基于红外传感器和ARM的大气有害气体浓度监测系统.pdf

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1、第24卷第3期传感技术学报VoJ．24N0．32011年3月CHINESEJOURNAI()FSENSORSANDACTUATORSMar．20l1MonitoringSystemforHarmfulGasConcentrationBasedonInfraredSensingandARMⅣWeijun．DINGWanshan(CollegeoJAutomationEngineering，NaagUniversityo厂Aeronautics&Astronautics，Nanjing2lO016，China)Abstract

2、：Areal—timedetectingtestingsystemforharmfulgasconcentrationwithinfraredlaserspectraldetectionprinciplecentralizingonARMmicroprocessor—S3C44B0isintroduced．Withthesufficientdemonstrationofthetestprincipleandmethods，theinf~at’edsensorfordensitydetectionisdesigned．ARM

3、hardwareplatformcentralizeson$3C44B0isdeveloped．ItconsistsofADconversionmodule，LCDdisplaymoduleandRS485communicationmodule．Comparedwiththetraditionalinstruments，ithasrapidrespondspeed，goodatrepetitionandhighaeeuracy．Experimentalresultsshowthat：testingprecisionupto

4、5X10～，itcanbewidelyusedtomonitorandforecastthesituationinthefieldofindustrialemissionsandatmosphericenvironment．Keywords：harmfulgas；infraredspectral；ARM；RS485；particlefilterEEACC：7230Cdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．03．002基于红外传感器和ARM的大气有害气体浓度监测系统术谭韦君，丁万山(南京航空航天大

5、学自动化学院，南京210016)摘要：介了以ARM处理器$3C44B0为核心、利用红外光谱原理对大气有害气体浓度进行监测的实时在线检测系统。通过对测试原和方法的充分沦证之后，设计了气体浓度检测的红外传感器。开发r以$3C44B0为核心，包括A／D转换模块、LCD液}示模块、RS485通讯模块等内的ARM【fJ央硬件处理平台。与传统的同类传感器相比，具有响应速度快、重复性好、高精度等优点．实验表明：测试精度可达到5×10，IT以广泛用于、I废气、大气环境等领域的监测和预报。关键词：有害气体；红外光谱；ARM；RS485；粒子

6、滤波中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)03—0321—04目前我国正处于j_『业化和城市化发展的加快时文介绍了一种运用LED发出的红外光测量大气有期，然而经济、～r业化的迅速发展，带来了各种工业废害气体浓度的检测系统，采用特定波长的半导体二气排放量的急剧增加和能源的骤减，导致_r环境的进极管作为光源，与之相配的光电二极管构成的光电一步恶化，严重阻碍了社会的可持续发展。其中排放传感器。系统选用基于ARM7核的$3C44B0作的二氧化碳(CO，)是“温室效应”的主要来源，二氧化为微处理

7、器，MAX1133作为系统的AD采集模块，硫(SO，)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)、硫化氢再辅以键盘模块和液晶显示屏，可脱离PC机独立(H，s)都是对人体有害的气体，对人体健康有极大危完成对有害气体浓度测量的显示和控制，另外还可害¨J。因此，研究并设计大气有害气体的监测系统对以通过RS485通讯模块进行远程传输。大气环境的监测具有重要的意义。l红外光谱检测的基本原理近年来同内外许多科研单位对监测大气有害气的浓度，开展了一系列的研究，而此类研究多采用接根据红外理论，许多化合物分子在红外波段都触式测量方法。南于接触式

8、传感器时『日J分辩率及空具有一定的吸收带，吸收带的强弱及所在的波长范问分辩率都有一定的限制，此同内外很多学者逐由分子本身的结构决定。气体分子的特征吸渐转向探索采用光学方法测量气体的组份浓度。本收带主要分布在1Ixm～25I．tm波长范同的红外区。项目来源：常州人电气有限公司项目收稿日期：2010-07—