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室内空气净化系统设计与实现陈吹信梁彪盛
作者:管理员    发布于:2017-11-04 09:03:46    文字:【】【】【

  技术研发室内空气净化系统设计与实现陈吹信梁彪盛(广东技术师范学院天河学院广东广州510540)而且能释放负离子,净化空气。本系统基于AT89S51单片机,通过检测器检测空气中的污染,运用ADC0831模数转换芯片进行模数转换,再经过单片机做数据处理后启动外围硬件设备实行空气质量的显示与警告和空气的净化。

  单片机QS-01空气检测器片ADC0831模数转换器数转换,生成的数字信号从6脚输出,输入到单片机P1.6脚。

  随着人民生活水平的不断提高,人民对健康越来越重视,传统的空气对流已经满足不了现代生活的需求,家庭室内空气净化已经逐步引起关注,对应的空气净化器应运而生。本设计基于单片机AT89S51,采用空气自动检测装置,当空气污染达到一定程度时,自动启动抽风机排除污染空气,同时启动空气负离子发生器,净化空气。该系统操作简单,性价比高,具有一定的实际应用和发展优势。

  本系统分四大部分,如所示。部分是空气检测部分,通过空气检测器QS-01检测室内空气,得到相应的模拟信号电压,并把该信号传到ADC0831进行模数转换,得到数字信号,传给单片机处理;第二部分是数据分析处理部分,包括晶振电路,复位电路以及单片机本身,这部分用于分析空气检测到的数字信号,经过分析计算后,再输出相应的处理数据;第三部分是空气污染程度显示部分,分析空气污染程度,单片机发出信号,通过显示屏、LED和蜂鸣器做出相应的显示和警告;第四部分是空气净化部分,分析空气污染程度来净化空气,当空气污染超过设定值时,直流电机启动,抽风机把室内污染空气抽出,同时负离子发生器启动,净化室内空气。

  直流电机系统结构主要硬件设计如所示。QS-01中1脚接+5V电压,2脚接10K电阻,3脚接地。在系统开始检测空气质量时候,1脚和3脚之间的电阻工作发热,他们之间的电压被称为加热电压。他们之间的电阻为加热电阻。它们的作用在于预热QS-01元器件,使元器件工作得更好,使其灵敏度更高。当QS-01检测到空气质量开始变化的时候,1脚和2脚之间的电阻变少,两端电压也变少。

  2脚和3脚之间的电压变大。然后把该电压传送到模数转换芯片ADC0831中的2脚,空气污染程度越高,2脚和3脚之间的电压就越高。当数据传输到单片机经过数据分析后,可以知道空气的污染程度,从而达到检测空气的目的。在本系统设计中,QS-01元器件中的2脚的电压变化在+5V之内,笔者把少于2.539V电压为空气质量好,把大于2.539V而少于3.808V电压时候为空气质量中等,把大于3.808V电压为空气质量差。值得注意的是,不同地区空气质量的不同而使预设值会不同。ADC0831对2脚输入的信号进行模如所示。Q1接蜂鸣器和负离子发生器,作用是为了它们工作状态一致。Q2接5V继电器再接直流排风机。当空气质量好的时候,P3.5端口为高电平,Q2工作在截止状态,继电器没有吸合,12V电机没有工作。

  P2.3端口也为高电平,Q1工作在截止状态,负离子发生器没有工作,扬声器也不发声。当空气质量中等的时候,P3.5端口为低电平,Q2工作在饱和状态。继电器中的线圈因为电产生磁的原因,使继电器开关闸刀吸合,+12V电压加到12V排风电机中,直流排风机开始工作。而P2.3端口为高电平,Q1工作在截止状态,负离子发生器和扬声器没有工作。当空气质量差的时候,P3.5端口为低电平,12V电机开始工作。而且P2.3端口为低电平,Q1工作在饱和状态,负离子发生器开始工作,扬声器也发出报警声。

  求、满足光中继点位置要求以及满足覆盖范围要求的情况下,尽量选择光缆线路短的路由,减少光缆的传输损耗。3)路由选择。外力能改变光缆的传输损耗,因而光缆路由选择要求尽量避开易受外力破坏的场所,能管道敷设的不选择架空敷设,能架空敷设的不选择沿墙敷设。如不得己不能避开时,应采取必要的防护措施,指导施工来达到保护光缆的目的。

  电缆传输设计比光缆部分复杂得多,设计时要注意以下几个方面:1)电缆选型。尽量选择有实力厂家的电缆而且性能要优越。2)电缆长度设计。电缆的衰减常数定义为单位长度(一般指100m)的电缆所损失信号能量的分贝数。设计时合理确定设备位置,尽量选择电缆线路短的路由,能有效减少电缆传输损耗。3)电缆规格合理搭配。不同规格型号的电缆传输相同距离损耗不一样,为了减少传输损耗,应优先选择导体尺寸较大的电缆。第四,电平设计和均衡。同轴网络电平设计要满足GY/T106和GY/T180对系统电平等指标的要求。对于现阶段,数字电视与模拟电视同时在HFC网络上传输,数字电视QAM信号电平可比模拟电视频道电平低10dB左右。

  3.3改善系统非线性失真指标在有线电视HFC传输系统中,系统非线性失真指标主要受以下因素影响:光发射机的非线性失真、光纤的非线性失真、光接收机的非线性失真、电放大器的非线性失真等。

  从可知,要改善光发射机的非线性失真,要求激光器具有良好的P-I特性曲线,激光器工作区应有极好的线性。同时还要严格控制激光器的驱动电流,严禁使激光器工作在饱和区,否则,不但会产生失真,还会损坏激光器。因此设计时要从设备选型和激光器驱动电流控制两方面着手改善光发射机的非线性失真。

  光纤对非线性失真指标的影响主要是由色散引起的。对于较短距离光传输,光纤对非线性失真影响不是太大,但在长距离光传输设计中,必须特别关注非线性失真的情况。设计时,一方面可控制光纤的入光功率,另一方面可采用色散补偿手段达到保证光传输指标的目的,如DCM系列色散补偿器,目前共供应DCM-80,DCM-60,DCM-40三个型号,对于G652光纤的色散补偿距离分别为80km60km和40km,在设计时可供选用。

  光接收机对非线性失真的影响是由光检测二极管内光电变换和接收机内的放大器引起的。在设计时,保证光接收机的输入光功率在合理的范围内,一般不得超过+2dBm,太高会引起明显的失真甚至损坏光接收组件,太低又不能保证光接收机正常工作。

  电放大器的非线性失真特性带来了许多二次、三次失真产物。因此,对HFC网络而言,同时考虑CSO和CTB是全面评价系统非线性失真性能的必要而充分的手段。设计时,一方面通过放大器设备选型,保证放大器的设备技术性能符合设计规划要求;另一方面要保证放大模块有足够的驱动电平,又不能让驱动电平过大,以免引起非线性失真。

  电视信号从前端机房到用户终端整个传输链路中信号被反射。对模拟电视信号,图像出现重影;对数字电视信号,反射的影响严重得多,不同时到达解码器的信号流直接影响判决的准确性,导致误码率加。因而从网络设计时就必须考虑反射对系统的影响。1)光电传输设备和各种接头选型时,严格控制反射损耗指标,有时又叫回波损耗指标;对传输光缆和电缆,则要求材料的均匀性指标要好。2)通过设计优化,尽量减少活接头数量,采用斜8°活接头,减少反射的产生源。

  3.5减少数模混合传输的影响减少数模混合传输的影响主要就是减少失真产物的相互影响。从频道配置方面着手,在有可能的情况下使用频带尽量不超过2倍频程,即高频率小于低频率的两倍,这样可以有效地将谐波值置于使用频带之外,从而提高系统的传输指标。

  数字电视在HFC有线电视网络上传输时,所有的影响终都通过误码率指标反映在电视终端的音视频信号上,关系着每一位电视观众的切身感受。根据对影响数字电视传输质量的因素的分析,在HFC有线电视网络规划设计时,就应该采取相应的措施保证网络传输质量。

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