• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    基于Android 平臺(tái)的污染檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    2015-12-31 09:36:06苓樹奇王佳星邊浩然
    電子測(cè)試 2015年7期
    關(guān)鍵詞:接收數(shù)據(jù)穩(wěn)壓單片機(jī)

    苓樹奇,王佳星,邊浩然

    (中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,410000)

    0 引言

    傳統(tǒng)的污染檢測(cè)產(chǎn)品專業(yè)性強(qiáng),只能應(yīng)用在特定的場(chǎng)合;價(jià)格昂貴,使用步驟繁瑣,不適合家庭使用。然而人們對(duì)自身的健康情況越來(lái)越重視,當(dāng)前室內(nèi)污染物種類多,危害大,人們亟需一款可以準(zhǔn)確快捷地檢測(cè)出室內(nèi)污染物的裝置。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及,費(fèi)用低、速度快、效果好的室內(nèi)污染解決方案成為了可能。

    設(shè)計(jì)出了一款可以檢測(cè)多種家居污染物的裝置。本裝置分為軟硬件兩部分,硬件部分是一款對(duì)家庭環(huán)境中眾多污染物進(jìn)行檢測(cè)的裝置,要求做到對(duì)污染物的濃度、含量以及波動(dòng)性進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)量檢測(cè);軟件部分是一款基于Android 平臺(tái)的手機(jī)軟件,這款軟件可以通過家庭局域網(wǎng)與硬件檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)地將檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示在手機(jī)上。

    1 系統(tǒng)架構(gòu)

    本裝置由信號(hào)采集與處理模塊、單片機(jī)控制模塊、Wi-Fi 通訊模塊、路由器和APP 構(gòu)成,信號(hào)采集與處理模塊采集室內(nèi)環(huán)境中粉塵污染物、有毒有害氣體污染物的模擬信號(hào)放大,濾波,AD轉(zhuǎn)換。然后將處理數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)處理。單片機(jī)收到從信號(hào)采集與處理模塊傳輸?shù)男盘?hào)后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析,分析處理完之后將得到的最終信息通過Wi-Fi 通訊模塊傳輸至路由器構(gòu)成的家庭局域網(wǎng)。與之配套的Android APP 從局域網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)并與用戶交互。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

    圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

    2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    2.1 模塊選型

    2.1.1 MQ-135 空氣質(zhì)量傳感器

    MQ135 氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在污染氣體時(shí),傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中污染氣體濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)??蓹z測(cè)的有害氣體有氨氣、硫化物、苯系蒸汽等,測(cè)試濃度范圍為10-1000ppm。

    2.2.2 TLN13UA06 Wi-Fi 模塊

    TLN13UA06 軟、硬件接口全面,體積小,功耗低。本產(chǎn)品采用UART 接口,內(nèi)置IEEE802.1 協(xié)議棧以及TCP/IP 協(xié)議棧,能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。TTLN13UA06 模塊支持串口透明數(shù)據(jù)傳輸模式,使傳統(tǒng)的串口裝置可輕松接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

    2.2.3 AT91SAM7S128-AU 單片機(jī)

    單片機(jī)作為產(chǎn)品的控制中心,考慮到與所選傳感器之間的配合,采用AT91SAM7S128-AU 芯片,其存儲(chǔ)器大小、及數(shù)據(jù)總線寬度和接口類型上均可滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

    2.2 模塊化設(shè)計(jì)

    本文重點(diǎn)分析穩(wěn)壓模塊和Wi-Fi 傳輸模塊功能模塊的設(shè)計(jì)思想及實(shí)現(xiàn)原理。

    穩(wěn)壓模塊由LM2940 和LM1117 組成,其中LM2940 和濾波電路組成5V 穩(wěn)壓電路,LM1117 和濾波電路組成3.3V 穩(wěn)壓電路。[2]LED1 與LED2 分別指示兩個(gè)穩(wěn)壓電路是否正常工作。其中5V穩(wěn)壓電路給傳感器模塊供電; 3.3V 穩(wěn)壓電路給MCU、WIFI、JLINK 供電。此外還需要一個(gè)1.8V 的電源給MCU 的核心電路供電,由于AT91SAM7S128-AU 單片機(jī)的VDDOUT 引腳,就是一個(gè)1.8V的穩(wěn)壓輸出引腳,所以不再設(shè)計(jì)1.8V 穩(wěn)壓電路,直接使用該引腳。在MULTISIM 上對(duì)5V 穩(wěn)壓電路如圖2 所示,其仿真結(jié)果為5.007V。

    TLN13UA06 Wi-Fi 通訊模塊電路如圖3 所示,其中6、7 管腳用于和MCU 直接的通訊;3、4 管腳用于多種模式設(shè)置命令的輸入;2 號(hào)管腳是信號(hào)燈輸出管腳,與LED3 相連表征工作方式。

    3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

    本設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),分為初始化模塊、采集模塊、傳輸模塊。初始化模塊的作用的是對(duì)單片機(jī)中的ADC、總線時(shí)鐘、串口模式和定時(shí)器進(jìn)行初始設(shè)定;采集模塊完成對(duì)ADC 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量進(jìn)行采集和存儲(chǔ);傳輸模塊對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)用串行的方式傳輸至局域網(wǎng)絡(luò)。流程圖如圖4 所示。

    圖2 穩(wěn)壓模塊仿真圖

    圖3 Wi-Fi 通訊模塊

    圖4 軟件系統(tǒng)流程圖

    為了提高系統(tǒng)可靠性,軟件必需對(duì)系統(tǒng)是否正常工作進(jìn)行檢測(cè)。初始化對(duì)硬件工作方式進(jìn)行設(shè)置以后,檢測(cè)系統(tǒng)工作信號(hào),判斷系統(tǒng)正常工作后,才能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。為了保證數(shù)據(jù)采集的靈敏度,總線速度要足夠高,這里我們?cè)O(shè)置為50MHz。配合APP 收到數(shù)據(jù)后的回執(zhí),可以是系統(tǒng)軟件更為可靠。

    4 手機(jī)軟件程序設(shè)計(jì)

    手機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地將硬件裝置采集到的數(shù)據(jù)接收并顯示在手機(jī)上。同時(shí)根據(jù)數(shù)值大小給出用戶優(yōu)秀,良好,輕污染,不健康,危險(xiǎn),有毒害六種提示。本文重點(diǎn)分析數(shù)據(jù)接收與顯示功能的實(shí)現(xiàn)。

    手機(jī)軟件與硬件裝置的通訊采用的是套接字(Socket)方法,即二者通過一個(gè)雙向的通信連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。硬件裝置中的TLN13UA06 模塊本身可以設(shè)定為充當(dāng)套接字的服務(wù)器端SocketServer,將數(shù)據(jù)以ASCII 碼的格式通過字節(jié)流的形式發(fā)送出去。此過程TLN13UA06 模塊可以自行完成。

    為了接收數(shù)據(jù),手機(jī)軟件創(chuàng)建了一個(gè)Socket 實(shí)例,即將手機(jī)設(shè)定為套接字的客戶端,同時(shí)在構(gòu)造方法中指定硬件裝置的IP地址與端口號(hào),這樣手機(jī)和局域網(wǎng)絡(luò)連接。連接成功后,為了實(shí)時(shí)地接收數(shù)據(jù),軟件將進(jìn)行不斷的循環(huán),同時(shí)為了便于后續(xù)的數(shù)據(jù)顯示,軟件還把接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為普通的字符串形式。為了增強(qiáng)用戶體驗(yàn),接收數(shù)據(jù)的過程都在新建的一個(gè)線程中完成,這是因?yàn)樘捉幼值倪B接是一個(gè)耗時(shí)操作,在UI 線程中接收數(shù)據(jù)的話,可能會(huì)造成應(yīng)用界面的卡死甚至整個(gè)程序的崩潰。

    在安卓機(jī)制中,只有在UI 線程中才可以更新UI 界面,這就意味著不可以將數(shù)據(jù)直接在接收數(shù)據(jù)的線程中顯示。為了顯示數(shù)據(jù),需要通過Java 中的SendMessage 將數(shù)據(jù)傳遞到UI 線程,再將其顯示到UI 界面中的TextView 控件中。

    5 檢測(cè)數(shù)據(jù)

    在2015 年3 月11 日至3 月20 日對(duì)湖南師范大學(xué)進(jìn)行跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù),并與該地區(qū)的國(guó)際空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,得出結(jié)果如圖5 所示。對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,可得到其相對(duì)誤差為0.76%。

    圖5 檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

    6 結(jié)論

    實(shí)現(xiàn)了一款基于Android 平臺(tái)的污染檢測(cè)裝置。硬件系統(tǒng)通過傳感器采集數(shù)據(jù),單片機(jī)控制模塊將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并實(shí)時(shí)地通過Wi-Fi 模塊傳輸至局域網(wǎng)絡(luò)。與之配套的Android終端APP 實(shí)時(shí)地從局域網(wǎng)絡(luò)中獲取數(shù)據(jù)并顯示。結(jié)合傳感器的檢測(cè)參數(shù),將檢測(cè)到的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可分級(jí)顯示。通過反復(fù)試驗(yàn),該裝置檢測(cè)結(jié)果與國(guó)際污染空氣質(zhì)量指數(shù)有較好的契合度,可作為普通家庭使用。

    [1] 周洪 胡文山 智能家居控制系統(tǒng) 北京:中國(guó)電力出版社

    [2] 涂時(shí)亮 單片機(jī)控制技術(shù) 上海:復(fù)旦大學(xué)出版社

    [3] 李剛 瘋狂Android 講義 北京:電子工業(yè)出版社

    [4] Eric Freeman Head First 設(shè)計(jì)模式 北京:中國(guó)電力出版社

    猜你喜歡
    接收數(shù)據(jù)穩(wěn)壓單片機(jī)
    沖激噪聲背景下基于幅度預(yù)處理的測(cè)向新方法*
    基于單片機(jī)的SPWM控制逆變器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    電子制作(2019年13期)2020-01-14 03:15:28
    基于單片機(jī)的層次漸變暖燈的研究
    電子制作(2019年15期)2019-08-27 01:12:10
    基于單片機(jī)的便捷式LCF測(cè)量?jī)x
    電子制作(2019年9期)2019-05-30 09:42:02
    低復(fù)雜度多輸入多輸出雷達(dá)目標(biāo)角度估計(jì)方法
    單片機(jī)模擬串口數(shù)據(jù)接收程序的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化
    基于T型連接變壓器的異步發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓穩(wěn)頻控制
    廣西電力(2016年6期)2016-07-10 12:03:37
    基于遲滯比較器的雙閾值穩(wěn)壓供電控制電路
    基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制穩(wěn)壓系統(tǒng)在ICPT中的應(yīng)用
    基于DSP的穩(wěn)壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    团风县| 循化| 肥西县| 安新县| 湖州市| 济源市| 万宁市| 噶尔县| 宁陕县| 平凉市| 库尔勒市| 汉沽区| 车致| 永和县| 双辽市| 梅河口市| 奈曼旗| 枣强县| 沁源县| 永清县| 克山县| 论坛| 蓝田县| 犍为县| 虹口区| 收藏| 东兰县| 邵武市| 石景山区| 淮滨县| 普陀区| 孟津县| 名山县| 通州市| 青海省| 松溪县| 江陵县| 台东市| 尤溪县| 崇礼县| 长垣县|