基于MXT8051的便携式环境监测仪设计

　　引言

　　由于工业化进程加快，环境污染日益成为国际社会共同关注的问题。当今社会普遍关心企业、家庭、公共场所的污水、污物、废气等排放问题，希望持续恶化的环境能得到改善，可靠、有效、快捷的简易便携式环境监测仪应运而生，它的出现为日益严重的环境问题提供了测试依据。

　　目前大多数环境监测仪采用高速DSP或其他高速嵌入式处理器(ARM)，但是这造成价格与功耗上升，在快速的便携测试领域中应用受到限制。而基于单片机的简易便携式环境监测仪具有功耗低、成本低以及应用范围广等特点。本文基于北京时代民芯科技有限公司生产的MXT8051单片机设计出一款能够同时监测烟雾、湿度、温度、压力以及酸碱度等多种环境对象，并且具备RS485、GSM网络扩展与PC机通信等多种功能的便携式环境监测仪。

　　系统方案设计

　　本系统硬件结构方案如图1所示。系统设计采用MXT8051自带的3路AD和3路OP共同完成3路环境参数的测试，其余几路环境参数可以通过更换传感器进行测试，也可由外接AD与运放等电路进行采集，由MXT8051的通用IO口进行读取，测试到的数据可以存储在EEPROM中，也可通过RS232串口送到PC端进行处理，同时系统设计时留有GSM接口，可进行远程网络监控布置，这样方便用户选择与升级，通过利用MXT8051自身的资源可以减少外围硬件电路，同时减少硬件复杂度。

　　在系统硬件设计中，主要考虑到系统模块的重用性，故在设计过程中尽量采用MXT8051本身的资源，但是MXT8051本身在模拟电路方面的各项指标并不能满足所有的测试信号，因此在本设计中，以MXT8051自有的电路为基础，结合外围专用的模拟放大电路进行信号调理，基于系统性能、尺寸、价格等方面的考虑，系统对前端采集部分电路(包括烟雾、可燃气体、湿度、温度以及压力传感器电路)、无线模块电路、系统控制电路和AD电路均采用模块化设计。