基于MXT8051的便攜式環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)計

　　引言

　　由于工業(yè)化進程加快，環(huán)境污染日益成為國際社會共同關(guān)注的問題。當(dāng)今社會普遍關(guān)心企業(yè)、家庭、公共場所的污水、污物、廢氣等排放問題，希望持續(xù)惡化的環(huán)境能得到改善，可靠、有效、快捷的簡易便攜式環(huán)境監(jiān)測儀應(yīng)運而生，它的出現(xiàn)為日益嚴重的環(huán)境問題提供了測試依據(jù)。

　　目前大多數(shù)環(huán)境監(jiān)測儀采用高速DSP或其他高速嵌入式處理器(ARM)，但是這造成價格與功耗上升，在快速的便攜測試領(lǐng)域中應(yīng)用受到限制。而基于單片機的簡易便攜式環(huán)境監(jiān)測儀具有功耗低、成本低以及應(yīng)用范圍廣等特點。本文基于北京時代民芯科技有限公司生產(chǎn)的MXT8051單片機設(shè)計出一款能夠同時監(jiān)測煙霧、濕度、溫度、壓力以及酸堿度等多種環(huán)境對象，并且具備RS485、GSM網(wǎng)絡(luò)擴展與PC機通信等多種功能的便攜式環(huán)境監(jiān)測儀。

　　系統(tǒng)方案設(shè)計

　　本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)方案如圖1所示。系統(tǒng)設(shè)計采用MXT8051自帶的3路AD和3路OP共同完成3路環(huán)境參數(shù)的測試，其余幾路環(huán)境參數(shù)可以通過更換傳感器進行測試，也可由外接AD與運放等電路進行采集，由MXT8051的通用IO口進行讀取，測試到的數(shù)據(jù)可以存儲在EEPROM中，也可通過RS232串口送到PC端進行處理，同時系統(tǒng)設(shè)計時留有GSM接口，可進行遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控布置，這樣方便用戶選擇與升級，通過利用MXT8051自身的資源可以減少外圍硬件電路，同時減少硬件復(fù)雜度。

　　在系統(tǒng)硬件設(shè)計中，主要考慮到系統(tǒng)模塊的重用性，故在設(shè)計過程中盡量采用MXT8051本身的資源，但是MXT8051本身在模擬電路方面的各項指標并不能滿足所有的測試信號，因此在本設(shè)計中，以MXT8051自有的電路為基礎(chǔ)，結(jié)合外圍專用的模擬放大電路進行信號調(diào)理，基于系統(tǒng)性能、尺寸、價格等方面的考慮，系統(tǒng)對前端采集部分電路(包括煙霧、可燃氣體、濕度、溫度以及壓力傳感器電路)、無線模塊電路、系統(tǒng)控制電路和AD電路均采用模塊化設(shè)計。