基于MSP430F247和GSM的CO检测仪论文

张衍波

本文介绍了一种用单片机 MSP430F247为控制核心的CO浓度实时监测设计方案。该设计主要由CO电化学传感器 、中心处理器MSP430F247、液晶
显示器、GSM 模块组成，可实现空气中CO 浓度与环境温度的实时采集、数据的高速精确分析、键盘设置报警阈值、CO浓度或环境温度的超标报警、数据的远程传输以及良好的人机交互液晶显示等功能。具有应用范围广、便携、超低功耗、实时性好、可靠性高、保密性好等优点。
关键词：MSP430 GSM 液晶显示器 CO 报警
设计目标
针对常见的CO 报警器普遍具有寿命短,准确率差、不能实现远程通讯等缺点的状况, 设计了一种用单片机MSP430F247与电化学传感器、液晶显示、GSM
相结合的CO实时监测报警器。可实现空气中CO浓度与环境温度的实时采集、数据的高速精确分析、键盘设置报警阈值、CO浓度或环境温度的超标报警、数据的远程传输以及良好的人机交互等功能。用户可通过此设计的人机交互界面开启不同的工作模式、读取不同的信息。
详细指标要求
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1.采用具有过滤酸性气体功能的传感器实现的CO 气体浓度信息的精确采集，
传感器线性输出电流范围0~100uA。
2.采用高精度的运算放大器实现采集信号的精确放大，放大电压范围0~3.3V。
3.采用MSP430F247内置的12bitA/D转换器实现数据的精确高速转换。最小
单位为满刻度的0.0245%，系统以3.3V 为参考电压，能够分辨输入电压变
化的最小值约为0.806mV
4.实现对环境温度的精确测量，精度为0.1℃。
5. CO 气体浓度测量范围是0~1000ppm，精度可达到0.5ppm。
二、方案设计
2.1 理论分析
本设计可实现CO浓度的实时检测和远程报警功能。可由液晶显示器可读出
实时检测的数据，由GSM 实现远程通讯功能。与此同时还利用MSP430F247内
置的温度传感器实现环境温度的检测。
设计中使用电化学传感器CO/CF1000 采集CO 浓度信号，当CO 浓度范围
在0-1000ppm 时，传感器的输出电流与CO的浓度成线性关系。传感器采集的信
号经运算放大器OPA228放大后输入到MSP430F247，通过MSP430F247的内置
12bitA/D 将模拟信号转换为数字信号，经运算处理后由液晶显示器显示出CO
的浓度。在进行AD转换时，AD分辨率为2
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，
即最小单位为满刻度的0.0245%。
系统以3.3V 为参考电压，能够分辨输入电压变化的最小值约为0.806mV，而当
CO的浓度为0.5ppm时，所对应的传感器的输出电压的最小变化值约为1.65mV，

因此系统CO浓度分辨率可以达到0.5ppm。