[发明专利]便携式甲醛检测设备

摘要

本发明公布了一种便携式甲醛检测设备，现有的检测仪器设备功耗高，体积大不适合随身携带。该设备的控制器模块根据输入输出模块中的矩阵键盘的输入，选择该设备的工作状态，该设备具有保存，查询以及在线检测等功能。当检测设备开始在线检测时，信号采集模块开始工作，采集空气中的甲醛浓度信息，控制器通过内部集成的AD模块将信号采集模块发送过来的模拟信号转化为数字信号，同时将该信息保存或者发送到LCD显示。其中通讯模块中的RS232接口、JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据。本发明体积小，功耗低，精度高；携带方便；具备数据采集、处理和存储等功能。

主权项

便携式甲醛检测设备，其特征在于：本发明包括控制器模块、电源管理模块、存储器模块、信号采集模块、通讯模块、以及输入输出模块；各模块均采用现有成熟技术，控制器模块采用以LPC2368为核心的微处理器系统作为整个系统的核心；同时以LM2596S和SPX1117M3‑3.3为核心的电源管理模块为整个系统提供电源；其中存储器模块采用以SPI协议通讯的SST25VF016B芯片为核心；信号采集模块以MS1100‑P111甲醛VOCs气体检测传感器为核心；通讯模块包括 JTAG接口电路、RS232电平转换电路；输入输出模块包括矩阵键盘和LCD插口；以LM2596S为核心的5V电压转换电路为通讯模块中信号采集模块、输入输出模块中的部分电路以及以SPX1117M3‑3.3为核心的3.3V电压转换电路提供5V电压；以SPX1117M3‑3.3为核心的3.3V电压转换电路为控制器模块、存储器模块、通讯模块以及输入输出模块的部分电路提供3.3V电压；控制器模块根据输入输出模块中的矩阵键盘的输入，选择该设备的工作状态，该设备具有保存，查询以及在线检测等功能；当检测仪开始在线检测时，信号采集模块开始工作，采集空气中的甲醛浓度信息，控制器通过内部集成的AD模块将信号采集模块发送过来的模拟信号转化为数字信号，同时将该信息保存或者发送到LCD显示；其中通讯模块中的RS232接口、JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据；控制器模块包括微处理器U2 LPC2368、第八滤波电容C7、第九滤波电容C8、第十滤波电容C9、第十一滤波电容C11、第一晶振Y1、第二晶振Y2；U2 LPC2368的12引脚、10引脚、84引脚、42引脚、13引脚与VDD3.3相连；U2 LPC2368的11引脚、83引脚、97引脚、72引脚、55引脚、41引脚、31引脚和15引脚相连并接地；U2 LPC2368的16引脚、第八滤波电容C7的一端与第一晶振Y1一端相连；U2 LPC2368的18引脚、第九滤波电容C8的一端与第一晶振Y1另一端相连；第八滤波电容C7的另一端和第九滤波电容C8的另一端相连并接地；U2 LPC2368的23引脚、第十滤波电容C9的一端与第二晶振Y2一端相连；U2 LPC2368的22引脚、第十一滤波电容C11的一端与第二晶振Y2另一端相连；第十滤波电容C9的另一端和第十一滤波电容C11的另一端相连并接地；5V电压转换电路包括电源管理芯片U1 LM2596S、第一极性电容C1、第二极性电容C2、第一电感L1和稳压二极管D1，第一极性电容C1的正极与电源管理芯片U1 LM2596S的1引脚和VDD12电源连接；第一极性电容C1的负极、电源管理芯片U1LM2596S的3引脚、5引脚、稳压二极管D1的阳极和第二极性电容C2的负极相连并接地；电源管理芯片U1LM2596S的4引脚、电感L1的一端、第二极性电容C2的正极与VDD5.0相连；电源管理芯片U1LM2596S的2引脚、第一电感L1的另一端和稳压二极管D1的阴极相连；3.3V电压转换电路包括电源管理芯片SPX1117M3‑3.3、第三极性电容C5、第一滤波电容C3、第二滤波电容C4；第一滤波电容C3的一端与VDD5.0、第三极性电容C5的正极和电源管理芯片SPX1117M3‑3.3的1引脚连接；第三极性电容C5的负极、第一滤波电容C3的另一端、电源管理芯片SPX1117M3‑3.3的2引脚和第二滤波电容C4的另一端相连并接地；电源管理芯片SPX1117M3‑3.3的3引脚、第二滤波电容C4和VDD3.3电压输出端相连；存储器模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三滤波电容C6和存储芯片U4 SST25VF016B；存储芯片U4 SST25VF016B的1引脚与处理器U2 LPC2368的SSEL引脚相连；存储芯片U4 SST25VF016B的2引脚与处理器U2 LPC2368的MISO引脚相连；存储芯片U4 SST25VF016B的3引脚、处理器U2 LPC2368的P0.25引脚和第二电阻R2的一端相连；存储芯片U4 SST25VF016B的4引脚接地；存储芯片U4 SST25VF016B的5引脚与处理器U2 LPC2368的MOSI引脚相连；存储芯片U4 SST25VF016B的6引脚与处理器U2 LPC2368的SCK引脚相连；存储芯片U4 SST25VF016B的7引脚与第一电阻R1一端连接；存储芯片U4 SST25VF016B的8引脚、第一电阻R1的另一端和第三滤波电容C6的一端与VDD3.3相连；第三滤波电容C6的另一端接地；第二电阻R2的另一端与VDD3.3相连；信号采集模块包括传感器模块插口JP1；传感器模块插口JP1的1引脚与VDD5.0相连；传感器模块插口JP1的2引脚与处理器U2 LPC2368的AD0引脚相连；传感器模块插口JP1的3引脚与处理器U2 LPC2368的P0.19引脚相连；传感器模块插口JP1的4引脚接地；通讯模块包括JTAG接口电路和RS232电平转换电路；所述的JTAG接口电路包括第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7和JTAG接口CON1；JTAG接口CON1中的1引脚、2引脚、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端与VDD3.3相连；JTAG接口CON1中的3引脚、第六电阻R6的另一端、第七电阻R7的一端与处理器U2 LPC2368的nTRST引脚相连；JTAG接口CON1中的4引脚与第七电阻R7的另一端相连；JTAG接口CON1中的5引脚、第五电阻R5的另一端与处理器U2 LPC2368的TDI引脚相连；JTAG接口CON1中的6引脚与处理器U2 LPC2368的TDO引脚相连；JTAG接口CON1中的7引脚、第四电阻R4的另一端与处理器U2 LPC2368的TMS引脚相连；JTAG接口CON1中的8引脚、10引脚相连并接地；JTAG接口CON1中的9引脚、第三电阻R3的另一端与处理器U2 LPC2368的TCK引脚相连；所述的RS232电平转换电路包括第四滤波电容C10、第五滤波电容C12、第六滤波电容C13、第七滤波电容C14、串口COM1和电平转换芯片U5 MAX3232；U5 MAX3232的1引脚与第四滤波电容C10的一端相连；U5 MAX3232的2引脚与第六滤波电容C13的一端相连；U5 MAX3232的3引脚与第四滤波电容C10的另一端相连；U5 MAX3232的4引脚与第七滤波电容C14的一端相连；U5 MAX3232的5引脚与第七滤波电容C14的另一端相连；U5 MAX3232的6引脚与第五滤波电容C12的一端相连；U5 MAX3232的11引脚与处理器U2 LPC2368的U0TX引脚相连；U5 MAX3232的12引脚与处理器U2 LPC2368的U0RX引脚相连；U5 MAX3232的13引脚与串口COM1的2引脚相连；U5 MAX3232的14引脚与串口COM1的3引脚相连；U5 MAX3232的15引脚与第六滤波电容C13的另一端、第五滤波电容C12的另一端相连并接地；电平转换芯片U5 MAX3232的16引脚与VDD3.3相连；串口COM1的5引脚接地，其余引脚均架空；输入输出模块包括LCD接口、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和LCD插口J1；第一开关S1的一端、第二开关S2的一端、第三开关S3的一端、第十电阻R10的一端与处理器LPC2368的P0.8引脚相连；第四开关S4的一端、第五开关S5的一端、第六开关S6的一端和第十一电阻R11的一端与处理器LPC2368的P0.9引脚相连；第一开关S1的另一端、第四开关S4的另一端、第十二电阻R12的一端与处理器LPC2368的P0.7引脚相连；第二开关S2的另一端、第五开关S5的另一端、第十三电阻R13的一端与处理器LPC2368的P0.6引脚相连；第三开关S3的另一端、第六开关S6的另一端、第十四电阻R14的一端与处理器LPC2368的P0.5引脚相连；第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的另一端、第十四电阻R14的另一端相连接地；第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端与VDD3.3相连；LCD接口的1引脚与第八电阻R8相连并接地；LCD接口的2引脚与VDD5.0相连；LCD接口的3引脚、第八电阻R8的另一端和第九电阻R9的一端相连；LCD接口的4引脚与处理器LPC2368的P3.26相连；LCD接口的5引脚与处理器LPC2368的P3.25相连；LCD接口的6引脚与处理器LPC2368的P1.19相连；LCD接口的7引脚与处理器LPC2368的P1.20相连；LCD接口的8引脚与处理器LPC2368的P1.21相连；LCD接口的9引脚与处理器LPC2368的P1.22相连；LCD接口的10引脚与处理器LPC2368的P1.23相连；LCD接口的11引脚与处理器LPC2368的P1.24相连；LCD接口的12引脚与处理器LPC2368的P1.25相连；LCD接口的13引脚与处理器LPC2368的P1.26相连；LCD接口的14引脚与处理器LPC2368的P1.27相连；LCD接口的15引脚与处理器LPC2368的P1.29相连； LCD接口的17引脚与LPC2368的P0.1相连； LCD接口的20引脚与第九电阻R9的另一端相连。