基本信息
- 项目名称：
- 商用CO2探测器
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 商用CO2探测器主要用于对空气中CO2的浓度进行检测，同时还可以检测空气的温度和湿度，检测结果以数字的形式显示在LCD显示屏上。系统还扩展了实时时钟显示和两级继电器无源输出模块，以适应不同的应用场合。当空气中CO2的浓度值高于设定的报警值时，会启动声光报警系统，进行声光报警。CO2浓度的报警值可以由使用者根据实际情况自行设定，并具有掉电保护功能，使用者可以通过观察LCD屏上CO2的浓度值、温湿度值来对空气质量有个全面的了解。
- 详细介绍：
- 商用CO2探测器，以MSP430F413单片机为主控芯片，由CO2传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、RTC实时时钟电路、LCD显示电路、声报警电路、光报警电路和继电器输出等九大模块电路组成。具有电源、报警、故障三个状态指示灯，绿灯为电源指示灯，灯亮表示已接通电源；红灯为报警指示灯，灯亮表示CO2浓度超过设定值；黄灯为故障指示灯，灯亮表示探测器出现故障。还具有“设置”、“+”、“换位”、“返回”四个按键，用于设定开启报警时CO2的浓度值、切换显示内容及进行时间的调整等。 探测器上电后电源指示灯亮，系统开始工作，正常情况下LCD屏上显示检测到的CO2浓度值，使用者可以按下“换位”键来切换显示环境的温湿度值，通过这四个按键还可以设置报警时的CO2浓度值、切换CO2浓度的显示单位、设置是否启动声音报警、进行时间的调整等。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 空气中CO2浓度的高低对人们的日常生活有很大影响，严重时会对人们的生命构成威胁，CO2探测器可以实时的检测空气中CO2的浓度，当空气中CO2浓度过高时，发出声光报警，提醒人们注意防范。 河南某电子股份有限公司在进行了充分的市场调研之后，提出了设计要求，在某高校设立为大学生创新基金项目，并给予10万元的资金资助研制商用CO2探测器。 以MSP430F413单片机为主控芯片，扩展CO2传感器模块、温湿度传感器模块、RTC实时时钟电路、LCD显示电路、声光报警电路、继电器输出等模块，可研制出满足设计要求的CO2探测器。 创新点：采用MSP430F413超低功耗单片机及CO2传感器器构成低功耗、低成本、多功能的CO2探测器。 技术关键：CO2检测、温湿度信号检测、探测器的软件设计与优化。 主要技术指标： #CO2气体检测范围：0-5000ppm；检测精度：±50ppm； ＃温度测量范围：-10-60℃；检测精度：±1℃； ＃湿度检测范围：0-95%RH；检测精度：±5%RH； ＃具有时间显示功能； #预热时间：60S； ＃具备电源、报警、故障指示及声音报警 ＃输出形式：两级继电器无源输出。 ＃供电型式：AC220V、50Hz并兼容DC24V； ＃功耗：<40mA； ＃防护等级：IP42。
科学性、先进性
- 科学性、先进性： 1、采用MSP430F413单片机接收CO2传感器、温度、湿度传感器信号经数据处理后送至LCD屏显示，与现有技术比，测量精度高，功耗低，性价比高，系统工作稳定，能适用于工业环境； 2、能实时准确地检测空气中CO2的浓度、环境的温湿度值，检测结果以数字的形式在LCD显示屏显示，清晰直观，适用场合广泛；两级报警输出，报警点的值用户可以任意设定，并且具有掉电保护功能；可以选择是否开启声音报警，供电采用DC插座形式，方便外加直流适配器或者车载电源；两路继电器输出方便用户外接扩展； 3、有较高的防护等级，成品体积小，可以设计成壁挂式、台式、车载等类型，结构精巧便于用户安装，应用场合广泛，可以批量生产，有很大的应用市场。 参考文献： [1]沈建华. MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M].北京航空航天大学出版社，2008 [2]胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机[M].北京航空航天大学出版社，2001
获奖情况及鉴定结果
- 2009年4月 河南郑州 获河南某高校首届“挑战杯”大学生科技作品竞赛一等奖； 2009年5月 河南郑州 获河南省第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段，该作品已通过河南某电子股份有限公司的技术验收，并进行了小批量试产。
技术转让方式
- 所有权或使用权转让。
作品可展示的形式
- 实物产品，现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：正常工作时，使用者通过对四个按键的操作，设置CO2浓度的报警值、切换CO2浓度单位、切换显示温湿度值等，详细的使用说明可以参看使用说明书（论文文档附录2）。 技术特点和优点：采用MSP430F413单片机，运算速度高，超低功耗，工作稳定，价格低廉，结构精巧，安装方便，使用方便简单。 使用范围： 1、空气质量检测 2、安全监控 3、农业和畜牧业。 推广前景：随着人们环境认知度的提高，人们对空气质量的关注及要求会提高，CO2探测器能够实时检测空气质量，满足了人们对健康的需求。本作品功能齐全，性价比高，有很好的推广前景。 经济效益预测： 本作品已通过了河南某电子股份有限公司的检测验收，经测试证明，测量精度高，性能稳定可靠，性价比高，各项性能指标已达到国内先进水平，具有良好的市场前景，该作品已进行了小批量试产。目前市场上的同类产品价格约2000元/台，按照此价格计算每台可实现利润约1400元，预计每年生产销售500台，该产品可为公司创造利润约70万元/年。
同类课题研究水平概述
- 国内： 1.北京吉华安泰科技有限公司的多功能室内CO2检测仪（Sensenlife-Tim8），适用场合有限（只适用于室内），CO2浓度的报警值用户不可以根据实际情况自行设定，只有声音报警，没有光报警，没有继电器输出，用户无法外接； 2.南通沃特环保科技有限公司HAL-HCO201手持数字CO2探测器，只能检测CO2浓度，不能测测温湿度； 陕西国泰电子仪器有限公司生产的AZ7752型CO2探测器使用范围有限，且只能用于检测不能自主设定报警值； 3.汇晟仪器的钟表式CO2探测器报警时间点有限制，且功耗较大，报价高。 国外： 1.美国ALNOR公司的CO2测量计（8610）只能检测CO2浓度，不具备检测温湿度与自主设置报警点等功能。 2.法国C1100红外CO2探测器，只能测量CO2浓度，不具备温度和湿度检测功能； 3.加拿大SORTWELL室内型二氧化碳探测器测量范围小，测量精度低。 与国内外同类产品相比，本课题研制的商用CO2探测器优点为： （1）适用场合广泛，可以应用于农业，工业，交通等多种场合； （2）采用MSP430系列16位高性能单片机，功耗低，处理速度快，精度高； （3）CO2浓度的报警值可以自行设定，CO2浓度的显示单位可以切换； （4）具有两路继电器输出，方便用户外接扩展； （5）防护等级（IP42）高； （6）主要检测CO2浓度，同时可以检测所处环境的温湿度； （7）既有声音报警同时又可以进行光报警。 由此可见，与同类国内外产品相比，本课题研制的CO2探测器性价比高，适用范围更广。
