室内有害气体监测系统设计研究

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1、室内有害气体监测系统设计研究　　摘要：目前人们除了关心室外大气污染以外，也开始将关注点放在了室内空气污染方面，为了实时监测出室内空气的有害气体，笔者提出了一种室内有害气体的监测系统设计思路，可以对室内有害气体参数进行实时观测。该系统集成了有害气体的检测传感器，同时设置了集成电路，其在运行中可以对有害气体如甲烷、一氧化碳、甲醛等浓度进行检测，当有害气体浓度达到一定的限定值后，监测系统将发出警报，提醒人们及时对此做出处理。笔者在文中对该系统架构设计及功能实现简要论述，并对其应用进行相关探讨。　　关键词：有害气体；监测系统；设计；研究　　中图分类号：TP3

2、91文献标识码：A　　0.引言　　目前市面上有许多种类的室内有害气体监测系统，但是大多数仪器都存在操作较为复杂，成本较高等缺点，导致了该系统难以普及到家庭之中，仅有部分专业机构才会安装该系统。然而目前许多家庭在买房后对房间进行装修，却难以对装修材料散发出的有害气体引起注意，长此以往很容易患上慢性疾病，因此安装室内有害气体监测系统是十分必要的。笔者对此提出一种适合家庭的经济、便捷的有害气体监测设备，其采用传感器作为核心，具有较高的性价比，能够在日常生活中保护用户人身健康。　　1.研究背景分析6　　随着人们生活水平的提高，加之房产“热潮”愈演愈烈，许多家

3、庭开始疯狂购房，并对其进行装修，然而市面上的装修材料质量良莠不齐，很容易在室内散发出有害气体。据统计，每年因为室内空气污染而死亡的人数已达到11.1万人，可谓是一个非常庞大的群体。一般来说，室内有害气体的来源包括两方面：一是现代化社会需求大，工业发展十分迅速，各类石油、化工、消防、火电厂、医药等厂房向大气排放各种有害气体，这些气体严重影响了厂房工人和附近居民的身体健康，对此，工厂一定要改变原来的排污方式，保证居民的居住环境绿色、健康；二是现代化社会的物质水平提高，人们对室内的装修要求提高，然而各种新式的装修材料中正隐藏着大量的有毒气体。基于以上的原因

4、，目前社会中部分家庭空气质量较差，而仅仅依靠自己的感官是无法判断其是否有害，对此多数科研人员进行了研究，设计出了一套室内有害气体监测系统。过去的系统设计具有操作复杂、价格昂贵的特点，导致了该监测系统并未在普通家庭得到普及。因此，笔者对原系统重新进行改良，设计了一套适合普通家庭使用的有害气体检测系统。　　2.系统整体架构　　2.1整体架构　　（1）整个系统的框架由六大模块组成，每个模块都有自己对应的功能：　　控制模块，该模块采用的是ATmega16单片机设备，它可以大大地提高系统代码的运行效率，比一般的控制模块提高约10倍以上的数据吞吐率。6　　（2）

5、显示电路，其选用了LCD12864显示屏，为中文字库型系统，适用于中国居民使用，电路可以将处理后的结果显示在屏幕上，给用户直观的感受。　　（3）电源模块以及报警模块，电源模块采用USB供电，具有方便使用、节约用电的效果；报警模块则采用普通的蜂鸣器和发光二极管，在有害气体浓度超出指标时进行报警，报警模式为发光和声响交替，能够起到提醒用户的作用。　　（4）传感模块，其内部安装有感应不同气体浓度的传感器，可以对空气中有害气体的浓度进行感应，传感器再将得到的信息传递给单片机，而单片机会把信息传递给报警器和显示屏幕，让整个系统得以循环运行。　　（5）独立键盘模

6、块，该模块设立了3个键来检测有害气体的浓度状况并将其，另外还设有其他的键可重启整个系统，使得系统可以反复地进行。　　（6）GSM模块，该模块选用了SIM900A芯片，其主要功能是在浓度达到限定值后，将已设定好的通知短信发送给用户，以此来通知用户空气中有害气体的浓度达到限定值，并做出相应的处理。　　2.2功能实现　　该系统分为6个模块，各个模块相互独立又相互联系。系统启用后，传感器开始工作将收集到的信息传递给单片机，单片机将信息处理了以后再将信息显示在显示屏上，如果超标的话，报警器会开始工作，这样就构成了一个完整的系统，该系统的功能得以实现.　　3.系

7、统设计6　　3.1硬件设计　　本系统主要由6个模块组成，分别为：控制芯片、显示、传感器、独立键盘、供电以及GSM等，整个系统的结构如图1所示。系统的控制核心采用了ATmega16单片，并且融合了MQ-7、MQ-138和MQ-2等系统来分别监测一氧化碳、甲醛以及甲烷的浓度，通过浓度来判断该气体目前对人体的危害程度。在浓度判断结束后，系统将会把采集的数据传递给单机片，当数据到达后，单机片会对这些数据进行分析处理，处理后会将结果传到显示屏，如果浓度达到限定值，则报警器就会响，以此来提醒用户室内空气中的有害气体浓度已经超标，有助于人们及时做出处理（开窗通风，

8、暂时离开）。报警器采用普通的有源蜂鸣器设备，指示灯则选用发光二极管，供电模块采用USB接口，GSM模块采用S