二氧化碳检测仪CO2(开题报告)(共5页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上一、研究的目的和意义利用传统方法对温室环境进行监控，采用人工方法检测和控制，及其浪费人力资源，而且精度低，常常不能达到理想效果。目前国内推行科学种植技术，对温室大棚采用人工的方法控制温度和湿度，还通过CO2增施肥技术给大棚补充二氧化碳，虽然有科学资料可以借鉴，但是利用人工方法存在着很多弊端。尤其是对CO2浓度的监控，对于温度和湿度的监控，还可以通过温度计和湿度计的读数进行人工操作，而对CO2浓度的监控就没有那么简单。目前我国大多数大棚所采用的CO2增施肥方法非常笨拙，只是靠人工在固定时间对大棚进行CO2施肥，对CO2施肥的多少无法掌控，而植物对CO2的需求并不是越多越好，有资料表明：CO2浓度维持在100ppm植物正常进行光合作用，浓度在600-2000ppm光合作用为最佳状态，显然对CO2浓度的控制要得当。近年来，随着单片机功能的日益强大和计算机的广泛应用，人们对大棚内参数检测的准确性和控制的稳定性越来越高。本设计就是针对此问题，设计相对准确的、稳定的CO2浓度监控装置，由于系统的灵活性和模块化，可以广泛应用于温室大棚环境监控。随着传感器和计算机技术的不断进步和完善, CO2检测仪器开始发展起来。根据国内目前红外二氧化碳气体传感器技术,制作了一种具有广泛开的应用前景, 并以其测量范围宽、响应时间快、抗干扰能力强、成本低等特点的CO2气体检测仪，并兼具报警功能。 实现了二氧化碳浓度检测的高精度、高稳定性和智能化, 也可以作为分布式传感系统和传感器网络化的传感器, 用于实时、远程监控。二、实现目标的可行性分析1、硬件可行性分析由于本次毕业设计的经费有限，所以必须控制成本在200元以内。在硬件的选择上，要选择性价比较高的元器件，经过综合对比，得出以下结论：单片机选择：AT89S52（4元）二氧化碳传感器：MG811（160元）显示器选择：LCD1602（15元）成本控制在200元以内，硬件可以实现。2、软件可行性分析二氧化碳浓度检测可以使用多种语言来实现，可以使用汇编、C语言等来实现，对于程序的编写，汇编和C可以是用纯文本的形式就可以完成编程操作，语言用起来比较方便，而且现在也有很多的人都用汇编和C来实现，由此可见，二氧化碳浓度检测在软件上是可行的。三、设计的总体方案1、单片机选择市场上流行的单片机种类主要有intel公司，atmel公司和philip公司的8051单片机，motorala公司的m6800系列单片机，intel公司的mcs96系列单片机以及microchip公司的pic系列单片机等。各系列单片机各所长，在处理速度、稳定性、I/O能力、功耗、功能、价格方面各有优劣。AT89S52是intel公司所生产的一种低功耗、低价格、高性能的8位微处理器，可实现本次毕业设计的功能。AT89S52的主要特征:AT89S52是一种低功耗、高性能 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。AT89S52的具体特点如下：41个引脚，8KB Flash片内程序存储器，256位随即存取数据存储器，32个外部双向输入/输出，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，3个可编程计数器，2个全双工串行通信，片内时钟振荡器。此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0HZ并通过软件设置省电模式，空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其他功能直至外部中断激活或硬件复位。2、二氧化碳传感器 MG811特点：对CO2 有良好的灵敏度和选择性；受温湿度的变化影响较小；良好的稳定性。主要技术参数：探测范围：010000ppm；灵敏度：EMF=1530mV（EMF350ppm-EMF1000ppmCO2）；响应时间：60s；恢复时间：90s；加热电阻：35±3；加热功率：1200mw；测量电压：24V；工作条件：环境温度：-2050 湿度：95%RH；3、显示器 LCD16021602型LCD显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。1602型LCD可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7和RS，R/W，EN三个控制端口，工作电压为5V，并且具有字符对比度调节和背光功能。主要技术参数：显示容量:16×2个字符；芯片工作电压:4.55.5V；工作电流:2.0mA(5.0V)；模块最佳工作电压:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm；4、A/D转换 ADC0809ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片主要特征：1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为100s(时钟为640kHz时)，130s（时钟为500kHz时） 4）单个+5V电源供电 5）模拟输入电压范围0+5V，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为-40+85摄氏度 7）低功耗，约15mW。5、详细设计通过对二氧化碳浓度检测仪的研究分析，对方案进行详细设计。采用AT89S52单片机、MG811二氧化碳传感器，单片机通过ADC0809把从传感器输出的模拟信号转换成数字信号，显示部分由比较廉价的LCD1602显示。四、完成课题的工作方案及进度计划第一周至第二周：收集资料，确定毕业设计的课题第三周至第四周：查阅相关资料，编写文献综述和开题报告第五周至第八周：整理资料，建立设计框架，去顶大致方案第九周至第十二周：设计电路并仿真第十三周至第十六周：进一步修改仿真，按成二氧化碳浓度检测仪的制作第十七周之后：撰写毕业设计说明书，准备毕业答辩五、主要参考文献1纪建伟.温室二氧化碳浓度监控系统的研究J.沈阳农业大学学报,2001,32(2):54-56 2吴春蕾.温室二氧化碳浓度检测系统的研究D.天津：河北工业大学，2006：023杜深慧.二氧化碳浓度检测装置的设计与实现J.华北电力大学,2004：12-154连清汪.基于多CPU的智能温室大棚监控系统的研究J.科技情报开发与经济，2002,12(4):169-1705林敏，于忠得.HS1100/HS1101电容式湿度传感器及其应用J.传感器,2001,10:44-456强易富,胡生清，于晓洋等.传感器M.北京：机械工业出版社.2001：13-30 7张福学，传感器应用及其电路精选M北京:北京电子工业出版社，19928周立功等.51单片机新技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2003，01:12-159何立民.单片机应用系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2000：3-1010赵文博，刘文涛单片机语言C51程序设计M北京：人民邮电出版社，2005:1-511赵亮.单片机C语言编程与实例M.人民邮电出版社，2003:15-1812牛余鹏，牛傲其.51单片机C语言的编程技巧J.实用电子制作，2007:4-513龚运新.单片机C语言开发技术M.清华大学出版社，2006:20-2114程利民.单片机C语言编程实践M.电子工业出版社，2011:4-715张鹏.提高单片机应用系统可靠性的措施J.电测与仪表，1997:5-616房德君，吴刚.一种新型的单片机综合实验系统J.山东工程学院学报，199617牛君，张戈.单片机系统应用中的抗干扰措施J.现代电子技术，2003:19-2018荣彩云.单片机系统应用中的抗干扰措施J.仪表技术，2005:25-2619蔡共宣.基于单片机的数据采集与处理系统J. 科技情报开发与经济，2003:30-3520达争尚，何俊华.实施控制系统的单片机抗干扰设计J.测控技术，2003:6-8专心-专注-专业