引言

　　隨著人民群眾環(huán)保意識的不斷增強,。以及國家對環(huán)保重視程度的不斷提高，社會對環(huán)境監(jiān)測提出了新的更高要求,，環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)日趨繁重,。據(jù)不完全統(tǒng)計我國已經(jīng)制定的各類國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)有400余項，涵蓋了大氣,、水質(zhì),、土壤、噪聲,、輻射,、固體廢物、農(nóng)藥等領(lǐng)域,。并且已經(jīng)開展了環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測,、環(huán)境質(zhì)量周報、日報,、預(yù)報監(jiān)測,；污染源監(jiān)測、污染事故應(yīng)急監(jiān)測,、污染物總量控制監(jiān)測,、污染源解析監(jiān)測,。環(huán)境污染治理工程效果監(jiān)測等，需監(jiān)測的污染因子達(dá)上百種,。這種點多,、面廣、任務(wù)繁重的環(huán)境監(jiān)測形勢,，急切需要提高環(huán)境監(jiān)測的自動化水平,，減少人工作業(yè)量，提高環(huán)境監(jiān)測實效,。隨著大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展,。推動了單片機技術(shù)的發(fā)展。為野外條件下進行實時環(huán)境監(jiān)測提供了便利 單片機以其“個頭小,、功能強”為特征,。具備微型計算機的功能。單片機應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測儀中,，可以減少環(huán)境監(jiān)測儀的體積和質(zhì)量,，提高環(huán)境監(jiān)測儀的自動化水平，增強環(huán)境監(jiān)測的準(zhǔn)確性,。

　　1  主要環(huán)境監(jiān)測儀分析

　　隨著社會各界對環(huán)境重視度越來越高,。各級對環(huán)境監(jiān)測工作的投入也越來越多。有力推動了環(huán)境監(jiān)測水平的提升 環(huán)境監(jiān)測的方式方法也呈現(xiàn)出新的特點和趨勢 環(huán)境監(jiān)測正由人工作業(yè)向自動化,、智能化方向發(fā)展,。由單項監(jiān)測向立體綜合監(jiān)測方向發(fā)展,，環(huán)境監(jiān)測儀器更具高科技特征,。

　　1.1 紅外溫室氣體監(jiān)測儀

　　溫室氣體對全球溫度影響極大。導(dǎo)致冰川融化,。海平面上升,，全球氣候反常惡化。因此,。加強對大氣中溫室氣體的監(jiān)測,。具有十分重要的意義 溫室氣體自動監(jiān)測系統(tǒng)主要是監(jiān)測大氣中溫室氣體的濃度變化。評估溫室氣體對環(huán)境變化的影響,。為國家制定長期發(fā)展規(guī)劃提供支撐 紅外光譜氣體監(jiān)測儀主要可用于空氣環(huán)境分析,、燃燒排放檢測、焚化爐檢測,、科研,、氣體純度分析。具有靈敏度高,、分辨率高,、監(jiān)測氣體種類多的特點,。

　　1.2 空氣環(huán)境有機污染物監(jiān)測儀

　　空氣環(huán)境有機污染物監(jiān)測儀主要完成對空氣中有機污染物排放的連續(xù)自動監(jiān)測。準(zhǔn)確界定有機污染源排放配置,。有效減少有機污染物的排放,。降低有機污染物對人體的傷害。減輕空氣惡化程度,，提高對區(qū)域性特征有機污染物的監(jiān)測水平,。該監(jiān)測分析儀具有便攜、易操作,、測試快速準(zhǔn)確的特點,，主要應(yīng)用于顆粒污染物的有組織排放 該設(shè)備的使用可有效降低現(xiàn)場監(jiān)測勞動強度、大大提高工作效率,、實現(xiàn)現(xiàn)場出數(shù)據(jù),、提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性?？梢詫崿F(xiàn)及時在監(jiān)測現(xiàn)場反映所監(jiān)測對象的排放濃度,、排放速率，為區(qū)域性總量控制指標(biāo)的制定與核查提供了可靠的技術(shù)手段,。對國控重點污染源企業(yè)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性,、審核工作的監(jiān)督性提供了便捷的手段。

　　1.3 水體水質(zhì)監(jiān)測儀

　　水體水質(zhì)監(jiān)測儀主要完成對水體的水質(zhì)污染物排放情況進行有效監(jiān)測,，特別適用于重金屬的監(jiān)測 水體水質(zhì)監(jiān)測儀主要基于順序注射分析平臺,，結(jié)合光度比色、陽極伏安溶出等檢測技術(shù),。實現(xiàn)水環(huán)境的重金屬在線監(jiān)測,。滿足當(dāng)前水環(huán)境重金屬在線監(jiān)測需求。該設(shè)備可廣泛應(yīng)用于飲用水安全預(yù)警,、污染源節(jié)能減排管理,、水環(huán)境現(xiàn)狀管理評價與規(guī)劃等。

　　1.4 逃逸氨監(jiān)測儀

　　逃逸氨監(jiān)測儀的探頭使用催化劑將氨氣轉(zhuǎn)換為NOx,，經(jīng)過除塵,、除水，再經(jīng)過氮氧化物轉(zhuǎn)換器,，將NO,，轉(zhuǎn)換為NO.送人高精度的測量單元，測得混合氣體的NO濃度 同時另一獨立的通道,，經(jīng)過除塵,、除水、除氨氣，經(jīng)過氮氧化物轉(zhuǎn)換器,。送入測量單元,，測量出NOx的濃度。測量的混合氣體轉(zhuǎn)換為NO的濃度減去NOx的濃度,，就是氨氣的濃度 同時通過采樣處理,，利用光譜分析技術(shù)和分析方法。實現(xiàn)高精度測量,。

　　2  基于單片機的環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　為了提高環(huán)境監(jiān)測的實效,。減少室外作業(yè)量。發(fā)揮單片機體積小,、功耗低,、數(shù)據(jù)處理能力強的優(yōu)勢。筆者提出一種基于單片機的環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計方案 該設(shè)計整體系統(tǒng)包括微處理器模塊（16位單片機,、日歷時鐘芯片,、復(fù)位電路及外圍電路）、傳感器測量模塊（紅外傳感器,、溫濕度傳感器,、氣體敏感元件等）、存儲器模塊（Fjash存儲器）,、通信模塊f串口通信,、無線通信）、電源模塊等組成,，主要完成對空氣質(zhì)量,、空氣中有機污染物及有關(guān)氣體進行監(jiān)測 總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示 該儀器可以同時監(jiān)測氣體和可吸人顆粒物濃度。在同一顯示屏顯示 一臺儀器可以同時監(jiān)測四種參數(shù),。該儀器工作方式為自動采樣自動分析,。測量濃度直接在顯示屏上顯示。并自動計算日平均,、月平均值,，可以儲存3O天的監(jiān)測數(shù)據(jù)（包括日平均,、月平均值）,。儀器帶USB、RS485數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存接口,?？梢詫Υ娴臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到計算機上。

圖1 總體結(jié)構(gòu)框圖

 　　2.2 傳感器的選取

　　傳感器是決定監(jiān)測儀精度的關(guān)鍵性元件,。必須慎重進行選擇,。該儀器中傳感器的選擇主要依據(jù)室外工作環(huán)境、測量精度、線性度,、互換性,、靈敏度、響應(yīng)速度,、穩(wěn)定性,、功耗、體積大小等因素綜合進行考慮 本監(jiān)測儀選用的各類傳感器分別為：離子敏型傳感器ISFET,、集成溫度傳感器TMP35,、集成濕度傳感器HM1500、氣敏傳感器MR51l等,。這些傳感器具備上述優(yōu)點,，同時具有體積小等特點。卜分適宜室外環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的要求,。

　　2.3 溫室氣體測量模塊

　　采用MH—410V／D NDIR紅外氣體傳感器對CO,，氣體進行監(jiān)測。MH-410V／D NDIR紅外氣體傳感器是一個通用型,、智能型,、微型傳感器。該傳感器利用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的c0 進行探測,，具有很好的選擇性,，無氧氣依賴性，性能穩(wěn)定,、壽命長,。內(nèi)置溫度傳感器，可進行溫度補償,；MH一410V／D是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術(shù)與微型機械加工,、精良電路設(shè)計緊密結(jié)合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器,。

　　2.4 軟件設(shè)計

　　軟件運用模塊化設(shè)計,，采用匯編語言與C語言混合編寫，包括主程序和中斷程序,，有初始化模塊,、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、顯示模塊,、中斷模塊,、系統(tǒng)測試與報警模）塊。單片機系統(tǒng)上電后,，進入初始化程序,，完成片內(nèi)各模塊的設(shè)置,、清LCD存儲器、端VI設(shè)定等初始化工作,，然后轉(zhuǎn)入主程序,。開啟中斷，循環(huán)設(shè)置低功耗模式并執(zhí)行空操作,。初始化是對外部接口,、定時器等部件初始化；傳感器模塊完成對數(shù)據(jù)的采集：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理模塊是完成對相關(guān)單項測量結(jié)果的分析處理：顯示模塊將監(jiān)測結(jié)果：中斷控制模塊完成環(huán)保數(shù)據(jù)超標(biāo)報警或出現(xiàn)異常報警的自診斷功能,。