基于NL-2007 GSM模塊的CO氣體監測儀的設計

介紹基于NL-2007 GSM模塊的CO氣體監測儀的設計，其主要特點是能夠應用SMS進行數據傳遞。對無線通訊模塊NL-2007進行了詳細介紹，并給出NL-2007短信遙控報警模塊在CO氣體監測儀中的應用。

　　1 引言

　　CO氣體濃度監測儀是用來測量相關環境空氣中CO含量的便攜式智能儀器。目前，國內CO氣體監測儀與控制中心的數據通信最常見的是通過CAN總線、RS一485總線或RS一232總線來完成。RS一232總線的通訊距離是12 m，最大可達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10 km。但無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GSM短消息收發模塊實現與短信中心通信的CO氣體監測儀的設計方案。

　　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器等部分組成，負責處理GSM蜂窩設備中的音頻、數據和信號，內嵌的軟件部分執行應用接口和所有GSM協議站的功能。基帶處理器包含蜂窩無線部分的所有模，數轉換功能，為滿足GSM、PCS蜂窩用戶市場日益增長的要求.在不用外接電路的情況下就能支持FR、HR和EFR語音和信道編碼。射頻部分基于SMARTi型電路.模塊內的天線電纜連接到GSC類型的50Ω 連接器。NL-2007模塊適合最小功率的GSM蜂窩設備.這種蜂窩設備的應用部分構成人機接口(MMI)。通過串口(RS232)可接入NL-2007。NL-2007通過40針ZIF連接蜂窩應用部分，ZIF連接器提供控制數據、音頻信號和電源線的應用接口。終端系統的工作電壓為5 VDC。由于NL-2007的突發耗電電流峰值可達3 A.故外加穩壓器件必須達到足以提供該額定電流的條件。在該終端中。采用LM2596型開關電源完成12V到5V的轉換.作為NL-2007終端的電源。必須注意的是。由LM2596完成開關電源轉換需要大功率的電感器和電容器.以提高儲能能力.滿足NL-2007的耗電要求。

　　3 CO氣體監測儀系統的結構

　　具有GSM短消息收發功能的便攜式CO氣體濃度監測儀的結構如圖1所示。筆者研制的監測儀主要用于公共場所及某些生產車間空氣中CO濃度的監測.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株式會社生產的NAP一505型電化學式傳感器。傳感器輸出電流與CO氣體濃度成線性關系(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Aa(OP90)轉換成0 V～O.7 V的電壓,以保證當CO濃度在0~10-3時A3的輸出為0 V～2.5V,以滿足MD轉換器U.I(ADS7822)的輸入要求。OP90具有內部調零電路.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B為3 435 K的NTC熱敏電阻器進行補償，溫度經過補償后.其輸出在一10℃~50℃范圍內能夠滿足精度要求。Ul(ADS7822)的參考電壓通過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A/D轉換后的數據送人U2(89LV/51)單片機，存儲在U7(AT24C08)中。CO氣體濃度監測儀的液晶顯示模塊可以顯示濃度值和濃度變化曲線.并通過短消息收發模塊與控制中心通信。4 單片機對NL-2007模塊的控制