便攜式語(yǔ)音環(huán)境參數測試儀設計

發(fā)布時(shí)間:2010-8-13 11:45    發(fā)布者:lavida
關(guān)鍵詞: 測試儀 , 語(yǔ)音
1 引言  

人們健康意識和環(huán)保意識的逐漸增強使環(huán)境參數及其對身體的影響日益受到關(guān)注。然而現實(shí)生活中人們常常身處煤氣、香煙、酒精等有害氣體的包圍之中,但因沒(méi)有合適的測量?jì)x器或因專(zhuān)業(yè)的測量?jì)x器過(guò)于昂貴而不能方便地得知身邊環(huán)境中的各種參數值,因而無(wú)法知曉環(huán)境參數是否會(huì )對身體或環(huán)境構成危害。這里介紹一種多功能環(huán)境測量?jì)x的設計方法,該測量?jì)x廉價(jià)、實(shí)用、便攜,并有語(yǔ)音播報測量值及有害氣體越限報警等多種功能。  

2 總體結構與工作原理  

該測量?jì)x以凌陽(yáng)16位單片機SPCE061A為控制核心,光線(xiàn)、溫度、濕度、氣體傳感器將獲得的環(huán)境信息量轉換為模擬電信號,經(jīng)A/D轉換器轉換為對應的數字信號后交由CPU處理;CPU實(shí)時(shí)計算測量值并將結果送液晶顯示器顯示,同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音播報。  

設有鍵盤(pán)、紅外接收電路、人工復位和自動(dòng)上電復位以及硬件看門(mén)狗電路。SPCE061A內部帶有A/D、D/A轉換模塊,可以方便地實(shí)現模/數轉換和語(yǔ)音播報功能。系統總體結構如圖1所示。  



  


3 硬件電路設計  

3.1 溫度光線(xiàn)模塊  

溫度傳感器采用R450型負熱電阻,光線(xiàn)傳感器采用高靈敏度光敏電阻,該溫度傳感器和光線(xiàn)傳感器線(xiàn)性化較好,尤其在室內環(huán)境下,且阻值隨外界物理量的變化較明顯,因而可省去中間放大電路直接與單片機10A端口相連。光線(xiàn)溫度測量模塊電路如圖2所示。整個(gè)電路由6 V電池供電,2 V的穩壓管為A/D轉換電路提供2 V基準電壓.可調電阻R1用來(lái)校準由溫漂和電源電壓降低引起的基準電壓的降低,R4與R6串聯(lián),光線(xiàn)強度的變化通過(guò)風(fēng)分壓值的變化反應,并輸入到單片機的 IOAO端口,進(jìn)行A/D轉換。IOA端口設置為懸浮輸入口,在單片機中定義變量iLM,光線(xiàn)測量得到的電壓數據存放在iLM中,并根據iLM判斷光線(xiàn)太強、太弱還是柔和。每1 ms取1次A/D轉換數據,共取10次是為在100 Hz的自然光的一個(gè)周期中都能取到數據。取10次測量平均值查表得到光強。溫度測量與光線(xiàn)測量原理基本相同。該模塊電路原理如圖2所示。  



  


3.2 氣體測量模塊  

新型半導體氣體傳感器TGS2600能夠靈敏地感知空氣中的低濃度污染物的異味,如空氣中的低濃度香煙污染物和其他異味,對H2、CO等有較高的敏感度。該傳感器能檢測到幾個(gè)ppm級H2含量,傳感器基本測量電路如圖3所示。此傳感器要求有兩個(gè)電壓輸入:加熱器電壓VH和電路電壓VC1。加熱器電壓VH加于集成加熱器上以保持傳感器在一個(gè)特定的最佳感應溫度。電路電壓VC1被加載以便于測量與氣敏元件串聯(lián)的負載電阻電壓Vout。輸出電壓經(jīng)IOA4端口直接輸入單片機進(jìn)行A/D轉換。  



  


3.3 濕度測量模塊  

由于濕度傳感器HS1101是電容式的,所以要測量其電容值,利用單片機無(wú)法直接讀到,但利用SPCE061A的Feed-back功能可測得HS1 101所在RC電路的工作頻率,這樣就可計算其電容值。為減小誤差,利用固定電容C6和電阻Rs構成另一個(gè)Feedback電路作為濕度傳感器 HS1101的基準,如圖4所示。根據圖4中的參數,為使濕度傳感器HS1101的工作頻率盡量接近10 kHz,選擇一只620 kΩ的電阻和HS1101形成Feedback1;390 pF的電容作為基準和另一只620 kΩ電阻形成Feedback2。  



  


3.4 紅外發(fā)射接收模塊  

紅外發(fā)射接收采用38 kHz載波,具有功耗低、抗干擾、距離遠等特點(diǎn)。獨立的遙控器可以使人們在室內任何地方控制測試儀的播報、開(kāi)關(guān)機等功能。發(fā)射器由一塊凌陽(yáng)61板和一塊紅外發(fā)射電路組成。主程序調用鍵盤(pán)掃描程序讀取鍵值,如果是KEY1鍵按下,則調用KEY1發(fā)射程序,發(fā)射序列二進(jìn)制1000 0000;KEY2鍵按下,則發(fā)射序列1000 0001;KEY3鍵按下則發(fā)射序列1000 0010。接收電路通過(guò)IOA7端口輸入單片機,主程序在每次測量完成后對IOA7端口進(jìn)行掃描看是否有低電平起始信號到來(lái),若有則繼續接收,否則主程序繼續向下執行。系統上電后若接收到KEY1鍵發(fā)射序列.則開(kāi)始測量顯示;若接收到KEY2鍵發(fā)射序列,則播報當前溫度光線(xiàn)濕度值和有害氣體濃度值。 KEY3鍵可使系統進(jìn)入睡眠狀態(tài)以降低功耗。  

3.5 鍵盤(pán)顯示單元  

顯示單元選用128x64字符點(diǎn)陣液晶顯示屏SPLC501模塊組件,主要由LCD顯示器、 LCD控制板和偏壓產(chǎn)生電路組成。分4行依次顯示當前溫度值、光線(xiàn)強度、有害氣體濃度、濕度等信息,如圖5所示。鍵盤(pán)模塊主要用于設定報警門(mén)限值。 KEY1鍵為確定/取消功能,KEY2鍵為上調功能,KEY3鍵為下調功能。當KEY1鍵按下后溫度值會(huì )不斷閃爍,按下KEY2或KEY3鍵設定溫度閾值,設定好后再次按下KEY1鍵則光強值不斷閃爍,對光強閾值進(jìn)行設定,按同樣的方法設定氣體濃度和濕度閾值,當設定好后停止按鍵,2 s后系統自動(dòng)重新開(kāi)始測量。  



  


4 軟件設計  

軟件采用模塊化設計方法,由主程序及鍵盤(pán)處理、數據采集、報警、語(yǔ)音、液晶顯示和紅外接收等子程序組成。系統主程序流程如圖6所示,該程序是控制和管理的核心,系統上電后進(jìn)行初始化,完成后系統開(kāi)始正常運轉,進(jìn)行環(huán)境各參數的測定顯示及判斷超限報警等操作,然后檢測紅外接收是否有信號輸入并執行顯示和語(yǔ)音播報等功能。  



  

  


該系統溫度提醒上限為27℃,下限為16℃,光線(xiàn)強度分為20個(gè)等級,7級以下為光線(xiàn)太弱,16級以上為太強,太弱太強都會(huì )有語(yǔ)音提醒。有害氣體濃度分為 100個(gè)等級,20級以下為無(wú)害區,系統不會(huì )報警。20級以上系統會(huì )不斷進(jìn)行語(yǔ)音提醒,直到氣體濃度重新下降到20級以下。濕度在40%以下時(shí)不會(huì )提醒,在40%以上時(shí)系統會(huì )間斷提醒。在4個(gè)語(yǔ)音播報提醒的子程序中設定氣體播報為最高優(yōu)先級,因為有害氣體對人體危害最大,且最易出事故。另外系統外留有繼電器輸出接口,可控制外部應急設備,像排氣扇,燈光,加濕器等設備。根據不同地區不同環(huán)境參數的要求,系統簡(jiǎn)單易行的參數設定功能可滿(mǎn)足各種不同的環(huán)境需求,如蔬菜大棚,工廠(chǎng)車(chē)間等。此系統編譯環(huán)境為unSP IDE 2.0,使用匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言混合編寫(xiě),其中,中斷服務(wù)程序、A/D轉換及液晶顯示等相關(guān)底層程序由匯編語(yǔ)言編寫(xiě),其余像測量程序及語(yǔ)音播報等程序由C語(yǔ)言完成,程序量約22 KB。  

5 結束語(yǔ)  

按照上述原理研制出樣機。整個(gè)系統由測量、繼電器輸出控制、電池供電、紅外遙控器及顯示等5個(gè)模塊組成。經(jīng)實(shí)際測試,該系統對香煙、甲烷、酒精有非常靈敏的檢測報警能力,對溫度、濕度及光線(xiàn)的測定也均達到實(shí)用要求。該測量?jì)x可根據要求改變設定值,適合應用于家庭、溫室及公共場(chǎng)所的環(huán)境測量與安全報警,隨著(zhù)人們對生活質(zhì)量要求的提高,這種多功能便攜式測試儀將會(huì )有更廣闊的應用前景。此設計的創(chuàng )新點(diǎn)在于集室內環(huán)境與安全報警為一體,液晶顯示和語(yǔ)音播報非常具有人性化特點(diǎn),此外,紅外遙控功能使得使用更為方便。
本文地址:http://selenalain.com/thread-21233-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)在線(xiàn)工具

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页