开题报告第1章绪论本次设计的任务是：搭建嵌入式系统实现对人们日常生活中经常遇到的甲醛、甲苯等有机致癌污染物，以及水煤气、天然气、液化石油气这些易燃易爆的危险气体的浓度进行实时监测。
一旦有气体浓度超限，系统将进行声光报警提醒人们采取一定措施来避免危害或者灾难的发生。
1．1课题背景随着人们对环境及健康问题的日益重视，对室内空气中有害气体监测的种类也越来越多，其中，人们日常生活中主要关心的气体污染问题主要存在于以下两个方面。
一方面，甲醛和苯都是确认的致癌物，可造成哮喘、心脑血管病、糖尿病、再生障碍性贫血、白血病、胎儿畸形、儿童智力大大降低以及“亚健康”状态等多种急慢性症状。
尤其到了夏季，30℃或以上时，装修材料、家具等释放出的有毒气体增多，室内污染相对较重，由此而造成的心脑血管疾病激增，突发症状以中风、常见的半身不遂、口眼歪斜为多。
中国室内装饰协会室内环境监测工作委员会于2004年在北京地区千户新装修家庭中进行的抽检结果显示甲醛超标的占60％。
从其他地区青岛、南京、银川、重庆、深圳、乌鲁木齐等地有关部门的检测数据看，新装修家庭中的甲醛不合格比率都在60％以上，深圳市计量质量检测研究院2004年1至7月份，共对全市400多套房子进行了室内环境检测，90％甲醛超标。
室内空气污染已被世界银行列为全球四个最关键的环境问题之一，全球每年因此而导致死亡的人数达280万人。
根据中华人民共和国国家标准《居室空气中甲醛的卫生标准》规定：居室空气中甲醛的最高允许浓度为o．08 mg／m 3(=60ppb)，WHO提出的甲醛气体浓度室内环境指导限值为o．1 mg／m3(=74ppb)。
[1-31在我国，每年由于煤气(主要是CO)中毒和天然气(又称甲烷，CH4)中毒的案例并不鲜见。
煤气中毒即一氧化碳中毒。
一氧化碳是一种无色无味的气体，不易察觉。
血液中血红蛋白与一氧化碳的结合能力比与氧的结合能力要强200多倍，而且，血红蛋白与氧的分离速度却很慢。
所以，人一旦吸入～氧化碳，氧便失去了与血红蛋白结合的机会，使组织细胞无法从血液中获得足够的氧气，致使呼吸困难。
煤气中毒多见于冬天用煤炉取暖、门窗紧闭、排烟不良、液化灶具漏泄或煤气管道漏泄等。
煤气中毒时病人最初感觉为头痛、头昏、恶心、呕吐、软弱无力，大部分病人迅速发生抽筋、昏迷，两颊、前胸皮肤及口唇呈樱桃红色，如救治不及时，可很快因呼吸抑制而死亡。
所以，如果能够及时测试到这些气体的浓度超过正常状态，并报警提醒人们做出一定措施，那么很多家庭灾难是可以避免的。
我国现有的一氧化碳报警器，一般将100ppm一200ppm作为报警浓度。
因为这种浓度的一氧化碳在短时间内尚不会对健康人产生明显的影响。
【4】因此，有必要设计一种针对甲醛、甲苯、水煤气、天然气、液化石油气这些人们日常生活中经常遇到的致癌物质和常见燃气的浓度进行实时监测，为人们拥有一个健康、安全的日常生活环境提供保障。
1．2便携式室内环境监测仪国内外现状及发展方向1．2．1 国内外发展现状在测试甲醛、甲苯等害气体方面，国外比较出名的有：美国Interscan公司生产的4160．2型甲醛分析仪、美国ESC公司生产的Z．300甲醛检测仪、英国PPM公司生产的PPM-400甲醛检测仪；国内的有：江苏安普电子工程有限公司生产的400型甲醛分析仪、北京宾达绿创科技有限公司生产的甲醛测定仪XP．308、长春吉大小天鹅有限公司生产的全自动室内空气甲醛、氨测定仪等。
这些仪器可实现对有害气体的检测功能，适用于专业检测机构或实验研究机构。
准确测定甲醛、苯、氨等有害气体的设备昂贵(如英国PPM公司生产的PPM400甲醛仪约两万多元)，测定时间较长，每隔一段时间就需进行重新标定(如英国PPM公司生产的PPM400甲醛仪)，需要专业人员进行操作，很难连续测定。
【5】在检测可燃气体泄露方面，国外引进产品如法国奥德姆便携可燃气体检测仪、美国ISC可燃性气体检测仪、日本新宇宙便携可燃气体检测仪，I国内的产品主要有北京燕山时代仪表有限公司生产的KS．3型遥控数字显示可燃性气体变送器、沈阳市爱尔普仪器有限公司GP．109C便携式可燃气体检测仪。
目前国内外产品的设计差异主要集中在监测传感器和控制单片机芯片的选用，操作方面国外的产品操作界面方便，功能更加完备。
1．2．2发展方向现代微电子技术的发展使得测量装置的精度越来越高，促进了室内环保监测监控仪器向着智能化的方向发展。
新的智能化仪表具有以下特点。
1．操作自动化仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作，实现测量过程的全部自动化。
2．测量智能化包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。
这种自测试可以在仪器启动时运行，同时也可在仪器工作中运行，极大方便了仪器的维护。
3．具有数据处理功能这是智能仪器的主要优点之一。
智能仪器由于采用了单片机或微控制器，使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题，现在可以用软件非常灵活地加以解决。
例如，传统的数字万用表只能测量电阻、交直流电压、电流等，而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量，而且还具有对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求极值、统计分析等复杂的数据处理功能，不仅使用户从繁重的数据处理中解放出来，也有效地提高了仪器的测量精度。
4．具有友好的人机对话能力智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。
与此同时，智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员，使仪器的操作更加方便直观。
具有可编程操作能力。
一般智能仪器都配有(RS232C，RS485等标准)通信接口，可以很方便地与PC机和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。
1．3主要研究内容本设计旨在开发一种可以对人们日常生活中室内常见的几种有毒害气体浓度进行实时监测的嵌入式系统。
该监测系统应该具有：测量准确、运行稳定、报警及时、操作简单、便携性好、成本低廉等优点。
设计中采用基于ARM7TDMI嵌入式处理器的Samsung公司的S3C44BOX芯片作为硬件核心，采用嵌入式操作平台pC／OS—II实时操作系统作为软件开发平台进行应用程序的开发。
论文提纲第一章绪论1.1 课题背景1.2 便携式室内环境检测仪国内外现状及发展方向1.21 国内外发展状态1.22 发展方向1.3 主要研究内容第二章嵌入式系统介绍及本检测系统整体规划2.1 嵌入式操作系统简介2.2 嵌入式系统设计方法2.3 嵌入式系统总体结构设计2.4 系统硬件规划2.5 系统软件规划、第三章传感器3.1 气体传感器3.2 温湿度传感器第四章硬件设计4.1 系统硬件整体结构设计4.2 外围电路设计第5章软件设计5.1 系统软件5.2 引导程序5.3 μC／OS-II操作系统移植5.4 μC／OS-II任务及任务调度简介5.5 μC／OS-II 介绍5.6 核心模块软件设计第六章结论参考文献【l】王明芳．便携式室内环保监控仪的研制[D】．西安：西安电子科技大学，2006【2]刘永华．建筑装修导致室内空气污染的研究[D】．重庆：重庆大学，2006【3】H Keith Floric．China’S air pollution risks【N】．Environmental Science&Technology．1997，31(6)[4】吴娜．甲醛气敏元件研制及灵敏度特性研究[D】．大连：大连理工大学．2005[5]王磊．室内空气品质监控系统的开发与研制[D]．西安：西北工业大学．2002[6】6王田苗，魏洪兴．嵌入式系统设计与实例开发：基于ARM微处理器与pC／OS．II实时操作系统[M]．北京：清华大学出版社，2008[7]周立功．ARM嵌入式系统基础教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2005[8]贾智平，张瑞华．嵌入式系统原理与接El技术【M】．北京：清华大学出版社，2005[9】李潇潇．基于ARM的车辆制动自动监控系统设计[D]．成都：西南交通大学，2009【lO]周立功．ARM嵌入式系统软件开发实例[M】．北京：北京航空航天大学出版社，2004 【11]马文华．嵌入式系统设计与开发[M】．北京：科学出版社．2006【12]陈丽珍，林小薇．嵌入式ARM微处理器选型指南[J]．单片机与嵌入式系统应用．2009，(6)【13】张建平．基于ARM的便携式振动测试分析仪的研究与开发[D]．青岛：山东科技大学．2007[14]彭华成．基于arnl的多功能测控平台研究[D】。
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