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基于单片机和虚拟仪器的粉尘浓度检测装置

张飞;钱金法

【摘要】Inordertodetectthedustconcentrationintheairandgivefull

playtothecomputerdataprocessingfunction,adustconcentration

detectingdevicewasdesignedbyusingAT89S52microcontrollerand

LabVIEW2012virtualinstrumentdevelopmentsoftware.Thedesignmethod

ofthehardwareandsoftwareoftheslavecomputerisdescribedin

detail.Thefrontpanelandpartofthediagramprogramofsoftwareare

given.Thedustconcentrationinformationcanbeshowedthroughdigitals

andcurves,anddustconcentrationalarmlampisalsodesigned.Experiment

showsthattheexperimentaldevicehaslowcostandreliablefunction.It

hassomepracticalvalueinthevirtualinstrumentandmicrocontroller

technologyteaching.%为了检测空气中粉尘的浓度以及充分发挥计算机的数据处

理功能,采用AT89S52单片机和LabVIEW2012虚拟仪器开发软件,设计了一款粉

尘浓度检测装置.采用下位机硬件和软件的设计方法,给出了硬件设计原理图和主程

序流程图,同时介绍了电脑端LabVIEW程序的编写方法,给出了软件前面板界面图

和部分主要框图程序.检测的粉尘浓度相关信息能够通过数字和曲线2种方式显示,

并设计了粉尘浓度超标报警灯.实验表明,该实验装置成本低廉,功能可靠,在虚拟仪器

技术和单片机技术教学中有一定的实用价值.

【期刊名称】《实验室研究与探索》

【年(卷),期】2017(036)004

【总页数】5页(P137-140,173)

【关键词】单片机;虚拟仪器;硬件;粉尘浓度;检测装置

【作者】张飞;钱金法

【作者单位】常州机电职业技术学院电气工程学院,江苏常州213164;常州机电职

业技术学院电气工程学院,江苏常州213164

【正文语种】中文

【中图分类】TP274.2

随着计算机、电子技术和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变革，

出现了一种全新的仪器概念—虚拟仪器[1]。虚拟仪器和传统仪器相比，开发维护

费用降低，技术更新周期短，可根据用户需求自定义仪器功能。目前，市场上有很

多虚拟仪器软件，LabVIEW是其中的佼佼者。LabVIEW是NI公司开发的虚拟仪

器开发平台，采用图形化的编程语言(G语言)，功能强大，使用方便，在工控、检

测等领域应用很广[2-5]。国内很多高校开设了虚拟仪器技术课程，而且大多都使

用LabVIEW平台进行授课。

粉尘是漂浮在空气中的固态颗粒物，其浓度高低是目前衡量大气污染情况的重要指

标。而且，在工业生产现场，如果粉尘浓度过高，有可能引起爆炸[6]。所以，粉

尘浓度的检测意义重大。目前常用的粉尘检测方法有：光学法、过滤称重法等[7]。

本文采用LabVIEW2012、单片机设计了一套粉尘浓度检测实验系统，通过该系统，

学生可以锻炼LabVIEW和单片机通信、粉尘浓度检测等技能，系统虽然简单，但

经过合理、细致的设计，也能为相关产品的开发提供参考。

基于单片机和虚拟仪器的粉尘浓度检测装置主要由三部分构成：安装

LabVIEW2012的电脑(上位机)、通信电缆、基于51单片机的粉尘浓度检测装置

(下位机)。其中下位机主要包括电源模块、CPU模块、RS232通信接口、传感器

检测电路、键盘、声音提示电路和LED提示电路。整个系统的方案如图1所示。

系统工作时，使用虚拟仪器软件LabVIEW2012