引言
隨著人民群眾環保意識的不斷增強。以及國家對環保重視程度的不斷提高，社會對環境監測提出了新的更高要求，環境監測的任務日趨繁重。據不完全統計我國已經制定的各類國家環境標準有400余項，涵蓋了大氣、水質、土壤、噪聲、輻射、固體廢物、農藥等領域。并且已經開展了環境質量監測、環境質量周報、日報、預報監測；污染源監測、污染事故應急監測、污染物總量控制監測、污染源解析監測。環境污染治理工程效果監測等，需監測的污染因子達上百種。這種點多、面廣、任務繁重的環境監測形勢，急切需要提高環境監測的自動化水平，減少人工作業量，提高環境監測實效。隨著大規模集成電路制造技術的不斷發展。推動了單片機技術的發展。為野外條件下進行實時環境監測提供了便利 單片機以其“個頭小、功能強”為特征。具備微型計算機的功能。單片機應用于環境監測儀中，可以減少環境監測儀的體積和質量，提高環境監測儀的自動化水平，增強環境監測的準確性。
1 主要環境監測儀分析
隨著社會各界對環境重視度越來越高。各級對環境監測工作的投入也越來越多。有力推動了環境監測水平的提升 環境監測的方式方法也呈現出新的特點和趨勢 環境監測正由人工作業向自動化、智能化方向發展。由單項監測向立體綜合監測方向發展，環境監測儀器更具高科技特征。
1.1 紅外溫室氣體監測儀
溫室氣體對全球溫度影響極大。導致冰川融化。海平面上升，全球氣候反常惡化。因此。加強對大氣中溫室氣體的監測。具有十分重要的意義溫室氣體自動監測系統主要是監測大氣中溫室氣體的濃度變化。評估溫室氣體對環境變化的影響。為國家制定長期發展規劃提供支撐紅外光譜氣體監測儀主要可用于空氣環境分析、燃燒排放檢測、焚化爐檢測、科研、氣體純度分析。具有靈敏度高、分辨率高、監測氣體種類多的特點。
1.2 空氣環境有機污染物監測儀
空氣環境有機污染物監測儀主要完成對空氣中有機污染物排放的連續自動監測。準確界定有機污染源排放配置。有效減少有機污染物的排放。降低有機污染物對人體的傷害。減輕空氣惡化程度，提高對區域性特征有機污染物的監測水平。該監測分析儀具有便攜、易操作、測試快速準確的特點，主要應用于顆粒污染物的有組織排放 該設備的使用可有效降低現場監測勞動強度、大大提高工作效率、實現現場出數據、提高監測數據的可靠性。可以實現及時在監測現場反映所監測對象的排放濃度、排放速率，為區域性總量控制指標的制定與核查提供了可靠的技術手段。對國控重點污染源企業自動監測數據的有效性、審核工作的監督性提供了便捷的手段。
1.3 水體水質監測儀
水體水質監測儀主要完成對水體的水質污染物排放情況進行有效監測，特別適用于重金屬的監測水體水質監測儀主要基于順序注射分析平臺，結合光度比色、陽極伏安溶出等檢測技術。實現水環境的重金屬在線監測。滿足當前水環境重金屬在線監測需求。該設備可廣泛應用于飲用水安全預警、污染源節能減排管理、水環境現狀管理評價與規劃等。
1.4 逃逸氨監測儀
逃逸氨監測儀的探頭使用催化劑將氨氣轉換為NOx，經過除塵、除水，再經過氮氧化物轉換器，將NO2轉換為NO，送人高精度的測量單元，測得混合氣體的NO濃度同時另一獨立的通道，經過除塵、除水、除氨氣，經過氮氧化物轉換器。送入測量單元，測量出NOx的濃度。測量的混合氣體轉換為NO的濃度減去NOx的濃度，就是氨氣的濃度同時通過采樣處理，利用光譜分析技術和分析方法。實現高精度測量。
2 基于單片機的環境監測儀設計
2.1 系統總體結構
為了提高環境監測的實效。減少室外作業量。發揮單片機體積小、功耗低、數據處理能力強的優勢。筆者提出一種基于單片機的環境監測儀的設計方案該設計整體系統包括微處理器模塊(16位單片機、日歷時鐘芯片、復位電路及外圍電路)、傳感器測量模塊(紅外傳感器、溫濕度傳感器、氣體敏感元件等)、存儲器模塊(Fjash存儲器)、通信模塊f串口通信、無線通信)、電源模塊等組成，主要完成對空氣質量、空氣中有機污染物及有關氣體進行監測總體結構框圖如圖1所示。該儀器可以同時監測氣體和可吸人顆粒物濃度。在同一顯示屏顯示一臺儀器可以同時監測四種參數。該儀器工作方式為自動采樣自動分析。測量濃度直接在顯示屏上顯示。并自動計算日平均、月平均值，可以儲存30天的監測數據(包括日平均、月平均值)。儀器帶USB、RS485數據轉存接口。可以將儲存的數據轉存到計算機上。
圖1 總體結構框圖
2.2 傳感器的選取
傳感器是決定監測儀精度的關鍵性元件。必須慎重進行選擇。該儀器中傳感器的選擇主要依據室外工作環境、測量精度、線性度、互換性、靈敏度、響應速度、穩定性、功耗、體積大小等因素綜合進行考慮本監測儀選用的各類傳感器分別為：離子敏型傳感器ISFET、集成溫度傳感器TMP35、集成濕度傳感器HM1500、氣敏傳感器MR51l等。這些傳感器具備上述優點，同時具有體積小等特點。卜分適宜室外環境監測設備的要求。
2.3 溫室氣體測量模塊
采用MH—410V/DNDIR紅外氣體傳感器對CO，氣體進行監測。MH-410V/D NDIR紅外氣體傳感器是一個通用型、智能型、微型傳感器。該傳感器利用非色散紅外(NDIR)原理對空氣中存在的c0 進行探測，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，性能穩定、壽命長。內置溫度傳感器，可進行溫度補償；MH一410V/D是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術與微型機械加工、精良電路設計緊密結合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器。
2.4 軟件設計
軟件運用模塊化設計，采用匯編語言與C語言混合編寫，包括主程序和中斷程序，有初始化模塊、數據采集與處理模塊、顯示模塊、中斷模塊、系統測試與報警模)塊。單片機系統上電后，進入初始化程序，完成片內各模塊的設置、清LCD存儲器、端VI設定等初始化工作，然后轉入主程序。開啟中斷，循環設置低功耗模式并執行空操作。初始化是對外部接口、定時器等部件初始化；傳感器模塊完成對數據的采集：數據采集和數據處理模塊是完成對相關單項測量結果的分析處理：顯示模塊將監測結果：中斷控制模塊完成環保數據超標報警或出現異常報警的自診斷功能。
