基于S3C44B0x的室内空气质量监测仪设计

1 引言

　　目前，困扰人们日常生活的室内空气质量问题主要有两种：

　　（1）由于房屋装修、玩具、杀虫喷雾剂等带来的有害气体，如甲醛、挥发性有机物（VOCs：包含苯系物）等致癌物质；

　　（2）人们日常生活中由于粗心或设备故障引起的有害气体泄露，如水煤气、天然气、液化石油气等的泄露给人体带来危害。因此，有必要设计一种集这两方面有害气体监测为一体的便携式室内（IAQ Monitoring System），及时、准确、有效地对生活坏境中这类有害气体进行检测并报警，提醒人们做出一定措施。不仅能有效地保护人们的健康，甚至能够让很多家庭灾难得以避免。

　　该系统采用Samsung 公司的 微处理器芯片作为硬件核心，选用μC/OS-Ⅱ实时操作系统作为嵌入式软件的基础和开发平台。 芯片内集成了ARM7TDMI 核，并在ARM7TDMI 核基本功能的基础上集成了丰富的外围功能模块，便于低成本设计嵌入式应用系统。μC/OS-Ⅱ是一个完整的、源码公开的、可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。其中μC/OS-ⅡV2.52 通过了美国航天管理局（FAA）的安全认证，可以用于飞机、航天器等与人生命攸关的控制系统中，是值得放心使用的操作系统。实践结果证明，该监测仪操作简单，工作稳定可靠，成本低，具有广阔的应用前景。

　　2 系统总体设计

　　由于嵌入式操作系统屏蔽掉了很多底层硬件的复杂信息，在开发的过程中，通过操作系统提供的API 函数便可以完成大部分工作，可以简化开发过程，提高系统的稳定性，所以该监测仪选用采用嵌入式操作系统。

　　嵌入式监测系统由硬件层、中间层、软件层、功能层组成，各层的内容结构如图1 所示。其中板级支持包（BSP）或称硬件抽象层（HAL）的功能在于将系统软件和底层硬件部分隔离，一般具有相关硬件的初始化、数据的输入/输出操作、硬件设备的配置等功能。

　　3 系统硬件设计

　　3.1 系统硬件基本架构

　　系统硬件主要由两大部分组成：

　　（1）针对该气体监测系统的传感器阵列电路，其中包括传感器加热电路、传感器信号采集电路；