究狀況1978年，丹麥哥本哈根召開了關(guān)于室內(nèi)空氣品質(zhì)的國際會議(InternationalConferenceonIndoorAirQualityClimate),并決定以后每三年舉行一次。80年代中期，美國EPA的工作重點由室外大氣轉(zhuǎn)向室內(nèi)空氣。西方各國，包括歐共體和北大西洋公約組織成員國也開展了室內(nèi)環(huán)保的研究。1991年，ASHRAE與國際建筑研究學(xué)會(CIB)聯(lián)合舉辦了健康建筑與IAQ的國際會議(HealthyBuilding/IAQ'91),1997年，該會議在華盛頓召開，目的是為了獲取信息，使會員對室內(nèi)環(huán)保和SBS在各類非工業(yè)建筑中的狀況了解。從1992年開始，己有34場以室內(nèi)環(huán)保為主題的國際性會議在美國召開。此外與此相關(guān)的國際組織、國際會議、刊物及網(wǎng)站也很多。90年代早期，美國開始采用ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-1981規(guī)定，提高2-4倍的新風(fēng)量，而且按照ASHRAE62-1989標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，相對濕度控制在30%-60%,并首次提出了可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)(acceptableindoorairquality)和感受到的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)(acceptableperceivedindoorairquality)等概念.此外，在美國能源部的推動下，美國燃?xì)庋芯克?IGT)、

國家太陽能研究所、伊里諾理工學(xué)院、佛羅里達太陽能研究中心、喬治亞理工學(xué)院和密蘇里大學(xué)都投入了大量人力、物力進行廣泛除濕技術(shù)研究，來提高IAQ。其它經(jīng)濟發(fā)達國家也十分重視IAQ的研究。如英、日、歐洲諸國都投入了較大的力量，甚至由政府出面，聯(lián)合有關(guān)管理部門組成由暖通空調(diào)工程設(shè)計人員、建筑物業(yè)主和安全衛(wèi)生人員構(gòu)成的研究班子，對IAQ問題進行理論研究、實際分析和大量的實驗，并且開展了對IAQ的主觀評價和有關(guān)參數(shù)的測定。綜觀70年代末以來召開的IAQ的國際學(xué)術(shù)會議的論文集可以了解到，國際學(xué)者研究方向主要是：IAQ對人體的健康、舒適、行為功能、效率的影響；IAQ的特征、建筑物與空調(diào)系統(tǒng)對IAQ的影響等；同時也進行了多方面、多學(xué)科、全方位的深入研究[6]。便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀的工作原理便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀的工作原理如圖1所示。室內(nèi)空氣中有害氣體甲醛、苯、氨分別通過傳感器1、傳感器2、傳感器3輸出一個與甲醛、苯、氨濃度相對應(yīng)的電流信號,該信號通過多路轉(zhuǎn)換器分時間段進行I/V轉(zhuǎn)換,最經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入CPU[1]。CPU對采樣值進行數(shù)字處理后驅(qū)動顯示器分別顯示出被測室內(nèi)空氣中的甲醛、苯、氨的濃度值。若被測室內(nèi)空氣中甲醛、苯、氨的濃度超過國家標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)定的危險值時報警電路發(fā)出聲光報警信號,同時啟動排風(fēng)設(shè)備或接通光觸媒燈管。當(dāng)計算機控制系統(tǒng)需要改變A/D轉(zhuǎn)換的采樣時間時,只要發(fā)出相應(yīng)信息,便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀即可將測量時間經(jīng)串行口及通信電路進行更改?？删幊炭撮T狗監(jiān)控電路＜CPU可編程看門狗監(jiān)控電路＜CPU圖1便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀工作原理硬件電路設(shè)計為了滿足用戶的需要,能夠進行簡單便捷的操作,同時還要兼顧體積小、耗電少、精度高的要求,使系統(tǒng)具有抗干擾能力強的特點。硬件電路設(shè)計中盡可能選用功耗小、性能穩(wěn)定的集成電路。2.1微控制器AT89S52微控制器是便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀的核心,它完成監(jiān)控儀的功能設(shè)定、測量對象的選擇、信號處理存儲、狀態(tài)信息的顯示、數(shù)據(jù)通信、輸出、顯示、報警等功能。相對于AT89系列單片機，選擇通用性強、功耗小、性能良好的8位AT89S52微處理器芯片。它與MCS-51兼容，具有8kB的FLASH存儲空間、2kB的E2PR0M、256字節(jié)的片內(nèi)RAM、兩個16位的定時器/計數(shù)器、可編程串口通訊、可編程看門狗定時器WDT、6個中斷源等特點,大大簡化了電路的設(shè)計［2］。傳感器傳感器工作原理傳感器元件是準(zhǔn)確檢測甲醛、苯、氨氣氣體濃度的關(guān)鍵。定電位電解式傳感器是一種濕式電化學(xué)氣體傳感器，它通過測定氣體在某個確定電位電解時所產(chǎn)生的電流來測量氣體濃度。傳感器共有三個電極(活性電極、參考電極、計數(shù)電極)，浸在液體電解液中，整體密封在一個防化學(xué)腐蝕的塑料殼體中，目標(biāo)氣體通過活性電極鄰近的一個氣體可滲透薄膜向傳感器內(nèi)部擴散。傳感器的工作過程為:被測氣體由進氣孔擴散到工作電極表面，在工作電極、電解液、對電極之間進行氧化或還原反應(yīng)。其反應(yīng)的性質(zhì)依據(jù)工作電極的熱力學(xué)電位和被分析氣體的電化學(xué)性質(zhì)而定。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。流出和流向工作電極的電流與被分析氣體的濃度值成正比［3］?；钚噪姌O材料的選擇原則是:該材料應(yīng)對目標(biāo)氣體具有最優(yōu)敏感性，而交叉敏感度則應(yīng)降至最低。在活性電極和計數(shù)電極之間的電壓要預(yù)先調(diào)整好，并由一個外部電壓電路保持，其中參考電極作為電路的反饋控制。相對于選擇性而言，由于每一種目標(biāo)氣體都有其各自獨特的電解電壓，因而傳感器的響應(yīng)可以得到進一步優(yōu)化。傳感器的輸出是一個正比于氣體濃度的線性電壓差⑷。最后與前置放大器匹配使用轉(zhuǎn)換為4?20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號。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)過較好的匹配才能體現(xiàn)出來。其指標(biāo)主要有:輸出信號、電極電位、響應(yīng)時間、響應(yīng)線形度、測量重復(fù)性、抗干擾性、傳感器期待壽命?？蓪⑸鲜鎏匦灾笜?biāo)分為靜態(tài)和動態(tài)兩大類［5］。靜態(tài)特性是指傳感器在被測量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時，輸出量和輸入量之間的關(guān)系，包括溫度漂移、線性相關(guān)度、零點漂移、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性、準(zhǔn)確性、選擇性等。動態(tài)特性是傳感器對時間變化的輸入量的響應(yīng)特性、通常指響應(yīng)時間。為了減小定電位電解傳感器存在的交叉反應(yīng)，提高抗干擾能力，可以采用主動和被動的方法。1)主動方法:合理的電極電位可以使其減小到最低程度;利用傳感器矩陣;用計算機軟件。2)被動方法:在傳感器上安裝過濾膜，或針對不同的傳感器設(shè)計不同的過濾器。2.3多路轉(zhuǎn)換電路采用集成的CD4051芯片實現(xiàn)多選一的功能,即實現(xiàn)CPU對室內(nèi)空氣中有害氣體甲醛、苯、氨的檢測值進行分時采集數(shù)據(jù)。其啟動地址由AT89S52的P2.6和P2.5來決定。圖2是CD4051與AT89S52具體硬件電路圖。

圖2CD4051與AT89S52硬件圖2.4I/V轉(zhuǎn)換電路由于傳感器輸出是標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA的電流信號,為了滿足后續(xù)電路的需要采用兩個運算放大器組成I/V轉(zhuǎn)換電路,采用RCV420集成芯片。同時有效地抑制了輸入信號間的共模干擾和串模干擾。圖3是RCV420與后繼放大電路的原理圖。A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路采用AD公司生產(chǎn)的AD574芯片，它是快速型12位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，無需外接元器件就可以獨立完成A/D轉(zhuǎn)換功能。轉(zhuǎn)換時間15ps~35ps,可以并行輸出12位,也可以分8位和4位兩次輸出。因止匕大大簡化了AD574與CPU接口電路，同時轉(zhuǎn)換速度快,而且功耗小。通信電路為了對所采集的數(shù)據(jù)進行進一步詳盡的處理（如分析評估、打印存檔、繪制曲線圖表、根據(jù)外界環(huán)境修改報警設(shè)定值等），需要將數(shù)據(jù)從監(jiān)控儀送到計算機。采用通用的MAX232集成芯片與AT89S52的RXD和TXD構(gòu)成串行通訊口，它具有遠距離、低功耗、高可靠性的調(diào)制解調(diào)芯片,使用該芯片編程容易、外圍電路簡單,通信距離可達15米,遠遠大于其它常用通信芯片的距離，并且小信號傳送穩(wěn)定可靠，克服了模擬傳送中小信號失真大的缺點，滿足使用要求。圖3RCV420的硬件電路圖2.7可編程看門狗電壓監(jiān)控電路可編程看門狗電壓監(jiān)控電路選用X25045,該器件將四種功能合為一體，即上電復(fù)位控制、看門狗定時器、降壓管理以及具有保護功能的串行EEPROM,具有省電特性。在看門狗打開時，電流小于50pA;在看門狗關(guān)閉時，電流小于1050pA。它有助于簡化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計，減少印制板的占用面積,提高可靠性。軟件設(shè)計監(jiān)控儀的系統(tǒng)軟件采用單片機C語言編制。為了方便程序調(diào)試和提高可靠性，軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計方法,主要包括初始化程序、主程序、定時中斷服務(wù)程序、串行口中斷服務(wù)程序、各子程序模塊等。主程序完成系統(tǒng)初始化，打開多路轉(zhuǎn)換開關(guān)