低功耗便携式室内甲醛检测仪器的设计是否科学？房间、办公室、宾馆、饭店、商场等场所使用的装修材料中含有大量的甲醛等有害化学成分，常引起眼喉疼痛、皮炎等一系列健康问题，习惯上称为“装修病”，其中甲醛可视为罪魁祸首。而且甲醛是潜在的致癌物，对人体健康有害。现代家庭使用的天然气和液化气可能会泄漏，引起爆炸。因此，设计一种低功耗的便携式室内甲醛检测系统具有广泛的应用价值。
1 室内甲醛检测系统重要组成及工作基本原理
室内甲醛检测系统由 msp430f5529单片机、传感器、 a/d 转换模块和液晶显示模块组成。通过 mq138型甲醛传感器检测室内空气中甲醛浓度，通过 ms2200co 型传感器检测一氧化碳气体，通过 mq135型传感器检测室内空气中其他有害气体和可燃气体，am2301型温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测，采用 msp430单片机与模拟 d 转换器对传感器信号进行数字转换，利用分段液晶显示甲醛测试结果。室内甲醛检测系统结构如图1所示:
2 硬件电路设计
of MSP430F5529功能介绍。MSP430F5529是一款超低功耗、精简指令集的16位混合信号处理器。寻址方式丰富，运行速度快，***可达25MHz。当室内甲醛检测系统处于省电低功耗状态时，中断唤醒只需5μs；且体积小、电压低、功耗低，适用于需要电池供电的便携式仪器。此外，内置A/D转换器的分辨率达到12位，提高了转换精度，使测甲醛更加准确。内置的模数转换器进一步降低了功耗。
2.2 MQ138甲醛进行检测室内甲醛检测系统传感器。MQ138传感器的敏感信息材料是活性具有很高的金属氧化物半导体，当在空气中加热到一定工作温度时，发生化学氧化技术反应，氧原子吸附研究电子产品变成氧负离子，浓度水平升高。遇到问题还原气体时氧负离子因发生还原反应从而导致其表面质量浓度达到降低。MQ138传感器通过模拟控制信号和电平信号能够同时我们输出，模拟量输出随浓度不断增加而增加，浓度越来越高电压越高。用于中国家庭、环境的挥发物探测装置，适宜于醛、醇、酮、芳族化合物的探测，气敏感元件分析甲醛测试不同浓度影响范围：苯 1 to 100ppm、甲苯10 to 100ppm、甲醛 1 to 10ppm。MQ138甲醛检测生物传感器网络测甲醛电路原理图设计如图2所示。
2.3 MQ135空气质量检测传感器。
2.4 ms2200co 探测传感器。Ms2200co 传感器用于检测一氧化碳气体，工作温度在 -10ー60 °c，检测浓度范围为0ー1000ppm (co 气体) ，对一氧化碳、烟雾、 hc 挥发性气体具有较高的灵敏度，可用于此类气体的定性检测，使用寿命长，可靠性和稳定性好。Ms2200co 检测传感器测甲醛示意图如图4所示。
2.5 AM2301温湿度传感器。AM2301传感器，又称DHT21传感器，是一种具有校准数字信号输出的复合温湿度传感器。传感器包括电容式湿度传感器和NTC温度传感器，与高性能单片机相连。
2.6 报警信息室内甲醛检测系统。为了使本室内甲醛检测系统对室内环境空气质量品质的监测技术更为学生直观，采用了由显示屏和一个通过蜂鸣器构成的声光报警模块电路。其中企业对应每一种有毒气体都有一红一绿两个不同发光二极管可以与其进行对应，正常发展情况下选择对应我国绿色的发光二极管亮，蜂鸣器不响；当气体的浓度超标时，对应红色的发光二极管亮，并启动蜂鸣器。
2.7 a/d 转换器。气体传感器发出的信号是模拟信号，而微处理器 msp430f5529只能处理数字信号。因此，由于模拟电压变化范围为0 ~ 3v，采用 msp430f5529单片机进行模数转换。
MSP430F5529要求输入模拟量:信号为单极性，电压范围为0-3 V，信号太小必须放大；在转换过程中，输入模拟量应保持不变。如果模拟量变化太快，应在输入前增加一个采样保持电路。ADC0809的定时接口是51系列单片机的标准总线接口，操作简单。至于内存或I/O操作，A/D转换精度为8位，符合本课题要求。输入模拟电压0 ~ 3 V，一次A/D转换时间100 μ s。
2.8 超低摩擦功耗。MSP430F5529继承了MSP430单片机具有超低电压功耗的特点，可以通过软件进行配置6种超低功耗管理模式，其处理室内甲醛检测系统功耗（1.8～3.6V，0.1?A/Power-down，0.8?A/Standby，250?A/MIPS）和口线输入漏电流（***50mA）在业界发展都是一个***的。可以得到满足使用本室内甲醛检测系统对超低功耗的要求，实现中国电池企业供电。
2.9 LCD模块。
3软件电路分析，室内甲醛检测系统软件流程。
4 室内甲醛检测系统实验方案
4.1设计温湿度检测模块实验方案。选择AM2301模块对现场温湿度进行实时监测，并将测甲醛数据与标准温湿度计进行对比，室内甲醛检测系统的测甲醛精度。
4.2 有毒气体进行检测功能模块可以设计通过实验研究方案。有害气体检测管理模块与MSP430单片机作为连接，利用基于单片机内置的A/D转换器将气体检测传感器网络模块输出的气体浓度数据信息转换为数字控制信号，并在显示屏上显示出来，将显示出来的值与标准有害气体浓度相比较，安全室内甲醛检测系统工程测甲醛准确度。
5 结束语
低功耗便携式室内甲醛检测仪器的设计是否科学？检测室内甲醛气体浓度和可燃气体(甲烷、丙烷等) ，也检测室内温度、湿度，实时显示测甲醛浓度读数、温度、湿度读数。体积小，重量轻，携带方便; 电池供电，耗电少，价格低; 适用于家庭室内甲醛检测系统。
浙公网安备 33018502002127号
