二氧化碳检测仪CO2

计算机12届毕业设计文献综述二氧化碳浓度检测仪学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导教师 二氧化碳检测仪【摘要】随着社会经济的发展，人们生活水平普遍提高，瓜果、蔬菜及花卉的社会需求数量和品质要求也不断提高，特别是大中城市需要周年供应新鲜蔬菜，因此农业温室得到迅速发展。二氧化碳气体对农作物的生长起着非常重要的作用。近些年来，我国北方农村形成了以温室大棚为主导的农业产业化，因此，为二氧化碳的增施创造了有利的条件。由于不同作物所需的二氧化碳浓度不同，在二氧化碳的增施中又难于控制对其量的排放，所以研制二氧化碳浓度检测器并用于温室大棚的农业生产，对提高农业科技含量，促进农业增收，农民增收具有深远的意义。针对温室二氧化碳浓度，设计了以单片机为核心的温室大棚二氧化碳浓度监控系统。本文对系统的的软硬件经行了详细的设计，实现了二氧化碳浓度的精确测量与准确控制。当单片机检测到二氧化碳浓度参数越限时，则启动声光报警。为了便于系统的调试、修改和改进，采用模块化设计，主要包括数据采集模块、数据处理等模块、显示模块。【关键词】二氧化碳浓度，报警，模块Abstract:Withthesocialandeconomicdevelopment,improvepeople'slivingstandards,fruits,vegetablesandflowersinthequantityandqualityofsocialneedsrequiredtoimprove,especiallycitiesneedtosupplyfreshvegetablesanniversary,sotherapiddevelopmentofagriculturalgreenhouse.Carbondioxideoncropgrowthandplaysaveryimportantrole.Inrecentyears,ruralareasofnorthernChinahasformedagreenhouse-ledindustrializationofagriculture,therefore,appliedfortheincreaseofcarbondioxidecreatedfavorableconditions.Duetodifferentconcentrationsofcarbondioxiderequiredfordifferentcrops,theincreaseincarbondioxide,butdifficulttocontrolitsfacilitiesintheamountofemissions,socarbondioxidedetectordevelopedandusedforagriculturalproductioningreenhouses,agriculturalscienceandtechnologytoimproveandpromoteagriculturalincomeoffarmersincomehasfar-reachingsignificance.Concentrationofcarbondioxideforthegreenhouse,designedamicrocontrollerasthecoreofgreenhousecarbondioxidemonitoringsystem.Inthispaper,thesystemhardwareandsoftwaredesignindetailbyline,toachieveaccuratemeasurementsofcarbondioxideconcentrationandaccuratecontrol.Whenthedevicedetectsthatthemorecarbondioxideconcentrationparameterlimit,thestartsoundandlight.Inordertofacilitatesystemdebug,modifyandimprovetheuseofmodulardesign,includingdataacquisitionmodule,dataprocessingmodule,displaymodule.Keywords:Carbondioxideconcentration,alarm,themodule研究的目的、意义和背景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CO增施肥技术给大棚补充二2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CO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2进行人工操作，而对CO浓度的监控就没有那么简单。目前我国大多数大棚所采2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CO浓度的控制要得当。2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CO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2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。研究价值目前，在我国蔬菜大棚的数量极多，并且还在迅速增长，人们对齐性能的要求也越来越高，对大棚的自动化程度也越来越高。以单片机为控制核心的CO浓2度测控仪，主要对温室大棚中CO2浓度进行有效、可靠的检测与控制设计的。该系统具有检测精度高、使用简单、成本低和工作稳定的特点，不仅可以作为温室大棚CO浓度环境控制仪，还可以集成控制其他环境因素的模块，如温度、湿度、2光照等，都可以以该系统为整合，从而实现对温室环境的总体控制。研究概况国外CO开始研究较早，技术较为成熟，整体外观设计得当，具有精确度高，2稳定性好，耐高温高湿等优点，但价格较高。中国CO发展状况起步较晚，技术2方面还不够成熟，但相比国外而言，其价格较为便宜，较为适合目前中国温室大棚的应用。CO2浓度检测其核心部分在于CO2传感器的选择，数据的处理和显示。CO传感器选择2TGS4160特点：体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特点外，同时还具有耐高湿低温的特性，可广泛用于自动通风换气系统或是CO气体的长期监测等应用场合。2但是，由于TGS4160的预热时间较长（一般为2小时），所以，该器件比较适合于在室温下长时间通电连续工作，适合温室大棚CO2气体检测。TGS4160传感器的主要技术参数如下：测量范围：0〜5000ppm；使用寿命：2000天；加热器电压：5.0+0.2VDC；加热器电流：250mA；加热器功耗：1.25W；内部热敏电阻（补偿用）：100KQ±5%；使用温度：-10〜+50°C；使用湿度:5〜95%RH；产品尺寸：最大外径024mm，高24mm，引脚长5.8mm。市场价400元左右。MG811型^2气体传感器特点：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。适用气体：CO2；探测范围：0〜10000ppm；灵敏度：△EMF=15〜30mV(EMF350ppm-EMF1000ppmCO2)；响应时间：@60s；测量电压：@24V；工作条件：环境温度：-20°C〜50°C湿度：@95%RH；市场价在160元左右，性价比较高。VentiCator,VC1009VentiCator,VC1009系列秉承VC1008T的卓越红外线技术，保证产品的性能精确稳定。同时针对不同客户群的需求，使之性价比更高，安装更方便、操作更简单。为广泛适用于需要检测和控制二氧化碳含量的场所而设计。VC1009将检测到的空气中二氧化碳浓度的数值转换成模拟输出信号。该模拟输出信号可用跳脚进行灵活选择：0-5V,0-10V,或者4-20mA。VC1009系列产品作为新一代节能装置在维持健康清新的室内空气的同时更加有效节约成本。技术特点内置瑞典SenseAir公司顶尖红外技术和镀金空气采样探头的高精度模块K22-Lo，确保测量数据的精确可靠性。・测量范围：0-2000ppmCO；2-精确度：±50ppm土读数的5%；-两路模拟信号输出和一路继电输出：OUT1:0-5V,0-10V或4-20mA对应0-2000ppmCO2；-常规HVAC应用环境无需校准；-简单，高性价比的设计，是连接到DDC控制的最佳选择；-继电器接触点设置为1000ppm；VC1009系列传感/变送器具有卓越的性价比，让您在花最少的钱同时得到最佳应用效果。3.1.4红外CO传感器2英国GSS公司推出了革新性的产品，即采用锑化钢铝(NDIRLED技术)的气体传感器和系统。具有快速响应、低功耗及高精度等特点。窄带NDIR红外技术采用LED和与之相匹配的光电二极管，工作在4.26〃m窄带区。LED本身是稳定的长寿命的发光体，且不需要传统钨丝光源所需要的滤光过程。这些固态光学组件再装上参考光电二极管，从而确保了传感器的长期稳定性和精度。特点：实时感应：T90<4s；低功耗：<100mW(正在研发小于10mW以及1mW的产品)；高精度，10ppm分辩率；集成式：-25°C〜55°C温度补偿和线性化处理等；防水、抗震动；供电：5VDC，可选3.3VDC；输出：数字RS232输出，模拟电压输出可选；价格较高；3.1.5NDIR红外气体传感器MH-410V/DMH-410V/410DNDIR红外气体传感器是一个通用型、智能型、微型传感器，该传感器利用非色散红外(NDIR)原理对空气中存在的CO2进行探测，具有很好的选择性，无氧气依赖性，性能稳定、寿命长。内置温度传感器，可进行温度补偿；MH-410V/410D是将成熟的红外吸收气体检测技术与微型机械加工、精良电路设计紧密结合，制作出的小巧型红外气体传感器。该传感器使用方便，广泛应用于存在CO2气体的各种场合。特点：高灵敏度；兼备标准输出与数字输出；外形小巧；快速响应、恢复；温度补偿；优异的稳定性；使用寿命长；抗水汽干扰;可即刻将其他原理仪表转换成红外检测仪表；主要参数：工作电压：3.5〜5.5Vdc；工作电流：75〜85mA；测量范围：0〜5%vol（0〜100%vol范围内可选）；分辨率：50ppm；预热时间：90s；响应时间：T90＜30s；重复性：零点＜±100ppm；温度范围：-20°C〜50°C；湿度范围：0〜95%RH；寿命：＞5年；3.2显示器选择LEDLED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。LCDLCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等。LCD1602：1602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。1602LCD主要技术参数：显示容量：16X2个字符；芯片工作电压:4.5—5.5V；工作电流:2.0mA(5.0V)；模块最佳工作电压:5.0V；字符尺寸:2.95X4.35(WXH)mm；LCD1602价格在15元左右，16X2个字符的显示，基本可以实现数据的显示功能，性价比较高。3.3数据处理CO2浓度检测其数据的处理主要在于气体的采集并显示和A/D转换，工作量较小，89系列单片机完全可以实现。技术可行性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