便携式低氧帐篷自动监控系统设计与开发

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1、摘要高原低氧训练在提高运动员成绩的同时也存在不少弊端。随着各种低氧技术的产生，人们成功地实现了高原低氧环境的模拟。但是国内的相关研究还不成熟，低氧环境自动控制功能还不完善，国内对低氧帐篷的研究也才刚刚起步。传统的人工控制低氧环境很难达到要求，基于凌阳16位单片机开发了一套便携式的低氧帐篷氧浓度自动监控系统。该系统选择轻便耐用、性价比较高的设备，因此其便携性和实用性也更加突出。与以往流量控制系统中控制阀门开度大小的控制方式不同，系统采用控制阀门开通时间来调节氧气浓度的控制策略：当氧气浓度误差较大时采用直接打开或关闭阀门的控制方

2、式，当误差较小时采用模糊控制方式。设计了一个双输入单输出的模糊控制器，通过模糊控制器量化因子和比例因子随系统偏差的自适应调整，改善了系统的稳态性能。先从整体上介绍了监控系统的框架结构，接下来对系统进行分析与设计。硬件部分设计了系统信号转换电路、阀门驱动电路等；软件部分给出了主程序及各功能模块的流程图。系统实现了低氧帐篷氧气浓度的自动监控和二氧化碳浓度的实时监测以及历史数据查询、异常情况报警等功能。最后，对系统功能和性能进行了测试。实验结果表明，开发的低氧帐篷系统可将帐篷内的氧气浓度快速稳定在允许的误差范围内，实现了无人值守时

3、氧气浓度自动调节功能。关键词：低氧训练；低氧帐篷；便携式；模糊控制；自动监控ABSTRACTAltitudehypoxictraininghassortsofshortcomingswhileenhancingathleteperformance．Withtheinventionsofvariouskindofhypoxictechnique'peepleachievethesimulationofhighaltitudehypoxicenvironmentsuccessfully·Butimmaturetechnologi

4、es，incompleteautomaticcontrolsystemofhYPoxlcenvironmentandearly．stagehypoxictentstudyindomesticarethequestlons·Fortraditionalmanualcontrollingmethodisnotperfect，thispaperdeveloPsaportablehypoxictentautomaticmonitoringandcontrollingsystemof0xYgenconcentrationbasingo

5、nSunplus16一bitmicroeontroller·Itsportabilityandpracticalityareprominentbychoosingportableandendurabledeviceswith10wcostandhighquality．Regulatingoxygenconcentrationisimplementedbycontrollingopeningtimeofelectromagneticvalveinmaximumopeningsize，differingtrompreviousf

6、lowcontrolsystembycontrollingopeningsize．ElectromagneticvalveISopenedorcloseddirectlywhilelargeoxygenconcentrationerror，otherwisefuzzycontrolisadoptedforaccuratecontr01．Adouble’inputandsingle-outputfuzzYcontrollerwithalterablevariableuniverseisdesigned．Thesystemste

7、adystateperf0珊anceisimprovedbyQuantificationfactorandproportionfactorself-adj}ustingwithsystemerror．Afterintroducingthewholearchitectureofthesystem，thispaperPresentsdetaileddesignwork．Forhardwarepart，maincircuitsaredesignedincludingsignal3concertingcircuitanddriven

8、circuit，eta1．Forsoftwarepart，mainandsubroutineprogramflowchartsaregivenoutwithdetailedexplanation，andthesystem勺functionsofdatadisplayandquerying，