一款多功能環(huán)保檢測儀的設(shè)計(jì)

[摘要] 本文較為詳細(xì)地介紹了一款多功能環(huán)保檢測儀的設(shè)計(jì)發(fā)法，對其軟件及硬件的功能和結(jié)構(gòu)給出了具體的說明，整個(gè)設(shè)計(jì)比較完整，完全具有可行性、實(shí)用性

[關(guān)鍵詞]多功能檢測儀 軟件功能設(shè)計(jì) 硬件結(jié)構(gòu)及功能

環(huán)保問題歷來是普遍受到全世界重視的主要問題之一，直接關(guān)系到我們?nèi)祟惖纳媾c發(fā)展。能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)我們周圍環(huán)境中存在的問題是保護(hù)我們生存環(huán)境的首要前提，于是對環(huán)境各個(gè)方面監(jiān)測、檢測、分析也就成為了我們的重要任務(wù)。不同方面的環(huán)保監(jiān)測使用不同的檢測儀器，我門這里介紹的這款儀器適合于對重金屬等的檢測。

一、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)功能:

軟件整體設(shè)計(jì)過程中一方面要明確系統(tǒng)的主要功能模塊，另一方面要對系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的展開提出綱要。

主系統(tǒng)進(jìn)入過程:

系統(tǒng)二級菜單結(jié)構(gòu)或說明:

文件

新建文件 -> 送檢單位管理文件 –> 編輯窗口

-> 樣品編號文件 –> 編輯窗口

打開文件-> 選擇文件類型打開后可以查看并編輯 -> 瀏覽、編輯窗口

導(dǎo)入文件-> 把備份的數(shù)據(jù)文件、參數(shù)設(shè)置文件、曲線文件等恢復(fù)到系統(tǒng)中 -> 向?qū)Х绞?/p>

導(dǎo)出文件-> 當(dāng)系統(tǒng)需要重新安裝或出現(xiàn)問題時(shí)，可以自動把數(shù)據(jù)文件、參數(shù)設(shè)置文件、曲線文件等備份出來 -> 向?qū)Х绞?/p>

文件管理-> 可以選擇按類型單個(gè)或成批刪除、復(fù)制等方法處理文件 -> 多功能文件管理窗口

數(shù)據(jù)結(jié)果分析 -> 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、匯總、報(bào)表打印輸出等，帶有菜單 -> 綜合界面

退出系統(tǒng) -> 復(fù)位系統(tǒng)(如關(guān)閉元素?zé)舻?、保存數(shù)據(jù)、退出系統(tǒng) -> 顯示復(fù)位進(jìn)度

分析參數(shù)

調(diào)入分析參數(shù)文件 -> 每次設(shè)置新的分析參數(shù)都將提示以某個(gè)文件名可以進(jìn)行保存，可以在這里直接調(diào)用 ->顯示瀏覽窗口

調(diào)入默認(rèn)分析參數(shù)-> 設(shè)備出廠時(shí)對每種原子化器帶有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的分析參數(shù)文件，該文件用戶不能改寫，只能調(diào)用

設(shè)置新的分析參數(shù)-> 進(jìn)入分析參數(shù)設(shè)置界面，該界面顯示當(dāng)前壓力等數(shù)值和元素?zé)舴枺梢约せ顐€(gè)性化元素周期表來選擇元素，所有設(shè)置完成后激活點(diǎn)火圖標(biāo)(火焰原子化器)，標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度輸入在該頁面直接顯示 -> 儀器條件、測量條件采用書簽方式切換顯示輸入。

工作曲線

調(diào)入曲線文件 -> 選擇曲線文件直接調(diào)入作為當(dāng)前樣品測量的工作曲線 -> 選擇文件系統(tǒng)窗口(有路徑默認(rèn))，選擇后系統(tǒng)欄有顯示當(dāng)前工作曲線文件名

修改工作曲線 -> 打開現(xiàn)有曲線文件，對其參數(shù)進(jìn)行修改后再保存 -> 曲線編輯界面

建立工作曲線 -> 建立工作曲線界面

樣品測量

開始樣品測量 -> 根據(jù)參數(shù)文件和工作曲線文件進(jìn)入樣品測量界面

技術(shù)指標(biāo)

波長精度 ->執(zhí)行操作，顯示進(jìn)度，獲得的檢測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對應(yīng)顯示比較，可以給出提示或說明。

系統(tǒng)分辨率 -> 執(zhí)行操作，顯示進(jìn)度，以圖形及數(shù)字方式報(bào)告結(jié)果

穩(wěn)定性測試 -> 執(zhí)行操作，顯示結(jié)果

特征濃度 -> 執(zhí)行操作，顯示結(jié)果

檢出極限 ->執(zhí)行操作，顯示結(jié)果

檢測系統(tǒng)硬件 -> 可以選擇檢測的部分(一項(xiàng)或多項(xiàng))，檢測過程中動態(tài)顯示進(jìn)度及結(jié)果

系統(tǒng)設(shè)置

設(shè)置默認(rèn)打印機(jī) –> 打印機(jī)設(shè)置

改變原子化器 –> 以畫面形式顯示可選的原子化器，選擇后系統(tǒng)將重新初始化

設(shè)置默認(rèn)系統(tǒng)文件 -> 可以選擇系統(tǒng)個(gè)性化默認(rèn)的參數(shù)文件、曲線文件等

操作員管理 -> 文件編輯窗口，可以增加、刪除、修改操作員和口令以及權(quán)限

窗口管理

系統(tǒng)將根據(jù)需要建立MDI類型窗口，該菜單項(xiàng)是針對多個(gè)MDI類型窗口打開時(shí)的管理

幫助

該項(xiàng)為系統(tǒng)輔助功能項(xiàng)

注: [1]…:表示需要有顯示的界面

[F1]…:表示需要建立的系統(tǒng)文件

#61548; 系統(tǒng)建有兩種語言的菜單和幫助(英語、簡體中文)，可以切換，

#61548; 系統(tǒng)帶有與硬件設(shè)備唯一對應(yīng)序列號

#61548;系統(tǒng)自動以特定文件保存設(shè)備運(yùn)行(加電)總時(shí)間及啟動次數(shù)

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

三、硬件選用的部分器件介紹

圍繞軟件所具有的數(shù)據(jù)采集等于外設(shè)相關(guān)的功能，硬件設(shè)計(jì)就很具體了。這里介紹一下硬件設(shè)計(jì)中的比較重要的部分器件以及相關(guān)功能。

系統(tǒng)采用雙uPU方式工作，其中主控制器為C8051F020，輔助控制器為C8051F005，這兩款微控制器都是Cygenal公司生產(chǎn)的高效混合信號型uPU，抗干擾能力強(qiáng)、速度快、內(nèi)部資源豐富;采用JTAG接口的仿真方式，非常方便程序的在線修改。都帶有內(nèi)部A/D和D/A轉(zhuǎn)換器以及內(nèi)置電壓比較器和基準(zhǔn)電壓，使用非常方便。C8051F020為100腳封裝，提供有大量可供使用的I/O端口。

在對主檢測進(jìn)行采樣設(shè)計(jì)時(shí)，我們選用了高精度的16位并行A/D轉(zhuǎn)換器MAX1165，既保證了轉(zhuǎn)換精度又能夠做到高速采樣。其他部分的采樣我們直接使用了C8051F020自帶的8路12位A/D轉(zhuǎn)換器，非常方便。

在對主檢測控制部分我們選用了具有I2C總線接口的高精度16位D/A 轉(zhuǎn)換器DAC8571，而C8051F020本身就帶有I2C接口，所以使用起來也很容易控制。

系統(tǒng)在與計(jì)算機(jī)接口部分我們采用設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，為了方便使用，又采用CP2101芯片設(shè)計(jì)了USB to UART轉(zhuǎn)換接口，大大提高了系統(tǒng)的通用性和靈活性。

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