基于CANOpen网络的CO2浓度采集节点的设计与实现.pdf

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1、·信息技术·王凯，等·基于CANOpen网络的CO：浓度采集节点的设计与实现基于CANOpen网络的CO2浓度采集节点的设计与实现王凯，曹静雯，谈英姿，许映秋。(1．东南大学自动化学院，江苏南京210096；2．南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京210044；3．东南大学机械工程学院。江苏南京210096)摘要：研究了基于CANOpen网络的CO2采集系统。该系统可分为CO2数据采集模块、信号调理模块、A／D采集模块、CANOpen通信模块、串口测试模块和电源模块，主控制器为MC9$08DZ128。本系统

2、可作为CANOpen从节点挂栽到CANOpen网络上。测试结果表明，本传感器能够对CO：浓度信息进行实时准确的检测和可靠网络传输。关键词：CO2传感器；CANOpen协议；MC9S08DZ128中图分类号：THI2；TP39文献标志码：B文章编号：1671—5276(2013)03—0097．04CoConcentrationAcquisitionNodeDesignBasedonCANOpenWANGKai，CAOJing．wen，TANYing．zi，XUYing．qiu(1．AutomationSchoo

3、l，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China；2．SchoolofInformationandControl，NanjingUniversityofInformationScience&Technology，Nanjing210044，China；3．SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Thispaperintroducesthecarbondioxid

4、e(CO2)acquisitionsystembasedonMC9S08DZ128andCANOpen．ThesystemcanbedividedintoCO2dataacquisitionmodule，signalconditioningmodule，A／Dacquisitionmodule，CANOpenmodule，testmod-uleandpowermodule．ModulecanbeusedasaslaveCANOpennodeandhasaveryhighefectivenessandaccura

5、cy．Keywords：CO2；CANOpen；MC9S08DZ128合用于便携设备上或者组成多传感器监测网络。本文选0引言用固态电化学型传感器来进行CO：浓度测量，该种类型传感器需要预热时间较长，但是体积小、成本低。二氧化碳是一种温室气体，它的浓度是体现环境空气本文以飞思卡尔MC9S08DZ128芯片为核心控制器，品质的一个很重要的指标，若大气中的CO含量过高会采用TGS4160作为CO传感器J，设计实现了基于CAN．对人类赖依生存的地球造成威胁，大气中CO：的正常含Open协议的CO：浓度采集节点，提高数据

6、传输的可靠性，量是0．03％，当CO：的浓度达到l％会使人感到气闷、头方便组成传感器检测网络以及挂载到移动设备上对CO昏、心悸，达到4％～5％时人会感到气喘、头痛、眩晕，而达浓度进行检测。到10％的时候，会使人体机能严重混乱，使人丧失知觉、神志不清甚至呼吸停止而死亡】J。公共场合由人体呼吸1系统硬件设计排出的大量二氧化碳气体会使局部CO：浓度变高，因此，在医院、学校等人口密集的环境中设置CO，监控设备可图1所示为本系统硬件框图，CO：传感器TGS4160输以有效地监测和改善空气品质，为人们提供更好的生活环出信号

7、通过信号调理电路送到MC9S08DZI28的AD端口境J。另外，在灾难后的救援环境中，二氧化碳浓度也是用来检测某一区域内是否有生命活动的重要特征之一。二氧化碳浓度测量主要用于环境监测和生命体征提取。工业现场或大型公共场所需要通过多点监测的方式组成CO：检测网络并进行长线传输；救援设备携带二氧化碳检测模块作为传感器网路从节点提取生命体征，但传统串口传输方式不能满足网络及长线传输J。最常用的CO：浓度检测方法是非色散红外吸收法J，该方法精度很高，但是体积庞大且造价昂贵，不适基金项目：国家自然科学基金资助项目(610

8、75090)图1系统硬件框图作者简介：王凯(1988-：)，男，江苏南通人，硕士研究生，研究方向为分布式控制。MachineBuildingAutomation，”2013，42(3)：97～100·97··信息技术·王凯，等·基于CANOpen网络的CO：浓度采集节点的设计与实现进行AD转换，单片机对Al1)转换的值进行处理滤波，最终计算得到CO：浓度值。CANopen模块负责单片机