二氧化碳檢測儀CO2(開題報告)(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、研究的目的和意義利用傳統(tǒng)方法對溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，采用人工方法檢測和控制，及其浪費(fèi)人力資源，而且精度低，常常不能達(dá)到理想效果。目前國內(nèi)推行科學(xué)種植技術(shù)，對溫室大棚采用人工的方法控制溫度和濕度，還通過CO2增施肥技術(shù)給大棚補(bǔ)充二氧化碳，雖然有科學(xué)資料可以借鑒，但是利用人工方法存在著很多弊端。尤其是對CO2濃度的監(jiān)控，對于溫度和濕度的監(jiān)控，還可以通過溫度計和濕度計的讀數(shù)進(jìn)行人工操作，而對CO2濃度的監(jiān)控就沒有那么簡單。目前我國大多數(shù)大棚所采用的CO2增施肥方法非常笨拙，只是靠人工在固定時間對大棚進(jìn)行CO2施肥，對CO2施肥的多少無法掌控，而植物對CO2的需求并不是越多越

2、好，有資料表明：CO2濃度維持在100ppm植物正常進(jìn)行光合作用，濃度在600-2000ppm光合作用為最佳狀態(tài)，顯然對CO2濃度的控制要得當(dāng)。近年來，隨著單片機(jī)功能的日益強(qiáng)大和計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們對大棚內(nèi)參數(shù)檢測的準(zhǔn)確性和控制的穩(wěn)定性越來越高。本設(shè)計就是針對此問題，設(shè)計相對準(zhǔn)確的、穩(wěn)定的CO2濃度監(jiān)控裝置，由于系統(tǒng)的靈活性和模塊化，可以廣泛應(yīng)用于溫室大棚環(huán)境監(jiān)控。隨著傳感器和計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善, CO2檢測儀器開始發(fā)展起來。根據(jù)國內(nèi)目前紅外二氧化碳?xì)怏w傳感器技術(shù),制作了一種具有廣泛開的應(yīng)用前景, 并以其測量范圍寬、響應(yīng)時間快、抗干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)的CO2氣體檢測儀，并兼具報警

3、功能。 實現(xiàn)了二氧化碳濃度檢測的高精度、高穩(wěn)定性和智能化, 也可以作為分布式傳感系統(tǒng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)化的傳感器, 用于實時、遠(yuǎn)程監(jiān)控。二、實現(xiàn)目標(biāo)的可行性分析1、硬件可行性分析由于本次畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)費(fèi)有限，所以必須控制成本在200元以內(nèi)。在硬件的選擇上，要選擇性價比較高的元器件，經(jīng)過綜合對比，得出以下結(jié)論：單片機(jī)選擇：AT89S52（4元）二氧化碳傳感器：MG811（160元）顯示器選擇：LCD1602（15元）成本控制在200元以內(nèi)，硬件可以實現(xiàn)。2、軟件可行性分析二氧化碳濃度檢測可以使用多種語言來實現(xiàn)，可以使用匯編、C語言等來實現(xiàn)，對于程序的編寫，匯編和C可以是用純文本的形式就可以完成編程操作，

4、語言用起來比較方便，而且現(xiàn)在也有很多的人都用匯編和C來實現(xiàn)，由此可見，二氧化碳濃度檢測在軟件上是可行的。三、設(shè)計的總體方案1、單片機(jī)選擇市場上流行的單片機(jī)種類主要有intel公司，atmel公司和philip公司的8051單片機(jī)，motorala公司的m6800系列單片機(jī)，intel公司的mcs96系列單片機(jī)以及microchip公司的pic系列單片機(jī)等。各系列單片機(jī)各所長，在處理速度、穩(wěn)定性、I/O能力、功耗、功能、價格方面各有優(yōu)劣。AT89S52是intel公司所生產(chǎn)的一種低功耗、低價格、高性能的8位微處理器，可實現(xiàn)本次畢業(yè)設(shè)計的功能。AT89S52的主要特征:AT89S52是一種低功耗、

5、高性能 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。AT89S52的具體特點(diǎn)如下：41個引腳，8KB Flash片內(nèi)程序存儲器，256位隨即存取數(shù)據(jù)存儲器，32個外部雙向輸入/輸出，5個中斷優(yōu)先級，2層中斷嵌套中斷，3個可編程計數(shù)器，2個全雙工串行通信，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0

6、HZ并通過軟件設(shè)置省電模式，空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其他功能直至外部中斷激活或硬件復(fù)位。2、二氧化碳傳感器 MG811特點(diǎn)：對CO2 有良好的靈敏度和選擇性；受溫濕度的變化影響較??；良好的穩(wěn)定性。主要技術(shù)參數(shù)：探測范圍：010000ppm；靈敏度：EMF=1530mV（EMF350ppm-EMF1000ppmCO2）；響應(yīng)時間：60s；恢復(fù)時間：90s；加熱電阻：35±3；加熱功率：1200mw；測量電壓：24V；工作條件：環(huán)境溫度：-2050 濕度：95%RH；3、顯示器 LCD16

7、021602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7和RS，R/W，EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調(diào)節(jié)和背光功能。主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個字符；芯片工作電壓:4.55.5V；工作電流:2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm；4、A/D轉(zhuǎn)換 ADC0809ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的

8、信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片主要特征：1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 3）轉(zhuǎn)換時間為100s(時鐘為640kHz時)，130s（時鐘為500kHz時） 4）單個+5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 6）工作溫度范圍為-40+85攝氏度 7）低功耗，約15mW。5、詳細(xì)設(shè)計通過對二氧化碳濃度檢測儀的研究分析，對方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。采用AT89S52單片機(jī)、MG811二氧化碳傳感器，單片機(jī)通過ADC0809把從傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，顯示部分由比

9、較廉價的LCD1602顯示。四、完成課題的工作方案及進(jìn)度計劃第一周至第二周：收集資料，確定畢業(yè)設(shè)計的課題第三周至第四周：查閱相關(guān)資料，編寫文獻(xiàn)綜述和開題報告第五周至第八周：整理資料，建立設(shè)計框架，去頂大致方案第九周至第十二周：設(shè)計電路并仿真第十三周至第十六周：進(jìn)一步修改仿真，按成二氧化碳濃度檢測儀的制作第十七周之后：撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯五、主要參考文獻(xiàn)1紀(jì)建偉.溫室二氧化碳濃度監(jiān)控系統(tǒng)的研究J.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001,32(2):54-56 2吳春蕾.溫室二氧化碳濃度檢測系統(tǒng)的研究D.天津：河北工業(yè)大學(xué)，2006：023杜深慧.二氧化碳濃度檢測裝置的設(shè)計與實現(xiàn)J.華北電力大學(xué),

10、2004：12-154連清汪.基于多CPU的智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的研究J.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2002,12(4):169-1705林敏，于忠得.HS1100/HS1101電容式濕度傳感器及其應(yīng)用J.傳感器,2001,10:44-456強(qiáng)易富,胡生清，于曉洋等.傳感器M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001：13-30 7張福學(xué)，傳感器應(yīng)用及其電路精選M北京:北京電子工業(yè)出版社，19928周立功等.51單片機(jī)新技術(shù)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003，01:12-159何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000：3-1010趙文博，劉文濤單片機(jī)語言C51程序設(shè)計M北京：人民郵電出版社，2005:1-511趙亮.單片機(jī)C語言編程與實例M.人民郵電出版社，2003:15-1812牛余鵬，牛傲其.51單片機(jī)C語言的編程技巧J.實用電子制作，2007:4-513龔運(yùn)新.單片機(jī)C語言開發(fā)技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，2006:20-2114程利民.單片機(jī)C語言編程實踐M.電子工業(yè)出版社，2011:4-715張鵬.提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可靠性的措施J.電測與儀表，1997:5-616房德君，吳剛.一種新型的單片機(jī)綜合實驗系統(tǒng)J.山東工程學(xué)院學(xué)報，1996