基于NL-2007 GSM模塊的CO氣體監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)

介紹基于NL-2007 GSM模塊的CO氣體監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是能夠應(yīng)用SMS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。對(duì)無(wú)線通訊模塊NL-2007進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并給出NL-2007短信遙控報(bào)警模塊在CO氣體監(jiān)測(cè)儀中的應(yīng)用。

　　1 引言

　　CO氣體濃度監(jiān)測(cè)儀是用來(lái)測(cè)量相關(guān)環(huán)境空氣中CO含量的便攜式智能儀器。目前，國(guó)內(nèi)CO氣體監(jiān)測(cè)儀與控制中心的數(shù)據(jù)通信最常見(jiàn)的是通過(guò)CAN總線、RS一485總線或RS一232總線來(lái)完成。RS一232總線的通訊距離是12 m，最大可達(dá)15.4 m;RS一485總線的通訊距離是1200 m。CAN總線的直接通訊距離最大可達(dá)10 km。但無(wú)論哪種方式都有距離的限制.而且最終決定了控制中心的固定性。筆者提出一種通過(guò)GSM短消息收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)與短信中心通信的CO氣體監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)方案。

　　2 NL-2007模塊

　　NL-2007模塊是終端的主要功能部件，由GSM基帶處理器、電源專用集成電路、射頻電路和閃速存儲(chǔ)器等部分組成，負(fù)責(zé)處理GSM蜂窩設(shè)備中的音頻、數(shù)據(jù)和信號(hào)，內(nèi)嵌的軟件部分執(zhí)行應(yīng)用接口和所有GSM協(xié)議站的功能。基帶處理器包含蜂窩無(wú)線部分的所有模，數(shù)轉(zhuǎn)換功能，為滿足GSM、PCS蜂窩用戶市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的要求.在不用外接電路的情況下就能支持FR、HR和EFR語(yǔ)音和信道編碼。射頻部分基于SMARTi型電路.模塊內(nèi)的天線電纜連接到GSC類型的50Ω 連接器。NL-2007模塊適合最小功率的GSM蜂窩設(shè)備.這種蜂窩設(shè)備的應(yīng)用部分構(gòu)成人機(jī)接口(MMI)。通過(guò)串口(RS232)可接入NL-2007。NL-2007通過(guò)40針ZIF連接蜂窩應(yīng)用部分，ZIF連接器提供控制數(shù)據(jù)、音頻信號(hào)和電源線的應(yīng)用接口。終端系統(tǒng)的工作電壓為5 VDC。由于NL-2007的突發(fā)耗電電流峰值可達(dá)3 A.故外加穩(wěn)壓器件必須達(dá)到足以提供該額定電流的條件。在該終端中。采用LM2596型開(kāi)關(guān)電源完成12V到5V的轉(zhuǎn)換.作為NL-2007終端的電源。必須注意的是。由LM2596完成開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換需要大功率的電感器和電容器.以提高儲(chǔ)能能力.滿足NL-2007的耗電要求。

　　3 CO氣體監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　具有GSM短消息收發(fā)功能的便攜式CO氣體濃度監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示。筆者研制的監(jiān)測(cè)儀主要用于公共場(chǎng)所及某些生產(chǎn)車間空氣中CO濃度的監(jiān)測(cè).采用電池作為供電電源.CO傳感器N1選用日本根本特殊化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的NAP一505型電化學(xué)式傳感器。傳感器輸出電流與CO氣體濃度成線性關(guān)系(UOUT=70 nA±10 nM/l×106)。A1(OP90)可以保證工作電極和參考電極等電位。傳感器輸出OμA～70μA電流經(jīng)Aa(OP90)轉(zhuǎn)換成0 V～O.7 V的電壓,以保證當(dāng)CO濃度在0~10-3時(shí)A3的輸出為0 V～2.5V,以滿足MD轉(zhuǎn)換器U.I(ADS7822)的輸入要求。OP90具有內(nèi)部調(diào)零電路.允許儀器放大器提供真正的零輸入零輸出操作。NAP一505的溫度特性用常數(shù)B為3 435 K的NTC熱敏電阻器進(jìn)行補(bǔ)償，溫度經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后.其輸出在一10℃~50℃范圍內(nèi)能夠滿足精度要求。Ul(ADS7822)的參考電壓通過(guò)5 Ω電阻器和電容器組成的電源濾波器接到Vcc上.濾除電源自身的高頻噪聲。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送人U2(89LV/51)單片機(jī)，存儲(chǔ)在U7(AT24C08)中。CO氣體濃度監(jiān)測(cè)儀的液晶顯示模塊可以顯示濃度值和濃度變化曲線.并通過(guò)短消息收發(fā)模塊與控制中心通信。4 單片機(jī)對(duì)NL-2007模塊的控制