本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種新型手持式多參數(shù)環(huán)境檢測記錄裝置。

背景技術(shù)：

人類大多數(shù)的時間都在室內(nèi)度過，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與人們的健康和工作效率息息相關(guān)，對室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測成為環(huán)境監(jiān)測研究領(lǐng)域廣泛關(guān)注的課題。為了改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，保護人類身體健康、提高工作效率，需要實時對環(huán)境進行監(jiān)測，但是市面上室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀測量參數(shù)相對單一，實時性以及測量準(zhǔn)確度無法兼顧，而且在檢測環(huán)境參數(shù)時，往往需要很多設(shè)備獨立使用，容易造成資源的浪費，增加了成本和功耗。

因此，為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計出一款結(jié)構(gòu)簡單，能實時對環(huán)境進行多項參數(shù)監(jiān)測，測量準(zhǔn)確度高，成本及功耗低的一種新型手持式多參數(shù)環(huán)境檢測記錄裝置，正是發(fā)明人所要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種新型手持式多參數(shù)環(huán)境檢測記錄裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，能實時對環(huán)境進行多項參數(shù)監(jiān)測，測量準(zhǔn)確度高，成本及功耗低。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種新型手持式多參數(shù)環(huán)境檢測記錄裝置，其包括有單片機、co氣體傳感器、so2氣體傳感器、hcho氣體傳感器、粉塵傳感器、紅外co2傳感模組、溫濕度傳感器、報警裝置，所述單片機分別連接有看門狗定時器、語音模塊、報警裝置、晶振電路、存儲模塊、lcd顯示屏、按鍵，所述單片機通過無線通訊模塊與pc機連接，所述co氣體傳感器、so2氣體傳感器、hcho氣體傳感器均通過信號放大電路與a/d轉(zhuǎn)換電路連接，粉塵傳感器、紅外co2傳感模組分別與a/d轉(zhuǎn)換電路連接，所述a/d轉(zhuǎn)換電路通過cpld信號預(yù)處理模塊與單片機連接，所述溫濕度傳感器通過cpld信號預(yù)處理模塊與單片機連接。

進一步，所述單片機選用atmega128芯片。

進一步，所述cpld信號預(yù)處理模塊選用epm7128芯片。

進一步，所述無線通訊模塊包括有wifi模塊和gprs模塊。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，測量準(zhǔn)確度高，成本及功耗低，選用cpld信號預(yù)處理模塊輔助單片機進行數(shù)據(jù)預(yù)處理、緩存，4種氣體、溫濕度和粉塵傳感器的信號，直接或經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后被cpld采集、預(yù)處理并緩存?zhèn)溆?，既保證了電路的抗干擾能力又保證了系統(tǒng)執(zhí)行速度，大大的提高了儀器的實時監(jiān)測功能。以單片機為核心對多種環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測具有多種監(jiān)控功能，可以分別通過多種傳感器采集溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)進行顯示和語音播報，如果超出限定范圍可以報警，并且可以通過按鍵進行控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明單片機及晶振電路連接圖。

圖3是本發(fā)明信號放大電路圖。

圖4是本發(fā)明a/d轉(zhuǎn)換電路圖。

圖5是本發(fā)明cpld信號預(yù)處理模塊電路圖。

圖6是本發(fā)明lcd顯示屏電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

參見圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)一種新型手持式多參數(shù)環(huán)境檢測記錄裝置，包括有單片機、co氣體傳感器、so2氣體傳感器、hcho氣體傳感器、粉塵傳感器、紅外co2傳感模組、溫濕度傳感器、報警裝置，單片機分別連接有看門狗定時器、語音模塊、報警裝置、晶振電路、存儲模塊、lcd顯示屏、按鍵，單片機通過無線通訊模塊與pc機連接，co氣體傳感器、so2氣體傳感器、hcho氣體傳感器均通過信號放大電路與a/d轉(zhuǎn)換電路連接，粉塵傳感器、紅外co2傳感模組分別與a/d轉(zhuǎn)換電路連接，a/d轉(zhuǎn)換電路通過cpld信號預(yù)處理模塊與單片機連接，溫濕度傳感器通過cpld信號預(yù)處理模塊與單片機連接。無線通訊模塊包括有wifi模塊和gprs模塊，裝置可通過wifi模塊或gprs模塊與pc機進行數(shù)據(jù)的傳送。

參見圖2是本發(fā)明單片機及晶振電路連接圖，本發(fā)明選用16m外部晶振電路。外部晶體振蕩器的穩(wěn)定性相對較好，在±20ppm左右，相對于復(fù)雜的專用芯片時鐘既能滿足系統(tǒng)的需求又能節(jié)約成本。

單片機采用atmega128芯片，atmega128單片機是信號采集、過程控制和數(shù)據(jù)運算的核心處理單元。各項被測信號傳到atmega128核心處理單元后，根據(jù)不同的要求進行相應(yīng)的算法處理。在算法處理上建立快速、高精度、高動態(tài)范圍的數(shù)學(xué)模型，把處理的結(jié)果通過lcd顯示屏實時顯示。當(dāng)某項指標(biāo)超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的預(yù)警范圍時，控制報警裝置發(fā)出報警以及控制相應(yīng)的環(huán)境改善儀器的進入工作狀態(tài)，以實現(xiàn)對環(huán)境的反饋控制，語音模塊可用來播報檢測數(shù)據(jù)結(jié)果。atmega128芯片內(nèi)部集成有一個與ieee1149.1規(guī)范兼容的jtag測試接口。其能實現(xiàn)在片的實時仿真調(diào)試，可方便的用于片上調(diào)試，為儀器調(diào)試和后期標(biāo)定提供了便利。

參見圖3是本發(fā)明信號放大電路圖，對于co、so2和hcho電化學(xué)傳感器的信號采集，在前端設(shè)計了信號放大調(diào)理電路。將該三個傳感器毫伏級的輸出信號通過ad8572運算放大器放大至v級。電路中j177開關(guān)的使用能縮短傳感器的預(yù)熱時間；電路不工作時，其能使傳感器的工作電極和參比電極處于短路狀態(tài)，延長傳感器的使用壽命。

參見圖4是本發(fā)明a/d轉(zhuǎn)換電路圖，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選用12位分辨率串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads7841，其分辨率和的線性度保證了環(huán)境監(jiān)測儀中對各項參數(shù)的精度要求。4通道單端輸入可同時實現(xiàn)對co、co2、so2以及hcho的模數(shù)轉(zhuǎn)換，高達200khz的采樣速度保證了監(jiān)測儀的實時監(jiān)測功能。串行輸出能簡化后續(xù)cpld、單片機電路結(jié)構(gòu)，提高電路抗干擾能力。

參見圖5是本發(fā)明cpld信號預(yù)處理模塊電路圖，cpld采用epm7128芯片通過內(nèi)建的jtag接口進行在線編程，與單片機調(diào)試接口一致，使用方便。其采用并行工作方式，同時對co、co2、so2、hcho、溫濕度以及可粉塵濃度等7項指標(biāo)進行多路信號采集供單片機調(diào)用，既保證了電路的抗干擾能力又保證了系統(tǒng)執(zhí)行速度，大大的提高了儀器的實時監(jiān)測功能。

采樣模塊由cpld和ad7841組成，將a/d的所有12位數(shù)據(jù)總線并聯(lián)后輸出到cpld，所有的a/d控制信號匯總成a/d控制總線與cpld相連。cpld內(nèi)部的時序邏輯控制所有ad7841按順序以最快速度完成序列采樣，并將采樣結(jié)果保存。通過cpld，單片機將ad7841的多個采樣控制轉(zhuǎn)換為對外部存儲器的訪問操作，單片機與cpld相連的是地址和數(shù)據(jù)總線以及讀、寫、片選控制信號線，從而簡化了單片機的相關(guān)程序設(shè)計工作，提高了系統(tǒng)的實時性。

參見圖6是本發(fā)明lcd顯示屏電路圖，lcd顯示屏選用lcd12864點陣液晶模塊，功耗低、體積小。帶有驅(qū)動輸出的點陣液晶顯示控制器可直接與單片機相連實現(xiàn)各項被測指標(biāo)的常規(guī)顯示、反顯、翻頁、閃爍等顯示功能，建立良好的人機交互界面。使能信號e控制著讀寫信號r/w、片選信號cs1/cs2、數(shù)據(jù)/指令信號的選擇，當(dāng)使能信號e為低時可改變r/w、cs1、cs2，當(dāng)使能信號e為高時，數(shù)據(jù)線db0～db7輸出數(shù)據(jù)。