低功耗便攜式室內甲醛檢測儀器的設計是否科學？房間、辦公室、賓館、飯店、商場等場所使用的裝修材料中含有大量的甲醛等有害化學成分，常引起眼喉疼痛、皮炎等一系列健康問題，習慣上稱為“裝修病”，其中甲醛可視為罪魁禍首。而且甲醛是潛在的致癌物，對人體健康有害。現代家庭使用的天然氣和液化氣可能會泄漏，引起爆炸。因此，設計一種低功耗的便攜式室內甲醛檢測系統具有廣泛的應用價值。
1 室內甲醛檢測系統重要組成及工作基本原理
室內甲醛檢測系統由 msp430f5529單片機、傳感器、 a/d 轉換模塊和液晶顯示模塊組成。通過 mq138型甲醛傳感器檢測室內空氣中甲醛濃度，通過 ms2200co 型傳感器檢測一氧化碳氣體，通過 mq135型傳感器檢測室內空氣中其他有害氣體和可燃氣體，am2301型溫濕度傳感器對現場溫濕度進行實時監測，采用 msp430單片機與模擬 d 轉換器對傳感器信號進行數字轉換，利用分段液晶顯示甲醛測試結果。室內甲醛檢測系統結構如圖1所示:
2 硬件電路設計
of MSP430F5529功能介紹。MSP430F5529是一款超低功耗、精簡指令集的16位混合信號處理器。尋址方式豐富，運行速度快，***可達25MHz。當室內甲醛檢測系統處于省電低功耗狀態時，中斷喚醒只需5μs；且體積小、電壓低、功耗低，適用于需要電池供電的便攜式儀器。此外，內置A/D轉換器的分辨率達到12位，提高了轉換精度，使測甲醛更加準確。內置的模數轉換器進一步降低了功耗。
2.2 MQ138甲醛進行檢測室內甲醛檢測系統傳感器。MQ138傳感器的敏感信息材料是活性具有很高的金屬氧化物半導體，當在空氣中加熱到一定工作溫度時，發生化學氧化技術反應，氧原子吸附研究電子產品變成氧負離子，濃度水平升高。遇到問題還原氣體時氧負離子因發生還原反應從而導致其表面質量濃度達到降低。MQ138傳感器通過模擬控制信號和電平信號能夠同時我們輸出，模擬量輸出隨濃度不斷增加而增加，濃度越來越高電壓越高。用于中國家庭、環境的揮發物探測裝置，適宜于醛、醇、酮、芳族化合物的探測，氣敏感元件分析甲醛測試不同濃度影響范圍：苯 1 to 100ppm、甲苯10 to 100ppm、甲醛 1 to 10ppm。MQ138甲醛檢測生物傳感器網絡測甲醛電路原理圖設計如圖2所示。
2.3 MQ135空氣質量檢測傳感器。
2.4 ms2200co 探測傳感器。Ms2200co 傳感器用于檢測一氧化碳氣體，工作溫度在 -10ー60 °c，檢測濃度范圍為0ー1000ppm (co 氣體) ，對一氧化碳、煙霧、 hc 揮發性氣體具有較高的靈敏度，可用于此類氣體的定性檢測，使用壽命長，可靠性和穩定性好。Ms2200co 檢測傳感器測甲醛示意圖如圖4所示。
2.5 AM2301溫濕度傳感器。AM2301傳感器，又稱DHT21傳感器，是一種具有校準數字信號輸出的復合溫濕度傳感器。傳感器包括電容式濕度傳感器和NTC溫度傳感器，與高性能單片機相連。
2.6 報警信息室內甲醛檢測系統。為了使本室內甲醛檢測系統對室內環境空氣質量品質的監測技術更為學生直觀，采用了由顯示屏和一個通過蜂鳴器構成的聲光報警模塊電路。其中企業對應每一種有毒氣體都有一紅一綠兩個不同發光二極管可以與其進行對應，正常發展情況下選擇對應我國綠色的發光二極管亮，蜂鳴器不響；當氣體的濃度超標時，對應紅色的發光二極管亮，并啟動蜂鳴器。
2.7 a/d 轉換器。氣體傳感器發出的信號是模擬信號，而微處理器 msp430f5529只能處理數字信號。因此，由于模擬電壓變化范圍為0 ~ 3v，采用 msp430f5529單片機進行模數轉換。
MSP430F5529要求輸入模擬量:信號為單極性，電壓范圍為0-3 V，信號太小必須放大；在轉換過程中，輸入模擬量應保持不變。如果模擬量變化太快，應在輸入前增加一個采樣保持電路。ADC0809的定時接口是51系列單片機的標準總線接口，操作簡單。至于內存或I/O操作，A/D轉換精度為8位，符合本課題要求。輸入模擬電壓0 ~ 3 V，一次A/D轉換時間100 μ s。
2.8 超低摩擦功耗。MSP430F5529繼承了MSP430單片機具有超低電壓功耗的特點，可以通過軟件進行配置6種超低功耗管理模式，其處理室內甲醛檢測系統功耗（1.8～3.6V，0.1?A/Power-down，0.8?A/Standby，250?A/MIPS）和口線輸入漏電流（***50mA）在業界發展都是一個***的?？梢缘玫綕M足使用本室內甲醛檢測系統對超低功耗的要求，實現中國電池企業供電。
2.9 LCD模塊。
3軟件電路分析，室內甲醛檢測系統軟件流程。
4 室內甲醛檢測系統實驗方案
4.1設計溫濕度檢測模塊實驗方案。選擇AM2301模塊對現場溫濕度進行實時監測，并將測甲醛數據與標準溫濕度計進行對比，室內甲醛檢測系統的測甲醛精度。
4.2 有毒氣體進行檢測功能模塊可以設計通過實驗研究方案。有害氣體檢測管理模塊與MSP430單片機作為連接，利用基于單片機內置的A/D轉換器將氣體檢測傳感器網絡模塊輸出的氣體濃度數據信息轉換為數字控制信號，并在顯示屏上顯示出來，將顯示出來的值與標準有害氣體濃度相比較，安全室內甲醛檢測系統工程測甲醛準確度。
5 結束語
低功耗便攜式室內甲醛檢測儀器的設計是否科學？檢測室內甲醛氣體濃度和可燃氣體(甲烷、丙烷等) ，也檢測室內溫度、濕度，實時顯示測甲醛濃度讀數、溫度、濕度讀數。體積小，重量輕，攜帶方便; 電池供電，耗電少，價格低; 適用于家庭室內甲醛檢測系統。
浙公網安備 33018502002127號
