基于單片機(jī)的便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀的研究與設(shè)計(jì)

電氣10(2)班：耿向輝指導(dǎo)老師：張福軍一、內(nèi)容簡介“便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀”可以測量煙霧、酒精和煤氣有害氣體，可直接得出測試結(jié)果，不需要專業(yè)人員，操作簡單，可連續(xù)測量。便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀的理論研究及軟硬件實(shí)現(xiàn)，要求理論聯(lián)系實(shí)際，軟硬件相結(jié)合，整個(gè)完整的系統(tǒng)是一個(gè)嵌入式智能測試控制系統(tǒng)，它由氣體檢測模塊、多路選擇模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示與報(bào)警模塊、控制模塊和通信模塊及其相應(yīng)軟件組成。二、技術(shù)路線

三、解決的問題在研制中為了提高測量精度，針對(duì)室內(nèi)有害氣體檢測易受環(huán)境溫度、壓強(qiáng)、空氣流動(dòng)、濕度等因素的影響而測量精度不高和環(huán)境適應(yīng)性差的問題，本項(xiàng)目著重解決了以下幾方面的問題：(1)采用多點(diǎn)在線監(jiān)測；(2)采用復(fù)合濾波算法，提高采樣精度；(3)實(shí)現(xiàn)D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法；(4)零漂補(bǔ)償?shù)能浖?shí)現(xiàn)；(5)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)保檢測與控制的一體化；(6)根據(jù)室內(nèi)空氣中有害氣體的污染程度，提出了二次報(bào)警的設(shè)計(jì)思想；(7)研究了便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀工作環(huán)境易出現(xiàn)的一些誤差源，提出了幾種改進(jìn)方法，促進(jìn)便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀的可靠工作。四、項(xiàng)目研究進(jìn)度安排2013年5月-2013年7月

項(xiàng)目調(diào)研、確定方案2013年8月-2013年10月

硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)2013年11月-2014年1月整機(jī)調(diào)試、發(fā)表相關(guān)論文2014年2月-2014年3月

對(duì)硬件電路、軟件程序優(yōu)化、提高檢測精度2014年4月-2014年8月

撰寫結(jié)題材料五、項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)本項(xiàng)目以STC12C60系列單片機(jī)為核心并外接其它芯片的計(jì)算機(jī)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)室內(nèi)空氣中多種(煙霧、酒精和煤氣)有害氣體的濃度進(jìn)行檢測。通過對(duì)便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀的研制開發(fā)，得出了如下的創(chuàng)新點(diǎn)：(1)在設(shè)計(jì)中，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用單片機(jī)的軟件干擾抑制技術(shù)與硬件干擾抑制技術(shù)相結(jié)合的方法以及零漂補(bǔ)償?shù)能浖?shí)現(xiàn)，其中軟件干擾采用復(fù)合數(shù)字濾波算法。(2)本項(xiàng)目所研制的便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀采用了模塊化的軟件設(shè)計(jì)思想，這不僅可使錯(cuò)誤只限于局部范圍，而且便于修改和功能的擴(kuò)充。(3)本項(xiàng)目采用D-S證據(jù)理論數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，該算法用于便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀可以大大提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性。(4)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)保檢測與控制的一體化。六、項(xiàng)目取得的成果（1）完成室內(nèi)有害氣體檢測儀的硬件原理圖設(shè)計(jì)、軟件流程圖的設(shè)計(jì)；（2）完成檢測儀系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、焊接和調(diào)試工作；（3）完成檢測儀系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、程序編寫工作；（4）完成軟件的下載、整機(jī)的調(diào)試工作；（5）完成硬件電路、軟件程序的抗干擾性的措施；（6）發(fā)表省級(jí)學(xué)術(shù)論文兩篇（一篇見刊，另一篇已被農(nóng)機(jī)化研究錄用）。七、心得體會(huì)從2013年5月份開始，我們小組六個(gè)人開始了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目：基于單片機(jī)的便攜式室內(nèi)有害氣體檢測儀的研究與設(shè)計(jì)。在這一年里，我們從剛開始的一無所知和一籌莫展，到現(xiàn)在的目標(biāo)明確，方案清晰，項(xiàng)目實(shí)施，項(xiàng)目完成。這其中發(fā)生在我們身上好多事情，也收獲了好多。從開始的尋找課題到申請(qǐng)立項(xiàng)撰寫項(xiàng)目申請(qǐng)書，到查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)施方案和尋找創(chuàng)新點(diǎn)；并制定詳細(xì)的研究方案和步驟；對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)調(diào)查和研究；到最后確定項(xiàng)目的可行性，一步步走來，這其中的辛苦和辛酸只有經(jīng)歷過的人才懂，其中的經(jīng)驗(yàn)和成長也只有經(jīng)歷過的人才會(huì)分享和擁有。這是一次難得的經(jīng)歷，一次讓我們得到鍛煉和成長的經(jīng)歷。八、存在的問題和建議1、檢測儀測量精度不夠，原因傳感器精度過低，采取軟件算法進(jìn)行補(bǔ)償，提高測量精度；2、硬件電路可靠性差，原因焊接電路不夠精細(xì)，元器件工作可靠性差，采用可靠性高工業(yè)級(jí)的電子元器件，查找電路虛焊點(diǎn)，提高可靠性；3、軟件程序設(shè)計(jì)不夠簡化，代碼過于繁