無線傳感網(wǎng)技術及應用 課件 項目14 氣體濃度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

項目十四氣體濃度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目錄項目導入項目實施知識儲備項目成果01030204課后作業(yè)05項目導入01項目導入項目導入氣體濃度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常需要使用氣敏器件，MQ-5是常見的氣敏器件，它由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層，測量電極和加熱器構(gòu)成，封裝好的MQ-5氣體傳感器如右圖所示。本項目將基于CC2530單片機和MQ-5氣體傳感器實現(xiàn)一個廚房警報系統(tǒng)，通過實時檢測可燃氣體的數(shù)據(jù)，來判斷當前廚房是否處于安全狀態(tài)，并根據(jù)不同數(shù)據(jù)，有相應的提示。本項目需要采集可燃氣體濃度的實時數(shù)據(jù)，我們可以使用MQ-5氣體傳感器和CC2530的ADC功能來實現(xiàn)項目任務。采集傳感器的實時數(shù)據(jù)是單片機學習中重要知識點之一。在本項目中，我們可以通過單片機的ADC以及串口功能來來實時顯示可燃氣體濃度數(shù)據(jù)。知識儲備02本課內(nèi)容知識儲備由于我們使用的是MQ-5對可燃氣體濃度數(shù)據(jù)進行實時采集，要完成這個項目的設計，我們首先要了解MQ-5與MCU的連接方式，掌握MQ-5數(shù)據(jù)采集的原理，掌握與MQ-5數(shù)據(jù)采集相關的特殊功能寄存器的參數(shù)配置及應用開發(fā)。PART01PART02MQ-5氣體傳感器主要有以下幾個特點：在較寬的濃度范圍內(nèi)對可燃氣體有良好的靈敏度對丁烷、丙烷、甲烷的靈敏度較高長壽命、低成本簡單的驅(qū)動電路即可具有信號輸出指示MQ5傳感器的工作原理可以分為兩個步驟:加熱和檢測加熱：MQ5傳感器的靈敏元件需要在一定的溫度下才能正常工作。因此，在MQ5傳感器啟動時，控制電路會向靈敏元件提供電流，使其加熱到一定溫度。通常，MQ5傳感器的工作溫度為200°C左右。本課內(nèi)容PART03PART04MQ5傳感器的工作原理可以分為兩個步驟:加熱和檢測檢測：當MQ5傳感器的靈敏元件加熱到一定溫度后，它就可以開始檢測目標氣體了。具體過程如下：1）目標氣體分子與金屬氧化物相互作用，改變金屬氧化物的電阻值。2）由于靈敏元件表面涂有多種金屬氧化物，不同的目標氣體會導致不同的電阻變化。因此，通過測量靈敏元件的電阻值變化，就可以確定目標氣體種類和濃度。3）靈敏元件輸出的信號經(jīng)過信號處理電路放大和轉(zhuǎn)換后，就可以輸出給控制系統(tǒng)或顯示設備進行分析和顯示了。項目中用到的SFR：本項目中用到的SFR包括APCFG、ADCCON3、ADCCON1、ADCL、ADCH。項目實施03項目實施項目和資源準備項目實施前必須先準備好相應的設備和資源，見下表：序號設備/資源名稱數(shù)量單位是否準備到位(√)1CC2530模塊1個

2SmartRF04EB（或CC-Debugger）仿真器1個

3USB轉(zhuǎn)TTL數(shù)據(jù)線1根

4MQ-5傳感器1個

項目實施實驗模塊原理圖MQ-5傳感器電路原理圖如下圖所示，封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流，傳給LM393比較器進行驅(qū)動狀態(tài)燈。由MQ-5取出一個電壓信號和一個電流信號進行分壓計算后AD轉(zhuǎn)換后傳給MCU。項目實施實施過程第一步：連接設備，將CC-Debugger仿真器的JTAG接口與CC2530模塊相連，仿真器另一端用USB數(shù)據(jù)線連接到PC上，如下圖所示：第二步：編寫程序項目成果04項目成果項目成果按仿真器或者CC2530模塊上的Reset復位鍵。打開串口調(diào)試助手，設置波特率為115200，串口調(diào)試助手將會收到MQ-5采集到的可燃氣體濃度數(shù)據(jù)，完整代碼請參考附錄。串口助手顯示數(shù)據(jù)如下圖所示：課后作業(yè)05課后作業(yè)可通過按鍵中斷功能來控制是否需要實時采集數(shù)據(jù)。要求1增加策略，當可燃氣體濃度超過一定范圍時，在串口助手會顯示異常提醒語句。要求2可燃氣體濃度在不同范圍的時候，會有相對應的指示燈提示。要求3以上實驗只是利用CC2530開發(fā)板以及MQ-5完成了可燃氣體濃度數(shù)據(jù)的實時采集，

如果要完善一個可燃氣體報警系統(tǒng)，則需要用到更多的功能。謝謝大家觀看GENERAL

TEACHINGEverysecondbringsafreshbeginning,everyhour