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实验室净化过程中三大模块的作用
发布时间:2020-04-27   浏览次数:999

文章摘要:本文由润德净化讲述了实验室净化过程中三大模块的作用,实验室净化反馈系统的设计中将三个模块集成到硬件系统中,并将空调的编码信息写入控制程序,使用单片机对信号进行调制。

大家都知道,实验室是科学研究基地,是科技发展的摇篮,实验室净化是必要的。今天润德净化说说实验室净化过程中三大模块的作用。

实验室净化

1.环境监测模块

环境监测模块需要实现对实验室环境以及空气污染物浓度的检测。实验室中常见的空气污染物有甲醛、苯系蒸汽、芳香族化合物、硫化物、烷类、烟雾以及一氧化碳、氢气等气体。根据气体污染物的种类及危害,可将这些空气污染物分成有毒有害污染物和易燃易爆污染物。系统的环境监测模块主要对这两类污染物的浓度以及实验室空气的温度和湿度进行检测。

实验室净化在硬件电路的设计中,环境监测模块由温湿度传感器、多种挥发性有机化合物(Volatile Organic Com-pounds,VOC)传感器和一氧化碳传感器组合实现。

环境温度、湿度的检测使用DHT22数字温湿度传感器来实现,实验室净化中,该传感器内置有电容式湿度传感器和热敏电阻,具有传输距离远、可靠性高以及抗干扰性能强的优点。另外,该传感器使用单总线的传输方式,不需要占用过多的IO接口非常适合模块的设计。实验室净化中,VOC浓度和一氧化碳浓度的检测使用MQ系列传感器来实现,该系列传感器灵敏度高,而且具有模拟和TTL两种输出方式,使用方式较为灵活。空气污染物监测电路的设计过程选择了模拟输出方式来对空气污染物浓度进行监测,并使用STM32F407单片机的ADC模块对MQ系列传感器的模拟输出进行直接采样,减少了电路级联,简化了采样电路的设计。

2.串口通信模块

在人机交互模块中,单片机与计算机上位机App之间使用串口通信的方式来传输指令和数据。串口通信是一种将并行数据字符转换成为连续的串行数据流发送的通信方式,常使用的串口通信协议有RS232和RS485。实验室净化中,相比于RS232,RS485协议采用平衡发送和差分接收的方式,可以同时连接多个设备,并定义了在最大设备个数情况下的电气特性,以保证足够的信号电源。因此,该传输协议具有抑制共模干扰能力强,传输距离远的特点。结合系统设计中室内空间大,传输距离远的特点,实验室净化系统使用RS485协议来对串口通信模块进行设计可以降低噪声干扰对数据传输的影响,提升了数据传输过程中的可靠性。

3.红外模块

在反馈系统的设计中,为了实现对环境温度和湿度的自动调节,实验室净化系统使用红外遥控的方式来对空调设备进行控制。红外遥控的原理是通过发送一系列红外编码信号来对电器实现控制。国内家电厂家多数使用NEC编码来对红外信号进行调制。实验室净化中,该编码使用38 kHz的载波和脉冲位置调制(PulsePosition Modulation,PPM)方式对信号的逻辑“0”和逻辑“1”进行调制。在NEC编码中,其逻辑“0”使用560us的高电平加上560μs的低电平来表示,而逻辑“1”使用560μs的高电平加上1 680μs的低电平来表示。NEC遥控指令的数据格式为:同步码、地址码、地址反码、控制码、控制反码。

以上就是润德净化今天所要分享的内容,实验室净化反馈系统的设计中将三个模块集成到硬件系统中,并将空调的编码信息写入控制程序,使用单片机对信号进行调制,即可以直接控制空调和空气循环系统,实现实验室净化过程中,温度、湿度以及空气污染物浓度的自动调节。


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