无线传感网技术及应用 课件 项目14 气体浓度数据采集系统

项目十四气体浓度数据采集系统目录项目导入项目实施知识储备项目成果01030204课后作业05项目导入01项目导入项目导入气体浓度数据采集系统通常需要使用气敏器件，MQ-5是常见的气敏器件，它由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层，测量电极和加热器构成，封装好的MQ-5气体传感器如右图所示。本项目将基于CC2530单片机和MQ-5气体传感器实现一个厨房警报系统，通过实时检测可燃气体的数据，来判断当前厨房是否处于安全状态，并根据不同数据，有相应的提示。本项目需要采集可燃气体浓度的实时数据，我们可以使用MQ-5气体传感器和CC2530的ADC功能来实现项目任务。采集传感器的实时数据是单片机学习中重要知识点之一。在本项目中，我们可以通过单片机的ADC以及串口功能来来实时显示可燃气体浓度数据。知识储备02本课内容知识储备由于我们使用的是MQ-5对可燃气体浓度数据进行实时采集，要完成这个项目的设计，我们首先要了解MQ-5与MCU的连接方式，掌握MQ-5数据采集的原理，掌握与MQ-5数据采集相关的特殊功能寄存器的参数配置及应用开发。PART01PART02MQ-5气体传感器主要有以下几个特点：在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度较高长寿命、低成本简单的驱动电路即可具有信号输出指示MQ5传感器的工作原理可以分为两个步骤:加热和检测加热：MQ5传感器的灵敏元件需要在一定的温度下才能正常工作。因此，在MQ5传感器启动时，控制电路会向灵敏元件提供电流，使其加热到一定温度。通常，MQ5传感器的工作温度为200°C左右。本课内容PART03PART04MQ5传感器的工作原理可以分为两个步骤:加热和检测检测：当MQ5传感器的灵敏元件加热到一定温度后，它就可以开始检测目标气体了。具体过程如下：1）目标气体分子与金属氧化物相互作用，改变金属氧化物的电阻值。2）由于灵敏元件表面涂有多种金属氧化物，不同的目标气体会导致不同的电阻变化。因此，通过测量灵敏元件的电阻值变化，就可以确定目标气体种类和浓度。3）灵敏元件输出的信号经过信号处理电路放大和转换后，就可以输出给控制系统或显示设备进行分析和显示了。项目中用到的SFR：本项目中用到的SFR包括APCFG、ADCCON3、ADCCON1、ADCL、ADCH。项目实施03项目实施项目和资源准备项目实施前必须先准备好相应的设备和资源，见下表：序号设备/资源名称数量单位是否准备到位(√)1CC2530模块1个

2SmartRF04EB（或CC-Debugger）仿真器1个

3USB转TTL数据线1根

4MQ-5传感器1个

项目实施实验模块原理图MQ-5传感器电路原理图如下图所示，封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流，传给LM393比较器进行驱动状态灯。由MQ-5取出一个电压信号和一个电流信号进行分压计算后AD转换后传给MCU。项目实施实施过程第一步：连接设备，将CC-Debugger仿真器的JTAG接口与CC2530模块相连，仿真器另一端用USB数据线连接到PC上，如下图所示：第二步：编写程序项目成果04项目成果项目成果按仿真器或者CC2530模块上的Reset复位键。打开串口调试助手，设置波特率为115200，串口调试助手将会收到MQ-5采集到的可燃气体浓度数据，完整代码请参考附录。串口助手显示数据如下图所示：课后作业05课后作业可通过按键中断功能来控制是否需要实时采集数据。要求1增加策略，当可燃气体浓度超过一定范围时，在串口助手会显示异常提醒语句。要求2可燃气体浓度在不同范围的时候，会有相对应的指示灯提示。要求3以上实验只是利用CC2530开发板以及MQ-5完成了可燃气体浓度数据的实时采集，

如果要完善一个可燃气体报警系统，则需要用到更多的功能。谢谢大家观看GENERAL

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