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一种基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路及分析方法

文献发布时间：2023-06-19 12:10:19

技术领域

本发明涉及气体浓度分析技术领域，尤其涉及一种基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路及分析方法。

背景技术

利用非分散红外气体分析仪测量气体浓度所应用的原理是比尔定律，其公式如下:

I＝I

其中，各字母含义如下：I为被样气中待测气体吸收后的红外光强度,I

对于一台非分散红外气体分析设备，其测量样气中的待测气体已定，即待测气体对辐射波段的红外光吸收系数k一定，气室长度L一定。从比尔定律可以看出：通过测量未被待测气体吸收的红外光的强度I

现有技术中没有能用来作为气体分析的配套开发设备，现有的非分散红外气体分析仪不能通用，其针对的都是特定红外光，因此红外光吸收系数也孤星，不能针对不同吸收程度的气体浓度分析，无法适应不同型号不同种类的气体分析，给了开发工作带来了难度以及时间成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路及分析方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路,包括探测组件、信号处理电路、主控制电路、光源频率调制电路、光源、环境监测电路、人机交互电路和电源电路，所述探测组件的输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的输出端与所述环境监测电路的输出端分别与所述主控制电路的信号输入端电连接，所述主控制电路的信号输出端与所述光源频率调制电路的输入端电连接，所述人机交互电路与所述主控制电路电连接，所述光源频率调制电路的输出端与所述光源电连接，所述电源电路分别与所述信号处理电路、主控制电路、光源频率调制电路、光源、人机交互电路和环境监测电路电连接；

所述探测组件，用于探测组件实时对目标气体进行探测，得到被目标气体部分吸收的红外光强度信息，并发送至信号处理电路；

所述信号处理电路，用于对所述红外光强度信息进行信号处理，并发送至主控制电路；

所述环境监测组件，用于实时监测环境信息，并发送至主控制电路；

所述主控制电路，用于根据经过信号处理后的红外光强度信息计算目标气体的浓度值，并根据所述环境信息直接读取环境参数值；还用于根据所述环境参数值对目标气体的浓度值进行补偿处理，并将补偿处理后的浓度值和环境参数值分别显示在显示屏上；

所述人机交互电路接收光源频率设置命令；

所述主控制电路，还用于根据所述光源频率设置命令生成驱动信号，并控制光源频率调制电路驱动光源调整频率，如此反复循环，得到目标气体浓度的分析结果。

本发明的有益效果是：本发明的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路，通过探测组件探测被目标气体部分吸收后的红外光强度信息，并经过信号处理电路处理后由主控制电路计算目标气体的浓度值，主控制电路结合环境监测组件监测的环境信息对所述浓度值进行补偿处理并显示，同时，人机交互电路可以调节光源频率，以调节被部分吸收后的红外光强度，从而得到气体浓度分析结果，可以适用不同种类的气体分析，操作简单，检测结果精确，极大地方便了开发工作，节约了时间成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述探测组件包括两端之间贯通设置有光通道的气室和探测器，所述探测器和光源分别密封设置在所述气室的两端，且所述光源出射的光纤照射经由所述光通道入射至所述探测器的接收区。

上述进一步方案的有益效果是：通过将所述探测器和光源分别密封设置在所述气室的两端，这样可以使得光源发出的红外光能部分被吸收到入射至探测去的接收区，以被探测器接收，从而可以准确检测到部分被吸收的红外光的强度信息，以便后续准确计算出目标群气体的浓度。

进一步：所述信号处理电路包括前端信号调理电路和后端信号调理电路，所述前端信号调理电路包括前端测量信号调理电路和前端参考信号调理电路，所述后端信号调理电路包括后端测量信号调理电路和后端参考信号调理电路；

所述探测器的测量信号输出端与所述前端测量信号调理电路的输入端电连接，所述前端测量信号调理电路的输出端与所述后端测量信号调理电路的输入端电连接，所述后端测量信号调理电路的输出端与所述主控制电路的测量信号输入端电连接；

所述探测器的参考信号输出端与所述前端参考信号调理电路的输入端电连接，所述前端参考信号调理电路的输出端与所述后端参考信号调理电路的输入端电连接，所述后端参考信号调理电路的输出端与所述主控制电路的参考信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过前端测量信号调理电路和前端参考信号调理电路可以分别对测量信号和调理信号中的正弦信号进行放大，而不降其中的直流信号进行放大，并抑制信号找那个的高频噪声，提高信噪比的功能，使得信号在进行远距离传输时拥有更强的抗干扰能力，将有效的输出信号传输给后端信号调理电路进行处理，所述后端信号调理电路对信号进行高频滤波以及进一步放大的功能，同时将正弦波信号进行翻转，即将正弦波的负半轴翻转，使得负电压信号变成正电压信号，满足信号处理电路的采样条件。

进一步：所述前端测量信号调理电路包括运算放大器U17、电阻R709、电阻R710、电容C64、电阻R711和电容C68，所述运算放大器U17的同相输入端与探测器的探测信号输出端电连接，所述运算放大器U17的同相输入端通过所述电阻R709接地，所述运算放大器U17的反向输入端与地之间顺次串联有所述电阻R710和电容C64，所述运算放大器U17的反相输入端与输出端之间并联有所述电阻R711和电容C68，所述运算放大器U17的输出端与所述后端测量信号调理电路的输入端电连接；

所述前端参考信号调理电路包括运算放大器U19、电阻R713、电容C70、电阻R714、电阻R713和电容C71，所述运算放大器U19的同相输入端与探测器的参考信号输出端电连接，所述运算放大器U19的同相输入端通过所述电阻R713接地，所述运算放大器U19的反向输入端与地之间顺次串联有所述电阻R714和电容C70，所述运算放大器U19的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻R715和电容C71，所述运算放大器U19的的输出端与所述后端参考信号调理电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过运算放大器U17和运算放大器U19构成两路通道的信号处理电路，电容C64、电阻R60、电阻R61和电容C68共同组成负反馈网络，实现对测量信号的放大，同时R61与电容C68并联抑制了高频信号的放大，电容C64和电阻R60串联，抑制了原始信号中直流分量的放大，从而保证放大的信号仅仅是传感器输出的有用交流信号。

进一步：所述后端测量信号调理电路包括可变电阻R69、电阻R71、电容C72、电阻R66、运算放大器U20A、电阻R73、电容C74、电阻R67、运算放大器U21C、电容C73、肖特基二极管D10、电阻R68、电阻R70、运算放大器U21D和电阻R72，所述前端测量信号调理电路的输出端通过所述电容C72与所述运算放大器U20A的同相输入端电连接，所述运算放大器U20A的同相输入端通过所述电阻R66接地，所述运算放大器U20A的反相输入端与地之间顺次串联有所述电阻R71和可变电阻R69，所述运算放大器U20A的反相输入端与输出端之间并联有所述电阻R73和电容C74，所述运算放大器U20A的输出端通过所述电阻R67接地，所述运算放大器U20A的输出端与所述运算放大器U21C的同相输入端电连接，所述运算放大器U21C的反相输入端和输出端之间电连接有所述电容C73，所述运算放大器U21C的反相输入端和输出端分别与所述肖特基二极管D10的1号引脚和3号引脚对应电连接，所述肖特基二极管D10的2号引脚通过所述电阻R68接地，所述肖特基二极管D10的2号引脚与所述运算放大器U21D的同相输入端电连接，所述运算放大器U21D的反相输入端通过所述电阻R70与所述运算放大器U21C的同相输入端电连接，所述运算放大器U21D的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R72，所述运算放大器U21D的输出端与所述主控制电路的测量信号输入端电连接；

所述后端参考信号调理电路包括电容C75、电阻R74、可变电阻R77、电阻R79、运算放大器U20B、电阻R81、电容C77、电阻R75、运算放大器U21B、电容C76、肖特基二极管D11、电阻R76、电阻R78、运算放大器U22C和电阻R80，所述前端参考信号调理电路的输出端通过所述电容C75与所述运算放大器U20B的同相输入端电连接，所述运算放大器U20B的同相输入端通过所述电阻R74接地，所述运算放大器U20B的反相输入端与地之间顺次电连接有所述电阻R79和可变电阻R77，所述运算放大器U20B的反相输入端与输出端之间并联有所述电阻R81和电容C77，所述运算放大器U20B的输出端通过所述电阻R75接地，所述运算放大器U20B的输出端与所述运算放大器U21B的同相输入端电连接，所述运算放大器U21B的反相输入端与输出端之间电连接有所述电容C76，所述运算放大器U21B的反相输入端和输出端分别与所述肖特基二极管D11的1号引脚和3号引脚对应电连接，所述肖特基二极管D11的2号引脚通过所述电阻R76接地，所述肖特基二极管D11的2号引脚与所述运算放大器U22C的同相输入端电连接，所述运算放大器U22C的反相输入端通过所述电阻R78与所述运算放大器U21B的同相输入端电连接，所述运算放大器U22C的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R80，所述运算放大器U22C的输出端与所述主控制电路的参考信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述电容C72、电阻R66和运算放大器U20A共同组成有源高通滤波器，频率低于信号截止频率的信号将被抑制，无法传输到下一级电路，因此实现滤除直流信号和低频率噪声信号，所述电阻R69、电阻R71、电阻R73和电容C74共同组成负反馈电路，将信号进行同向放大，R60为可调电阻，可以调节放大倍数，使最终输出的信号保持到同一水平，为后端处理提供了方便。

进一步：所述光源频率调制电路包括升压芯片U2、电感L1、电阻R2、电阻R3、电容C2、电容C5、电容C6、电阻R1和MOS管Q1，所述升压芯片U2的电源输入端与电源电路的+5V输出端电连接，所述升压芯片U2的电源输入端通过所述电容C6接地，所述升压芯片U2的两个电感连接端分别与所述电感L1的两端电连接，所述升压芯片U2的接地端接地，所述升压芯片U2的输出端与所述光源的电源输入端电连接，所述升压芯片U2的输出端通过所述电容C2接地，所述升压芯片U2的输出端与反馈输入端之间电连接有所述电阻R2，所述升压芯片U2的反馈输入端通过所述电阻R3接地，所述升压芯片U2的使能端通过所述电容C5接地，所述MOS管Q1的栅极与所述主控制电路的信号输出端电连接，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极与所述光源的控制信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述升压芯片U2为光源提供稳定可靠的电源，MOS管Q1和电阻R1组成开关电路，并由主控制电路输出的PWM波来控制MOS管Q1的开关频率，从而控制光源的频率。

进一步：所述环境监测电路包括气压监测电路和温度监测电路，所述气压监测电路和温度监测电路的输出端分别与所述主控制电路的环境信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述气压监测电路和温度监测电路可以分别监测环境中的气压信息和温度信息，利用这些环境数据对被测气体浓度测量值进行修正，从而得到更高精度的浓度测量数据，以满足在不同场景下的使用需要。

进一步：所述人机交互电路包括按键和显示屏，所述按键和显示屏分别与所述主控制电路的交互端口电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述按键可以输入光源频率设置命令，这样便于所述主控制电路根据所述光源频率设置命令生成驱动信号，以便驱动所述光源调整频率，以调节被部分吸收后的红外光强度，从而测量不同种类的气体浓度。

进一步：所述的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路还包括通信电路，所述主控制电路与所述通信电路电连接，所述通信电路与外部接收终端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述通信电路可以直接与外部接收终端通信连接，方便与接收终端之间实现数据交互，并将测试数据发送至接收终端，以便进行下一步的数据分析与处理。

本发明还提供了一种基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路的分析方法,所述方法包括如下步骤：

分析电路初始化，探测组件实时对目标气体进行探测，得到目标气体的浓度信息，并发送至信号处理电路；

所述信号处理电路对所述浓度信息进行信号处理，并发送至主控制电路；

所述环境监测组件实时监测环境信息，并发送至主控制电路；

所述主控制电路根据经过信号处理后的浓度信息读取目标气体的浓度值，并根据所述环境信息直接读取环境参数值；

所述主控制电路根据所述环境参数值对目标气体的浓度值进行补偿处理，并将补偿处理后的浓度值和环境参数值分别显示在显示屏上。

人机交互电路接收光源频率设置命令，所述主控制电路根据所述光源频率设置命令生成驱动信号，并发送至光源频率调制电路，所述光源频率调制电路根据驱动信号调整光源频率，并重复上述步骤，得到目标气体浓度的分析结果。

本发明的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路的分析方法，通过探测组件探测被目标气体部分吸收后的红外光强度信息，并经过信号处理电路处理后由主控制电路计算目标气体的浓度值，主控制电路结合环境监测组件监测的环境信息对所述浓度值进行补偿处理并显示，同时，人机交互电路可以调节光源频率，以调节被部分吸收后的红外光强度，从而得到气体浓度分析结果，可以适用不同种类的气体分析，操作简单，检测结果精确，极大地方便了开发工作，节约了时间成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路的结构示意图；

图2为本发明一实施例的前端信号调理电路的电路示意图；

图3为本发明一实施例的后端信号调理电路的电路示意图；

图4为本发明一实施例的光源频率调制电路的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路,包括探测组件、信号处理电路、主控制电路、光源频率调制电路、光源、环境监测电路、人机交互电路和电源电路，所述探测组件的输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的输出端与所述环境监测电路的输出端分别与所述主控制电路的信号输入端电连接，所述主控制电路的信号输出端与所述光源频率调制电路的输入端电连接，所述人机交互电路与所述主控制电路电连接，所述光源频率调制电路的输出端与所述光源电连接，所述电源电路分别与所述信号处理电路、主控制电路、光源频率调制电路、光源、人机交互电路和环境监测电路电连接。

所述探测组件，用于探测组件实时对目标气体进行探测，得到被目标气体部分吸收的红外光强度信息，并发送至信号处理电路；

所述信号处理电路，用于对所述红外光强度信息进行信号处理，并发送至主控制电路；

所述环境监测组件，用于实时监测环境信息，并发送至主控制电路；

所述人机交互电路接收光源频率设置命令；

本发明的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路，通过探测组件探测被目标气体部分吸收后的红外光强度信息，并经过信号处理电路处理后由主控制电路计算目标气体的浓度值，主控制电路结合环境监测组件监测的环境信息对所述浓度值进行补偿处理并显示，同时，人机交互电路可以调节光源频率，以调节被部分吸收后的红外光强度，从而得到气体浓度分析结果，可以适用不同种类的气体分析，操作简单，检测结果精确，极大地方便了开发工作，节约了时间成本。

在本发明的一个或多个实施例中，所述探测组件包括两端之间贯通设置有光通道的气室和探测器，所述探测器和光源分别密封设置在所述气室的两端，且所述光源出射的光纤照射经由所述光通道入射至所述探测器的接收区。通过将所述探测器和光源分别密封设置在所述气室的两端，这样可以使得光源发出的红外光能部分被吸收到入射至探测去的接收区，以被探测器接收，从而可以准确检测到部分被吸收的红外光的强度信息，以便后续准确计算出目标群气体的浓度。

为了方便寻找最佳气室长度，实际中，可以根据需要更换不同长度的气室，实现在短时间内改变测试环境得到不同的测试数据，从而利于分析测量数据结果。

在本发明的一个或多个实施例中，所述信号处理电路包括前端信号调理电路和后端信号调理电路，所述前端信号调理电路包括前端测量信号调理电路和前端参考信号调理电路，所述后端信号调理电路包括后端测量信号调理电路和后端参考信号调理电路。

通过前端测量信号调理电路和前端参考信号调理电路可以分别对测量信号和调理信号中的正弦信号进行放大，而不降其中的直流信号进行放大，并抑制信号找那个的高频噪声，提高信噪比的功能，使得信号在进行远距离传输时拥有更强的抗干扰能力，将有效的输出信号传输给后端信号调理电路进行处理，所述后端信号调理电路对信号进行高频滤波以及进一步放大的功能，同时将正弦波信号进行翻转，即将正弦波的负半轴翻转，使得负电压信号变成正电压信号，满足信号处理电路的采样条件。

探测器在工作时，输出原始信号为交流正弦信号，信号频率即为光源频率，但此时的正弦信号幅度极小，约为2-3mV,且此时的信号叠加有约为500-600mV的直流电压信号，因此在前端(靠近探测器)设置信号处理电路，此电路实现将小信号进行放大，而不将直流信号放大，并抑制信号中的高频噪声，提高信噪比的功能，使信号在进行远距离传输时拥有更强的抗干扰能力，将有效的输出信号传输给后端进行处理。

在本发明的一个或多个实施例中，如图2所示，所述前端测量信号调理电路包括运算放大器U17、电阻R709、电阻R710、电容C64、电阻R711和电容C68，所述运算放大器U17的同相输入端与探测器的探测信号输出端电连接，所述运算放大器U17的同相输入端通过所述电阻R709接地，所述运算放大器U17的反向输入端与地之间顺次串联有所述电阻R710和电容C64，所述运算放大器U17的反相输入端与输出端之间并联有所述电阻R711和电容C68，所述运算放大器U17的输出端与所述后端测量信号调理电路的输入端电连接。

通过运算放大器U17和运算放大器U19构成两路通道的信号处理电路，电容C64、电阻R60、电阻R61和电容C68共同组成负反馈网络，实现对测量信号的放大，放大倍数F＝1+(R61/R60)，同时R61与电容C68并联抑制了高频信号的放大，电容C64和电阻R60串联，抑制了原始信号中直流分量的放大，从而保证放大的信号仅仅是传感器输出的有用交流信号。

在本发明的一个或多个实施例中，如图3所示，所述后端测量信号调理电路包括可变电阻R69、电阻R71、电容C72、电阻R66、运算放大器U20A、电阻R73、电容C74、电阻R67、运算放大器U21C、电容C73、肖特基二极管D10、电阻R68、电阻R70、运算放大器U21D和电阻R72，所述前端测量信号调理电路的输出端通过所述电容C72与所述运算放大器U20A的同相输入端电连接，所述运算放大器U20A的同相输入端通过所述电阻R66接地，所述运算放大器U20A的反相输入端与地之间顺次串联有所述电阻R71和可变电阻R69，所述运算放大器U20A的反相输入端与输出端之间并联有所述电阻R73和电容C74，所述运算放大器U20A的输出端通过所述电阻R67接地，所述运算放大器U20A的输出端与所述运算放大器U21C的同相输入端电连接，所述运算放大器U21C的反相输入端和输出端之间电连接有所述电容C73，所述运算放大器U21C的反相输入端和输出端分别与所述肖特基二极管D10的1号引脚和3号引脚对应电连接，所述肖特基二极管D10的2号引脚通过所述电阻R68接地，所述肖特基二极管D10的2号引脚与所述运算放大器U21D的同相输入端电连接，所述运算放大器U21D的反相输入端通过所述电阻R70与所述运算放大器U21C的同相输入端电连接，所述运算放大器U21D的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R72，所述运算放大器U21D的输出端与所述主控制电路的测量信号输入端电连接。

通过所述电容C72、电阻R66和运算放大器U20A共同组成有源高通滤波器，频率低于信号截止频率的信号将被抑制，无法传输到下一级电路，因此实现滤除直流信号和低频率噪声信号，所述电阻R69、电阻R71、电阻R73和电容C74共同组成负反馈电路，将信号进行同向放大，放大倍数F＝1+(R73/(R69+R71))，R60为可调电阻，可以调节放大倍数，使最终输出的信号保持到同一水平，为后端处理提供了方便。U21C、C73、D10、R68、R70、R70与U21D共同组成信号翻转电路，当信号为正半周信号时，运算放大器U21C有输出，最终经过U21D输出正半周信号；当信号为负半周时，运算放大器U21C的8脚输出为0，肖特基二极管D10截至，而负半周信号经R70进入运算放大器U21D的反向输入端，最终运算放大器U21D的14脚输出信号翻转，将负半周信号翻转正半周信号。

在本发明的一个或多个实施例中，所述后端参考信号调理电路包括电容C75、电阻R74、可变电阻R77、电阻R79、运算放大器U20B、电阻R81、电容C77、电阻R75、运算放大器U21B、电容C76、肖特基二极管D11、电阻R76、电阻R78、运算放大器U22C和电阻R80，所述前端参考信号调理电路的输出端通过所述电容C75与所述运算放大器U20B的同相输入端电连接，所述运算放大器U20B的同相输入端通过所述电阻R74接地，所述运算放大器U20B的反相输入端与地之间顺次电连接有所述电阻R79和可变电阻R77，所述运算放大器U20B的反相输入端与输出端之间并联有所述电阻R81和电容C77，所述运算放大器U20B的输出端通过所述电阻R75接地，所述运算放大器U20B的输出端与所述运算放大器U21B的同相输入端电连接，所述运算放大器U21B的反相输入端与输出端之间电连接有所述电容C76，所述运算放大器U21B的反相输入端和输出端分别与所述肖特基二极管D11的1号引脚和3号引脚对应电连接，所述肖特基二极管D11的2号引脚通过所述电阻R76接地，所述肖特基二极管D11的2号引脚与所述运算放大器U22C的同相输入端电连接，所述运算放大器U22C的反相输入端通过所述电阻R78与所述运算放大器U21B的同相输入端电连接，所述运算放大器U22C的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R80，所述运算放大器U22C的输出端与所述主控制电路的参考信号输入端电连接。

在本发明的一个或多个实施例中，如图4所示，所述光源频率调制电路包括升压芯片U2、电感L1、电阻R2、电阻R3、电容C2、电容C5、电容C6、电阻R1和MOS管Q1，所述升压芯片U2的电源输入端与电源电路的+5V输出端电连接，所述升压芯片U2的电源输入端通过所述电容C6接地，所述升压芯片U2的两个电感连接端分别与所述电感L1的两端电连接，所述升压芯片U2的接地端接地，所述升压芯片U2的输出端与所述光源的电源输入端电连接，所述升压芯片U2的输出端通过所述电容C2接地，所述升压芯片U2的输出端与反馈输入端之间电连接有所述电阻R2，所述升压芯片U2的反馈输入端通过所述电阻R3接地，所述升压芯片U2的使能端通过所述电容C5接地，所述MOS管Q1的栅极与所述主控制电路的信号输出端电连接，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极与所述光源的控制信号输入端电连接。

通过所述升压芯片U2为光源提供稳定可靠的电源，MOS管Q1和电阻R1组成开关电路，并由主控制电路输出的PWM波来控制MOS管Q1的开关频率，从而控制光源的频率。

在本发明的一个或多个实施例中，所述环境监测电路包括气压监测电路和温度监测电路，所述气压监测电路和温度监测电路的输出端分别与所述主控制电路的环境信号输入端电连接。通过所述气压监测电路和温度监测电路可以分别监测环境中的气压信息和温度信息，利用这些环境数据对被测气体浓度测量值进行修正，从而得到更高精度的浓度测量数据，以满足在不同场景下的使用需要。本发明实施例中，所述气压监测电路采用型号为BMP280的高精度数字气压传感器来实现气压测量，该传感器使用IIC协议与外部进行数据通信，拥有传输速度快，数据稳定等特点。温度监测电路采用现有的温度传感器即可，这里不再赘述。

在本发明的一个或多个实施例中，所述人机交互电路包括按键和显示屏，所述按键和显示屏分别与所述主控制电路的交互端口电连接。通过所述按键可以输入光源频率设置命令，这样便于所述主控制电路根据所述光源频率设置命令生成驱动信号，以便驱动所述光源调整频率，以调节被部分吸收后的红外光强度，从而测量不同种类的气体浓度。开发人员可直接通过屏幕显示观测数据，使用按键对数据进行修改，从而省去了在程序中修改，再重新下载到开发板上的操作，大大节约了开发成本，延长了单片机的使用寿命。

在本发明的一个或多个实施例中，所述的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路还包括通信电路，所述主控制电路与所述通信电路电连接，所述通信电路与外部接收终端电连接。通过所述通信电路可以直接与外部接收终端通信连接，方便与接收终端之间实现数据交互，并将测试数据发送至接收终端，以便进行下一步的数据分析与处理。本发明中，所述通信电路采用RS232串口通信模块，可直接计算机相连接实现通信。

本发明的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路，为气体分析实验测试提供了一个稳定可靠的平台，本发明具有气室长度可调，探测器种类方便更换，以及光源型号方便更换，只需要简单的步骤便可实现上述操作，从而大大减少了在研发测试过程中因为需要更换硬件，而耗费掉大量的时间和物力，能在短时间内对研发人员能够想到的多种硬件设备进行更换调试，进而缩短了研发周期。本发明还提供了稳定可靠的信号处理电路，对于传感器输出信号进行处理，拥有极高的信噪比，最大程度上的保留了有用信号的输出，实现高精度气体浓度测量功能。

本发明的基于嵌入式系统非分散红外气体分析电路，同时搭载了气压测量电路和温度测量电路，对当前环境的气压和温度进行测量，利用这些环境数据对被测气体浓度测量值进行修正，从而得到更高精度的浓度测量数据。除此之外，还配备了通信电路以及人机交互电路，以便在开发过程中将数据上传到上位机或者直接使用屏幕显示。