基于MXT8051的便攜式環境監測儀設計

　　引言

　　由于工業化進程加快，環境污染日益成為國際社會共同關注的問題。當今社會普遍關心企業、家庭、公共場所的污水、污物、廢氣等排放問題，希望持續惡化的環境能得到改善，可靠、有效、快捷的簡易便攜式環境監測儀應運而生，它的出現為日益嚴重的環境問題提供了測試依據。

　　目前大多數環境監測儀采用高速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域中應用受到限制。而基于單片機的簡易便攜式環境監測儀具有功耗低、成本低以及應用范圍廣等特點。本文基于北京時代民芯科技有限公司生產的MXT8051單片機設計出一款能夠同時監測煙霧、濕度、溫度、壓力以及酸堿度等多種環境對象，并且具備RS485、GSM網絡擴展與PC機通信等多種功能的便攜式環境監測儀。

　　系統方案設計

　　本系統硬件結構方案如圖1所示。系統設計采用MXT8051自帶的3路AD和3路OP共同完成3路環境參數的測試，其余幾路環境參數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，測試到的數據可以存儲在EEPROM中，也可通過RS232串口送到PC端進行處理，同時系統設計時留有GSM接口，可進行遠程網絡監控布置，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，同時減少硬件復雜度。

　　在系統硬件設計中，主要考慮到系統模塊的重用性，故在設計過程中盡量采用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，因此在本設計中，以MXT8051自有的電路為基礎，結合外圍專用的模擬放大電路進行信號調理，基于系統性能、尺寸、價格等方面的考慮，系統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、系統控制電路和AD電路均采用模塊化設計。