大氣環境參數數據采集系統

電氣自動化論文編號:ZD603 論文字數:20923,頁數:46，有外文翻譯，原理圖，

 目 錄

第1章  緒 論 1
1.1 大氣環境監測目的 1
1.2 大氣環境相關資料 1
1.2.1 污染源分布與排放情況 1
1.2.2 氣象資料 1
1.2.3 地形資料 1
1.2.4 土地利用和功能分區情況 2
1.2.5 環境標準參數的說明 2
1.2.6 監測 4
1.3 系統初步設計 6
1.3.1 系統硬件初步選擇 6
1.3.2 硬件部分組成 7
1.3.3 軟件部分組成 7
1.4本章小結 8
第2章 傳感器 9
2.1 傳感器基本概念 9
2.1.1 傳感器的定義 9
2.1.2 常用傳感器的組成分類 9
2.1.3 傳感器基本特性 10
2.1.4 氣敏傳感器的分類介紹 10
2.2 大氣監測系統中的傳感器 12
2.2.1 CO傳感器 12
2.2.2 SO2傳感器 12
2.2.3 NOx傳感器 13
2.3 傳感器信號的處理 13
2.3.1 保證工作電壓區間 13
2.3.2 交叉敏感性和溫度相關效應的克服 13
2.3.3 信號放大電路 14
2.4 本章小結 16
第3章 A/D轉換器及其接口電路 17
3.1  A/D轉換器的選擇 17
3.1.1 選擇的意義 17
3.1.2 選擇的因素 17
3.2  A/D轉換器的應用 18
3.2.1 儀表應用 18
3.2.2 通信應用 19
3.2.3  ADC0809的結構及性能 19
3.2.4  AD574A轉換器的結構及性能 22
3.2.5 輸入與接口 25
3.3  A/D轉換器接口電路 26
3.3.1  A/D轉換器與前端接口電路 26
3.3.2  多路模擬開關CD4051 26
3.3.3  8051單片機的結構及性能 28
3.3.4  AD574A與8051單片機的接口電路設計 30
3.4 本章小結 32
第4章  遠程通訊系統 33
4.1 串行通信的硬件電路設計 33
4.1.1  硬件及其連接 33
4.1.2  RS232/485雙向轉換 34
4、2 串行通訊的軟件設計 36
4.2.1  MCS-51多機通信約定 36
4.2.2  MCS-51多級通信系統程序設計 38
4.3  本章小結 42
參考文獻 43
致 謝 44

摘 要
 
 大氣品質的需求在不斷的提高，作為城市環境質量的重要組成部分，大氣環境的質量好壞直接影響到了在這個城市中生活的人群的生存環境和健康狀況，有必要在這樣的大城市建立符合國家規范的大氣監測系統。
 本文根據大氣環境監測標準，設計了一種較為先進的環境監測控制系統，并從硬件、軟件加以實現。該控制系統由1臺PC機作為主機機，多臺MCS-51系列單片機并輔以適當的外圍電路和存儲器單元作為從機機組成。在系統功能的分配上，主，從機可并行工作，提高了系統的可靠性。同時，對本監測系統所采用的傳感器的原理以及功能做了詳細的介紹，對傳感器的外圍電路以及工作原理做了深入的說明。詳細說明了ADC0809和AD574A的結構和性能，并在本系統中選擇后者。最后，介紹了AD574A與8051單片機接口電路設計及軟件程序設計。
 PC機一般都配有串行RS232接口，但其數據傳輸距離短，速度慢，抗干擾能力弱；而串行RS485接口，數據傳輸距離長，抗干擾能力強。所以本系統采用RS485接口。要實現上、下位機的通信，必須進行RS232與RS485信號電平轉換，這就要借助于RS232與RS485的串行通信轉換電路。
 本文也給出了數據采集系統的電路圖以及各個通信模塊的程序流程圖，經過模擬運行，該監測系統具有這樣的優點：電路結構簡單；智能化程度高；它可以將大氣中的環境因子準確的采集；整個通信系統抗干擾能力強。
 
關鍵詞：環境監測，傳感器，單片機，AD574A，RS485
  
 

 ABSTRACT
 Air quality in the demand for continuous improvement, urban environmental quality as an important component of the atmospheric environment have a direct impact on the quality to life in this city in the crowd of the living environment and health status, it is necessary to establish such a large cities Consistent with national norms in atmospheric monitoring system.
 Based on the atmospheric environment monitoring standards, design a more advanced environmental monitoring control system, and from the hardware and software to achieve. The control system consists of a Taiwanese PC as a host machine, multiple MCS-51 series SCM supplemented by appropriate external circuit and a memory unit from the machine components. In the distribution system, Lord, from the machine can be parallel efforts to enhance the reliability of the system.At the same time, the monitoring system used by the sensor and the principle of functional done a detailed account of the external sensor circuit and principle to do an in-depth description. A detailed description of ADC0809 and AD574A the structure and performance of the system and choose the latter. Finally, on the AD574A and 8051 microcontroller interface circuit design and software design.
 PC-general are equipped with RS232 serial interface, but its short-distance data transmission, slow, weak anti-interference capability, and Serial RS485 interfaces, long distance data transmission, anti-jamming ability. Therefore, this system uses RS485 interfaces. To achieve the upper and lower crew communications, the need for RS232 and RS485 signal conversion, which will help the RS232 and RS485 serial communication conversion circuit.
 This paper also presented data acquisition system and various communication module circuit the process flow chart, after simulation run, the monitoring system has such advantages: a simple circuit structure; highly intelligent and it can be environmental factors in the atmosphere accurate Acquisition; entire communication system strong anti-interference capability.
 
Key words: environmental monitoring, sensors, SCM, AD574A, RS485