基于S3C44B0x的室內空氣質(zhì)量監測儀設計

1 引言

　　目前，困擾人們日常生活的室內空氣質(zhì)量問(wèn)題主要有兩種：

　?。?）由于房屋裝修、玩具、殺蟲(chóng)噴霧劑等帶來(lái)的有害氣體，如甲醛、揮發(fā)性有機物（VOCs：包含苯系物）等致癌物質(zhì)；

　?。?）人們日常生活中由于粗心或設備故障引起的有害氣體泄露，如水煤氣、天然氣、液化石油氣等的泄露給人體帶來(lái)危害。因此，有必要設計一種集這兩方面有害氣體監測為一體的便攜式室內空氣質(zhì)量監測儀（IAQ Monitoring System），及時(shí)、準確、有效地對生活壞境中這類(lèi)有害氣體進(jìn)行檢測并報警，提醒人們做出一定措施。不僅能有效地保護人們的健康，甚至能夠讓很多家庭災難得以避免。

　　該系統采用Samsung 公司的S3C44B0x 微處理器芯片作為硬件核心，選用μC/OS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統作為嵌入式軟件的基礎和開(kāi)發(fā)平臺。S3C44B0x 芯片內集成了ARM7TDMI 核，并在A(yíng)RM7TDMI 核基本功能的基礎上集成了豐富的外圍功能模塊，便于低成本設計嵌入式應用系統。μC/OS-Ⅱ是一個(gè)完整的、源碼公開(kāi)的、可移植、固化、裁剪的占先式實(shí)時(shí)多任務(wù)內核。其中μC/OS-ⅡV2.52 通過(guò)了美國航天管理局（FAA）的安全認證，可以用于飛機、航天器等與人生命攸關(guān)的控制系統中，是值得放心使用的操作系統。實(shí)踐結果證明，該監測儀操作簡(jiǎn)單，工作穩定可靠，成本低，具有廣闊的應用前景。

　　2 系統總體設計

　　由于嵌入式操作系統屏蔽掉了很多底層硬件的復雜信息，在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，通過(guò)操作系統提供的API 函數便可以完成大部分工作，可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高系統的穩定性，所以該監測儀選用采用嵌入式操作系統。

　　嵌入式監測系統由硬件層、中間層、軟件層、功能層組成，各層的內容結構如圖1 所示。其中板級支持包（BSP）或稱(chēng)硬件抽象層（HAL）的功能在于將系統軟件和底層硬件部分隔離，一般具有相關(guān)硬件的初始化、數據的輸入/輸出操作、硬件設備的配置等功能。

　　3 系統硬件設計

　　3.1 系統硬件基本架構

　　系統硬件主要由兩大部分組成：

　?。?）針對該氣體監測系統的傳感器陣列電路，其中包括傳感器加熱電路、傳感器信號采集電路；