基于NDIR原理的二氧化碳濃度在線監(jiān)測儀設(shè)計(jì).pdf

1、二氧化碳（CO2）是大氣的重要組成部分之一，對(duì)自然環(huán)境和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活有著非常大的影響。對(duì)CO2氣體的濃度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測與分析成為眾多領(lǐng)域安全、高效生產(chǎn)的重要要素。本文利用非分光紅外（NDIR）原理以及無線傳感技術(shù)（Zigbee網(wǎng)絡(luò)）研究并設(shè)計(jì)了基于NDIR原理的CO2濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)和生活領(lǐng)域等區(qū)域?qū)O2濃度的采集，確保生產(chǎn)生活安全、經(jīng)濟(jì)、有效、健康地進(jìn)行。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴紅外分析模塊是基于N

2、DIR原理的CO2氣體濃度檢測裝置非常重要的一部分。光路系統(tǒng)設(shè)計(jì)是完成對(duì)光源、紅外探測器的選型，并根據(jù)朗伯-比爾定律，設(shè)計(jì)適合測量CO2濃度的光學(xué)氣室結(jié)構(gòu)。⑵設(shè)計(jì)CO2紅外分析模塊的硬件電路，包括光源驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)調(diào)理電路以及電源電路等；硬件電路采用了以CC2530模塊為控制核心的前端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，利用CC2530搭載CO2紅外分析模塊、DHT22溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2數(shù)據(jù)及周圍溫濕度的實(shí)時(shí)采集、處理。同時(shí)利用CC2530射頻單元搭建

3、Zigbee網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)器根據(jù)系統(tǒng)需求和上位機(jī)指令周期性的自適應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸與共享。該設(shè)計(jì)既可以實(shí)現(xiàn)低功耗數(shù)據(jù)采集，又可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和處理。⑶主要包括協(xié)調(diào)器、終端的程序設(shè)計(jì)以及上位機(jī)程序設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)為IAR，軟件設(shè)計(jì)主要任務(wù)是為終端完成CO2濃度以及溫濕度的采集，并且將數(shù)據(jù)打包通過Zigbee組網(wǎng)傳送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至上位機(jī)；利用VS2010實(shí)現(xiàn)上位機(jī)顯示界面的設(shè)計(jì)，主要完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測與數(shù)據(jù)