一種簡易的透射式能見度測量裝置設(shè)計方案

　　2.1.2 控制電路

　　該套裝置由具有自帶A/D 轉(zhuǎn)換功能的芯片STC12C5A60S2控制，它是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，可以為外圍的電路提供足夠的IO 端口。本設(shè)計配置11.059 2 MHz 的晶振為主系統(tǒng)的工作時鐘實現(xiàn)對能見度和CO2 數(shù)據(jù)的采集分析及對顯示部分的控制。

　　2.1.3 顯示電路

　　顯示電路包括了能見度顯示、CO2 濃度顯示及報警電路。其中能見度采集裝置采樣來的信號經(jīng)控制電路控制LED 燈顯示結(jié)果。為了更直觀表示能見度大小，該裝置將能見度由小到大設(shè)置為6 級顯示結(jié)構(gòu)，紅黃綠LED 燈各兩個，紅燈表示能見度很低，黃燈表示能見度低，綠燈表示能見度良好。

　　CO2 濃度顯示電路用LCD1602 液晶顯示屏實現(xiàn)。LCD1602字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD,單片機控制該模塊顯示CO2 濃度。當能見度低于預(yù)先設(shè)定的某一值時，蜂鳴器報警。

　　2.2 軟件設(shè)計

　　圖5是系統(tǒng)流程圖。首先對LCD、A/D 轉(zhuǎn)換和串口進行初始化操作，然后通過A/D轉(zhuǎn)換將傳感器采集到的能見度和CO2 濃度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號，通過LED 顯示能見度，通過LCD 顯示CO2 濃度，通過蜂鳴器反映CO2 是否高于預(yù)設(shè)值。

　　3 實驗結(jié)果與分析

　　為了更有效測試該裝置的測量范圍和靈敏度，選用干冰作為實驗輔助材料。干冰在空氣中升華，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量氣態(tài)CO2,用以模擬未知環(huán)境下不同CO2濃度，同時產(chǎn)生白煙以改變能見度。經(jīng)實驗得出的結(jié)果如圖6,圖7所示。

　　對比兩圖采樣點變化先后，可以看出在CO2 濃度高的時段，能見度降到了最低，這與實際情況是非常吻合的。同時可知該裝置的能見度識別靈敏，同時結(jié)果也表明，該裝置在高濃度CO2 條件下有很好的適應(yīng)能力。

　　4 結(jié)語

　　本文提出了一種易于操作且參數(shù)可變的透射式能見度測量裝置的設(shè)計方案，實現(xiàn)了對大氣能見度的分級檢測。在外界其他條件不變的情況下，能見度越低，感應(yīng)出的直流電壓越小。與此同時裝置加入了CO2 探測器，在測量大氣中能見度的同時能夠檢測環(huán)境中CO2 的含量。該裝置物理原理清晰，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作且參數(shù)可調(diào)，同時具有很強的擴展性，加入其他不同的有害氣體傳感器，可以對大氣中的各種有害物質(zhì)進行實時檢測。