范文一:二氧化碳浓度测量
实验 二氧化碳传感器空气二氧化碳浓度测量
一、实验目的
1、通过本实验了解二氧化碳传感器的基本构造和基本的工作原理。
2、环境中二氧化碳浓度测量的基本方法。
二、实验原理
二氧化碳气体是一种温室效应气体,由于人类在生产和生活中大量消耗能源,同时向大气中平排放了大量的二氧化碳,致使大气中的二氧化碳气体浓度每年都在上升。由于地球的温室效应,导致两极冰川在逐渐融化,海平面在不断上升。
在实际生活当中,过高的二氧化碳含量会使人感觉不适。有资料显示:新鲜空气中二氧化碳的浓度,乡村约为0.03%,城市约为0.04%。当达到0.07%时,有少数对气体敏感的人就感觉有不良气味;达0.1%时,空气中的氨类化合物明显增加,人们普遍有不适感觉。3%时,导致呼吸深度增加;4%时,会出现头痛、耳鸣、脉搏滞缓、血压上升;8~10%时,呼吸困难,意识不清;达30%时,致死。因此,在日常生活中,有一些特殊场合如较深的山洞、工业用坑洞是要进行必要的二氧化碳浓度监测的。
1. 传感器
二氧化碳传感器采用了NAP-21A型二氧化碳传感器,该传感器由气敏探头和温度补偿探头组成,其中气敏探头中敏感器件的基本构造是:阳极使用金(Au),阴极使用包含有碳酸锂(LiCO2)的金电极,在阳极与阴极之间放置了含有Na离子的固态电解体。这样,当空气中的CO2浓度发生变化时,气敏探头的直流电阻会产生变化。经电路的处理,会将该电阻的变化转变为电压信号输出。
在正常的工作条件下,传感器本身输出特性是线性的,下图是该型号传感器的特性曲线。
5
CO2 Concentration (%)
2. 放大电路
在蓝津信息公司DRMU-ME-B型综台上搭载的环境状况监测实验模块上,二氧化碳气敏传感器的放大电路上设置了微调的增益调整电位器R72,放大电路的整体增益的范围是228.2~250。
放大电路利用电阻桥路得到因二氧化碳浓度变化引起的不平衡电势,桥路中包含了气敏探头的温度补偿元件,因而会补偿环境温度变化而引起的误差。
Vout (mV)
三、实验仪器和设备
1. DRVI可重组虚拟实验开发平台 1套
1套 2. 蓝津数据采集仪(DRDAQ-EPP2)
3. 开关电源(DRDY-A) 1套
4. DRCO2-12-A型二氧化碳传感器 1个
5. 计算机 n套
四.实验步骤与内容
1. 启动计算机,开启DRVI数据采集仪电源。并将模块转换开关转到环境监测模块。
2. 运行DRVI主程序,然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标,选择其中
的“DRVI采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。联机注册成功后,分别从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“DRVI微型Web服务器”,开始监听8500端口。
3. 打开客户端计算机,启动计算机上的DRVI客户端程序,然后点击DRVI快捷工具
条上的“联机注册”图标,选择其中的“DRVI局域网服务器检测”,在弹出的对话框中输入服务器IP地址(例如:192.168.0.1),点击“发送”按钮,进行客户端和服务器之间的认证,认证完毕即可正常运行客户端所有功能。
4. 在DRVI软件平台的地址信息栏中输入如下信息“http://服务器IP地
址:8600/GccsLAB/index.htm”,打开WEB版实验指导书,在实验目录中选择“二氧化碳传感器环境二氧化碳浓度测量”实验,参照实验原理和要求设计该实验。
5. 本实验的实验原理设计图如下图所示。
6. 点击附录中该实验脚本文件“服务器端”的链接,将参考的实验脚本文件读入DRVI
软件平台中,点击面板中的“开关”按钮开始运行该脚本,在经过3分钟预热后,将装有二氧化碳气体的容器靠近传感器探头,并将二氧化碳气体缓缓地倒出,让二氧化碳气体流经探头。在不同浓度地气体流经探头时,传感器的输出会发生变化。,观察不同的浓度情况下信号波形及二氧化碳浓度测量值,分析并记录实验结果。
服01
2346000
6001
务器端实验效果示意图如下图所示。
7. 对于客户端的分析,首先设定数据共享服务器的端口,然后在确认数据共享服务器
端脚本运行的前提下,点击“开关”按钮进行网络数据采集,观察数据共享服务器端不同的浓度情况下信号波形及二氧化碳浓度测量值而变化的情况,并记录实验结果。客户端实验效果示意图如下图所示。
五、注意事项
1、由于二氧化碳浓度变化很快,并且对混入空气量也很敏感,因此观察到的二氧化碳浓度应是一个不断变化的并且在值上不断衰减的数据。
2、如要取得较稳定的测试数据,请将环境监测模块从综合实验台架上取下来,使模块面板朝上放置,将装有二氧化碳气体的容器口朝下扣在传感器探头上,但是,
由于不可
能完全密封,二氧化碳气体会有所泄漏。因此,所观察到的数据应是缓慢衰减的数值。
六、实验报告要求
1、简述二氧化碳气敏传感器的基本构成,测量原理;设置温度补偿元件的意义? 2、观察并绘制环境二氧化碳浓度曲线。
七、附录:
本实验脚本的信号处理框图
范文二:二氧化碳浓度测试仪设计
****
二氧化碳浓度测试仪设计
学院(系):******学院 年级专业: ******* 学 号: ***** 学生姓名: *** 指导教师: ***
**大学课程设计(论文)任务书
院(系):**学院 基层教学单位:
说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年 月 日
**大学课程设计评审意见表
一、设计要求
1、画出光路图,确定反射镜的曲率半径、相对位置、光源位置等参数; 2、设计电路,用软件仿真,给出仿真结果; 3、画出电路原理图及印制板图。
二、设计方案及原理
利用CO2对特定波长红外辐射的吸收作用(浓度越大,吸收系数越大),实现浓度测量。
1、 光路图及电路框图
反射镜曲率半径为50mm ,有效测量光程为100mm ,S2和S12距离为2mm 。
2、电路原理图
(1)555定时器,产生周期为2S 的方波
(2)分频器,产生灯驱动信号,进行直流采样
(3)信号采样,对信号进行采样
(4)采样保持
(5)差分电路图,差分时产生稳定信号
(6)保持电路
3、波形图
555定时器
分频
信号采样
直流采样
灯驱动
采样保持信号
三、 设计总结
通过本次课程设计,我学会了Multisim 软件的基本功能,能够画出基本的电路原理图并进行仿真。在画图过程中我遇到了很多问题,但在同学与老师的帮助下得到了及时的解决。通过对电路原理图的学习了解了很多专业知识,对模拟中的许多电路知识有了更深的了解,同时认识到了团队合作的重要性。 整个实验过程,让我成长很多,越来越深入的了解我们所学知识的用武之地。而且也让我认识到我们学的东西都是有用的,千万不要随便丢弃。这就督促我在以后的学习中一定要扎扎实实的学好每一门知识,每一门知识都是有用的。通过这次实验我不但对理论知识有了更深的理解,对实际的操作也有了质的飞跃,感谢学校和老师给了我们这次锻炼的机会。
范文三:二氧化碳CO2浓度检测模组
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二氧化碳CO2浓度检测模组
二氧化碳CO2浓度检测模组特点:
★是款内置微型气体泵的安全便携装置★整机体积小,重量轻,防水,防爆,防震设计.★高精度,高分辨率,响应迅速快.
★采用大容量可充电锂电池,可长时间连续工作.★数字LCD背光显示,声光、振动报警功能.
★上、下限报警值可任意设定,自带零点和目标点校准功能,内置温度补偿,维护方便.
★宽量程,最大数值可显示到50000ppm、100.00%Vol、100%LEL.★数据恢复功能,免去误操作引起的后顾之忧.★显示值放大倍数可以设置,重启恢复正常.
★外壳采用特殊材质及工艺,不易磨损,易清洁,长时间使用光亮如新.
二氧化碳CO2浓度检测模组产品特性:
★是款内置微型气体泵的高精度的手式安全便携装备;
★进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能,使用寿命长达3年;
★采用先进微处理器技术,响应速度快,测量精度高,稳定性和重复性好;
★检测现场具有现场声光报警功能,气体浓度超标即时报警,是危险现场作业的安全保障;★现场带背光大屏幕LCD显示,直观显示气体浓度/类型/单位/工作状态等;★全量程范围温度数字自动跟踪补偿,保证测量准确性;★半导体纳米工艺超低功耗32位微处量器;
★全软件自动校准,传感器多达6级目标点校准功能,保证测量的准确性和线性,并且具有数据恢复功能;★全中文/英文操作菜单,简单实用,带温度补偿功能;★防高浓度气体冲击的自动保护功能;
二氧化碳CO2浓度检测模组技术参数:
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二氧化碳CO2浓度检测模组简单介绍:
二氧化碳CO2浓度检测模组报警器高精度、高分辨率,响应快速,超大容量锂电充电电池,采样距离远,LCD背光显示,声光报警功能,上、下限报警值可任意设定,可进行零点和任意目标点校准,操作简单,具
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有误操作数据恢复功能.
二氧化碳CO2浓度检测模组应用场所:
医药科研、学校科研、制药生产车间、烟草公司、环境检测、楼宇建设、消防报警、污水处理、石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、锅炉房、加气站、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、航空航天、工业气体过程控制、室内空气质量检测、地下燃气管道检修、危险场所安全防护、军用设备检测等。
范文四:瓦斯和二氧化碳浓度测定
目录
实验一 矿内空气瓦斯和二氧化碳浓度测定 . ....................................... 2
实验二 瓦斯气体成分分析 . ..................................................... 6
实验一 瓦斯和二氧化碳浓度测定
一、实验类型
设计型
二、实验目的
1、使学生掌握井下光学瓦斯测定仪器的构造、原理和使用方法;
三、实验仪器设备、材料
CJG100型光学瓦斯检定器、扩散容器、瓦斯气样(罐)
四、实验原理
煤矿井下普遍使用CJG100型光学瓦斯检定器测CH 4和CO 2的浓度,它的外形和内部构造见图1-1。
检定器根据光干涉原理制成,它的关学原理如图1-2所示。灯泡1发出的一束白光,经光栅2和透镜3变成一束平行光射到平行平面镜4后,分成两束光线。
其中一束自平面镜的a 点反射,经右空气室,大三棱镜和左空气室回到平行平面镜,再经镜底反射镜面的b 点,另一束在a 点折射进入镜底后反射出来,往返经过瓦斯室也回到平面镜,于b 点反射后与第一束光一同进入三棱镜6再经90度反射进入望远镜。这两束光由于光程差(光程为光线通过的路程和所遇过的介质
`
图1-2 检定器的光学系统
1-光源 2-光栅 3-透镜 4-平行平面镜 5-大三棱镜 6-三棱镜 7-物镜
8-测微玻璃 9-分划板 10-场镜 11-目镜 12-目镜保护玻璃 13-空气室
14-瓦斯室
的折射率的乘积),在透镜7的焦点平面上就白色光特有的干涉条纹(通常称“光谱”)条纹中有两条黑纹和若干条彩纹。光通过气体介质的折射率与气体密度有关,如果以空气和瓦斯室都充满新鲜空气时干涉条纹的位置为基准(即为零点),当含CH4的空气进入瓦斯室时由于气体密度的变化,光程也随之发生变化,于是干涉条件产生位移,位移量的大小与CH4浓度的高低成线性关系。所以根据干涉条纹中任一条纹(通常为黑色条纹)的移动距离的大小,就能直接测出空气中的CH4浓度。
五、实验步骤
(一)仪器使用前要进行下列准备:
(1)充填吸收剂水分吸收管中装入氯化钙(或硅胶),二氧化碳吸收管中装
入石灰,吸收剂颗粒过大不能充分起吸收作用,过小则阻塞气路,吸收管两端填以脱脂棉,以免煤尘及吸收剂进入仪器内部,吸收剂变质时应及时更换。
(2)气密性检查,堵住进气口,用手捏扁吸气球,然后放松,球体不起表明仪器不漏气,放开进气口,球体即膨起,表明气路畅通可以使用。
(3)光路系统检查,装好电池后,按下光源电门8,由目镜观察并转动目镜筒,调整到分划板刻度清晰时,再看干涉条纹是否清晰,如不清晰可转动光源电门7,由微读数观测窗看微读数电源是否接通。
(二)CH 4浓度测定:
首先,在新鲜风流中对零:按压微读数电门7,逆时针转动微调螺旋3,将微读数调到零点,捏放橡皮球5~6次,使瓦斯室内充满新鲜空气,按压下光源电门8,由目镜观察干涉条纹的同时,转动主调螺旋2,使条纹中的某一黑线正对分划板的零点,盖紧主调螺旋盖15,就可以进行测定了。
测定时,在测定地点捏放橡皮球5~6次,将待测气体吸入瓦斯室,按下光源电门8,读出黑基线位移后的整数值,再转动微调位螺旋3,使黑线遇到和该读数重合,由微调读数盘上读数读出小数,例如,位移的整数为2,微读数为0.46,则CH 4浓度为2.46%。
该仪器还可以用来测定其它气体,但是必须加装专门的吸收管并进行测定结果校正。
(三)CO 2浓度测定:
CO 2浓度的测定,空气中同时存在CH 4和CO 2时,先测出CH 4浓度浓度,然后取下吸收管,测出CH 4浓度和CO 2的混合浓度。因为CO 2的折射率(1.000418)与CH 4浓度的折射率(1.000411)相差不大,一般测定时,后一读数减去前一读数即为CO 2浓度。精度测定时,还要乘以校正系数k ,k CO2=0.952。
五、实验内容和方法
在掌握了仪器的构造,原理和使用方法以后,分别由瓦斯气体扩散容器内取样测瓦斯浓度各二次,分别读取数据。
六、实验报告要求
1、实验报告中有关专业班级、学生姓名、学号、实验项目名称、实验指导教师、实验日期等信息应完整且准确无误。
2、实验报告内容
一般包括实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验步骤、实验记录(原始数据记录、数据处理及分析等)、实验结果与讨论、实验思考题的回答等内容。
3、实验报告统一用系上打印的实验报告册编写。
七、实验注意事项
所有打火机等可致燃物品不得带入实验室内,保持实验室通风良好。
八、思考题
1. 井下瓦斯检测采气位置要在巷道的哪个地方?
2. 为什么当气样浓度过高时检测仪器会出现白板现象?
实验二 瓦斯气体成分分析
一、实验类型
综合型
二、实验目的
1. 了解气相色谱仪的主要结构单元及各部分的功能;
2. 掌握气相色谱法的基本原理及使用方法;
3. 掌握气体采集方法;
4. 掌握运用气相色谱仪分析气体的基本步骤和操作流程;
5. 掌握利用数据分析软件处理实验数据的能力。
三、实验仪器设备
GC5890A 煤矿专用气相色谱仪;N2000色谱工作站;GA-2000A 空气发生器;氢气发生器;气体采集器(注射器、六通阀);标准气体(氮气、甲烷、氧气、二氧化碳);测试混合标准气体(瓦斯)。
四、实验原理
气相色谱法是一种物理化学分离分析方法。分析瓦斯成分时,我们通过色谱仪的定量管把被测瓦斯样品送进气相色谱仪的进样口内,瓦斯样品中的各种组分,经过进样口后被载气送进色谱柱逐渐被分离,然后进入检测器,由检测器把通过色谱柱后,按一定顺序逐个流出的各组分的浓度信号转变为电信号,经过测量臂检测,形成按时间顺序排列的谱峰面积图,这些色谱图通过微机软件定性分析处理和定量计算后,就可以求得被分析瓦斯样品中各组分的百分含量。
五、实验步骤
1、气样采集
用气体采集器采集被测气体样品,如被测气体湿度过大或含有大量粉尘时,需用无吸附作用的干燥剂和过滤器对被测气体样品进行过滤。
2、气体检测及色谱分析
1)启动色谱仪(此步骤由实验指导教师提前完成)
使用色谱仪进行检测时,需提前启动色谱仪进行预热或活化色谱柱。预热需30分钟左右,活化色谱柱需8~24h。
2)气体检测及色谱分析
a 、启动工作站
b 、进标准气样,用工作站进行处理并保留数据
c 、进待测气样,用工作站进行分析计算
d 、得出结果,打印报告
3. 关机(此步骤由实验指导教师完成)
因色谱仪长时间工作后具有较高温度,所以在关电源后还需长时间通氮气降温。
六、实验报告要求
1、实验报告中有关专业班级、学生姓名、学号、实验项目名称、实验指导教师、实验日期等信息应完整且准确无误。
2、实验报告内容
一般包括实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验步骤、实验记录(原始数据记录、数据处理及分析等)、实验结果与讨论、实验思考题的回答等内容。
3、实验报告统一用系上打印的实验报告册编写。
七、实验注意事项
(1)因色谱仪长时间工作后具有较高温度,所以在关电源后还需长时间通氮气降温。
(2)实验过程中注意防止漏气。
八、思考题
1. 试述气相色谱法的分离原理。
2. 试述氢焰离子化检测器FID 和热导式检测器TCD 的检测原理。
3. 分析检测过程中可能存在的误差原因及防范措施。
范文五:二氧化碳浓度监测系统
小型农作物温室大棚二氧化碳浓度监测系统刘立群
小型农作物温室大棚二氧化碳浓度监测系统
刘立群
(甘肃农业大学信息科学技术学院
甘肃兰州,730070)
*
摘要:针对小型农作物温室环境指标监测的需要,设计实现了农作物温室大棚二氧化碳浓度监测系统。采用STC系列单片机控制,对农作物大棚内二氧化碳浓度进行近距离实时监测,采用TFT彩屏显示实时值和动态曲线,具有阀值调节,超过阀值报警,可实现小型温室农作物的生长环境二氧化碳浓度的实时监控。
关键词:小型农作物温室大棚;二氧化碳浓度;单片机;TFT彩屏;实时监测DOI编码:doi:10.3969/j.issn.1001-9227.2014.06.0102
Abstract:Tosolvetheproblemofenvironmentexponentmonitoringinminitypecropgreenhouse,thecar-bondioxideconcentrationmonitorsystemofminitypecropgreenhouseisdesigned.ByadoptingSTCseriessinglechip,thesystemcanreal-timemonitorcarbondioxideconcentrationofminitypecropgreenhouse,andusesTFTcolorscreentodisplayreal-timevaluesandcurves.Thesystemhasthresholdtocontrolandcouldgiveanalarmforimplementingreal-timemonitoringofcarbondioxidedegreeinminitypecropgreenhouse.
Keywords:Minitypecropgreenhouse;Carbondioxideconcentration;Singlechip;TFTcolorscreen;Re-al-timemonitoring
中图分类号:TP368文献标识码:B文章编号:1001-9227(2014)06-0102-03
引言
二氧化碳是绿色农作物进行光合作用的原料之一,作物干重的95%来自光合作用。因此,二氧化碳也就成为影响农作物产量的重要因素。温室大棚栽培使农作物长期处于相对密闭的场所中,棚内二氧化碳浓度一天内变化很大,温室大棚内二氧化碳亏缺严重会成为影响温室大棚农作物产量的重要因素。在温室大棚中安装农作物温室环境指标检测仪可以保证检测温室大棚内二氧化碳浓度不足的情况下及时报警,从而使用气肥,以保证蔬菜、食用菌、鲜花、中药等农作物提早上市、高质高产。1
农作物温室环境监测系统研究现状
现代温室的主要特征是在温室环境的监测与控制系统的设计上引入了计算机技术、电子技术、有线
收稿日期:2014-04-29
*基金项目:国家自然科学基金资助项目(61063028);中国博士后科学基金资助项目(2013M542398);甘肃省自然科学研究基金计划(1308RJZA214,1208RJZA133);甘肃省高等学校研究生导师科研项目(1202-04);甘肃农业大学盛彤笙科技创新基金资助项目(GSAU-STS-1322);兰州交通大学青年科学基金项目(2013032)
作者简介:刘立群(1982-),女,甘肃天水人,讲师,硕士,主要研究方向为智能计算,数据库技术。
和无线通信技术等。现有的温室环境监测系统大多都结合无线通信技术进行远程控制,主要应用于规模较大的温室且需要远程数据传输的领域[1],如基于手机短消息[2-3]或GSM远程监控的温室环境系统[4-6]。这些系统都是对温室中的环境指数如二氧化碳浓度的实时数据通过GSM短信发送给用户手机的,然而大量的实时数据发送至用户手机进行监控无疑会造成丢包的现象;同时,远程监控具有不可实时观察、动态控制的缺点,尤其对于小型农作物温室环境的控制,具有不灵活控制、成本高的缺陷。
文献[1]给出了国内现代温室监测系统的主要架构方案,主要用于小规模且不需要数据远程传输的现代温室监测系统,硬件包括无线传感器节点、微处理器模块、监控中心(PC机)等;也给出了温室规模较大且需要数据远程传输的现代温室监控系统的主要架构方案,硬件主要由传感器模块、微处理器模块、无线通信模块(即射频收发模块)和电源模块组成。综合比较两种方案,可以看出要实现大规模温室监测系统需要的设备是相当大的,其成本和造价也会大幅提升,这并不适用于小型温室的监测。因此,对于小型温室的环境监测,还是首选第一种方案。然而,第一种方案中涉及到监控中心
102
(PC机),主要用于数据的存储和监控,并对动态的
环境指数进行数据处理。但是温室中的环境指数如二氧化碳浓度的变化是实时的,大量的实时数据通过无线传感器传输至监控中心进行存储和处理,需要大量的硬盘资源和处理时间,容易出现内存溢出、死机等现象,存在不能及时处理实时数据的缺陷。
2农作物温室大棚二氧化碳浓度监测系统的设计
针对小型农作物温室环境指标监测的需要,并避开传统上使用无线通信技术进行数据传输监控方式容易丢包、观察不直观、控制不及时的缺陷,本系统设计采用TFT彩屏动态显示二氧化碳浓度的实时值和动态曲线,并具有阀值调节,超过阀值报警。
2.1系统功能
本系统主要完成以下功能:
(1)二氧化碳浓度动态监测:当农作物温室大棚中的二氧化碳气体进入二氧化碳浓度传感器后,传感器利用气敏电极或者气体扩散电极等构成一系列电池测量二氧化碳气体含量,其中气敏电极测量一些溶解在溶液中气体的含量用于环境监测。
(2)二氧化碳浓度动态曲线显示:二氧化碳传感器将生成的电信号经由A/D转换器转化成数字信号送给STC12C5A60S2单片机,由软件程序和单片机来共同控制TFT液晶显示输出。管理人员可以通过TFT彩屏观察一段时间内二氧化碳浓度的变化趋势,系统每200秒刷屏一次。
(3)阀值调节:管理人员可以随时根据温室大棚内的二氧化碳的实际浓度进行阀值调节,以安全预警。
(4)动态报警:当系统的监测数值超过设定的阀值时,由软件程序和单片机来共同控制输出报警信号,实现动态报警。2.2系统结构
该系统主要由STC12C5A60S2单片机、二氧化碳气敏传感器信号采集电路、气体状态判断电路、TFT端部分二氧化碳传感器和分压电路按照常规设计,液晶显示电路以及报警电路等组成。电路的前后端主要利用单片机的控制通过手动来设置所种植农作物最适宜的二氧化碳浓度的报警阀值,让其在二氧化碳浓度过低或是过高的情况下能够发出报警信号以通知管理人员即时换气。系统总体结构如图
《自动化与仪器仪表》2014年6期(总第176期)
图1系统总体结构
2.3软件运行流程
该系统的软件主要用于控制单片机对输入信号进行检测,将输出信号送入TFT液晶显示输出,并判定超出阀值后控制输出报警信号。软件选用德国Keil环境下完成从源程序编辑、编译调试,直到生成最公司推出的Cx51编译器,在nVision2集成开发终可执行文件代码的全部过程。该系统的重点是控制nRF905的程序设计。首先应对nRF905进行初始配置,配置完成后按需要编写各个功能的程序。
软件总体流程见图2
所示。
图2软件总体流程图
2.4系统操作说明
将系统硬件接入电源,打开开关。屏幕进入30秒的准备时间,屏幕显示系统开发者等信息。30秒计时结束后随即进入监测界面,TFT彩色显示屏最上方显示时间,最下方显示二氧化碳浓度的阀值。其中时间和阀值的设置可以通过矩阵键盘进行调节。TFT彩色显示屏中间显示的绿色P曲线代表二氧化碳的实时数值及动态曲线变化情况,该系统每
103
小型农作物温室大棚二氧化碳浓度监测系统刘立群
界面的二氧化碳浓度变化趋势,利用矩阵键盘进行阀值调节,设置预警阀值。当系统监测到当前二氧化碳浓度高于预警阀值时,发出报警信号。2.5系统界面
系统初始化界面和系统运行界面分别如图3和图4
所示。
图3
初始化界面
图4系统运行界面
2.6系统测试
将监测系统放入小型农作物温室大棚中进行测试,二氧化碳浓度随时间变化值见表1所示,二氧化碳浓度变化曲线见图5所示。可以看到,随着时间的推移,温室内的二氧化碳浓度逐步下降,系统在检测到其浓度低于阀值时将产生报警信号,从而实时监控生长指数的变化。
表1二氧化碳浓度随时间变化值
时间/s
20
40
60
80
100
120
140
/ppm
CO230352628260125412493247624492398
104
图5二氧化碳浓度变化曲线
3
小结
农作物温室大棚二氧化碳浓度监测系统具有硬件组成结构简单、成本低廉、精度高、交直流电源两用、便携式、功耗小、操作简单性能稳定等优势。且实现了对农作物温室大棚的关键环境指标二氧化碳浓度监测并用TFT彩屏显示实时值。系统采用了最先进的51单片机STC12C5A60S2,处理速度是普通单片机的4到5倍。与其他同类设备相比,该系统采用分辨率为240*320的TFT彩屏,显示更为丰富;并设计了曲线统计功能,管理人员可以更直接地看到一段时间内二氧化碳浓度的变化趋势。该系统能够实现近距离的实时控制,让管理人员能时刻了解到当前温室内农作物的生长环境指数,具有一定的先进性和创新性。
参考文献
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应用综述[J].传感器与微系统,2011,30(12):14-17.[2]卫勇,杨延荣,单慧勇.基于手机短消息的温室环境远程
监测系统设计[J].农机化研究,2011,1:129-132.
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实现[J].现代电子技术,2008,22:151-154.
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[J].电子元器件应用,2012,14(9):49-52.