室内空气质量检测系统设计.docx

《室内空气质量检测系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《室内空气质量检测系统设计.docx（20页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、摘要本文主要研究主要对象和范围：设计室内空气质量智能检测系统，为了更好地检测室内空气污染，必须设计一个高稳定性、高功能、高精度、友好界面和适度价格的空气质量的智能系统。它不仅可以用来确定家庭环境中的空气质量，还可以用来确定购物中心、办公室、工厂和停车场。它有很好的应用和价值的前景。对系统进行整体方案设计，完成系统硬件模块设计以及软件设计：主要手段和方法：首先提出系统整体设计框架和模块设计，对硬件进行选型和电路连接，最后设计系统软件设计：研究结果：设计完成室内空气质量检测系统。结论：本次设计完成的室内空气质珏检测系统，能够有效检测室内温度、气体浓度等，能够实现基本应用功能，后续还可以进一步优化和

2、完善。关键词：室内空气质量检测；硬件设计：传感耦第1章绪论1J研究背景及意义近年来，中国经济的可持续发展和工业化在公共生活的各个方面都取得了重大进展。然而，由于对环境保护作为一个更大问题的重要性的误解，环境保护正变得越来越明显。空气污染是许多环境问题的核心。工业和汽车的持续排放增加了白天的频率，烟雾和严重污染。近年来，环境空气质量已成为一个重要问题。根据国家环保署的数据，中国五分之一的城市有空气污染问题，尽管吸入空气污染近年来有所下降，但浓度指数仍高于标准值。与此同时，随着气体检测技术和检测设备的发展，空气中的粒子浓度指数总是高于标准值。一些有害气体，如甲醛和一氧化碳，逐渐出现在人们的眼前。空

3、气质量不同于其他环境问题。由于大多数气体没有颜色或气味，很难直接确定空气质量。如果气体含量超过正常值，会在短时间内对人体造成严重伤害。因此，越来越多的人开始关注室内空气质量。用固定点和固定时间跟踪巡逻是一种传统的空气探测方法。最重要的是，特别工作人员在特定的测试地点收集不同时间范围内的气体样本，然后在特定的实验地点抽取样本来检测化学物质，以获得不同的气体环境信息“空气质Si信息，收到此方法非常准确，但他不能给出具体的结果直接，所以不能提供实时监测。与此同时，考虑到劳动力成本.取样点的数辰也非常仃限。实时在线监测方法使用互联网对象的综合技术，通过便携式和简单的监测工具确定空气质量参数.事实上，在

4、收集结束时，它使用不同的气体传感器来测盘环境中气体的实时浓度和网络环境信息的交换。它可以很容易地限制时间和地点，这大大节省了劳动力成本，因此非常方便和实用。通过比较这两种方法，发现人们的担忧和迫切需要了解监测气体环境中的空气质量的设备将非常有用。(1)理论意义本文主要研究设计室内空气质晶智能检测系统，为了更好地检测室内空气污染，仃必要设计一个稳定性高、功能强、精度高、界面友好、价格适中的智能室内空气质量检测系统。它不仅可用于家庭室内空气质量检测，还可用于商场、办公室、工厂和停车场。这具有非常好的应用前景和价值。对系统进行整体方案设计，完成系统硬件模块设计以及软件设计。(2)实践意义化学产品容易

5、林放挥发的有毒气体，通常是挥发性有机化合物，气体从室内空气污染物中占最大比例。然而，其中大多数用于探测气体混合气体检测并不能符合要求.有效监测室内气体浓度和空气质量,能够有效识别有害气体，为室内健康生活提供保障。1.2国内外研究现状在海外，室内空气质量保证技术正在迅速发展，主要是在美国和日本。第一个通用产品质量探测器意味着室内空气质量测定技术已经从理论研究转向实际应用。气体质量探测器可以检测环境温度、湿度、二氧化碳和其他变量，并成为决定室内空气质量的智能工具。但是精确测量甲素、紫、挥发性有机化合物和火他有害气体的设备非常品贵(例如，英国公司需要2万多种工具来测量PPmr1.O0,这需要时间)。

6、2009年，锡耶纳和其他提供智能传感器网络设计2010年环境涨潮时地铁是相对较高的。设计智能传感器网络是为了解决室内空气质罡问题2012年，飞利浦还成立了一个团队，评估室内空气质量，开发室内可负担得起的空气质属传感器。1.2.2国内研究现状中国正在逐步发展对室内空气质量的研究。这是一个多功能的甲醛探测器，由文诺科技技术公司开发。这些产品可以在检测有害气体方面发挥作用，主要适用于研究机构或专业测试中心。与此同时，火他公司也有自己的室内空气质量探测器。测试设备成本昂贵，性能良好，但成本高使实际操作变得困难，效果并不理想。2014年，.苏州大学的胡和卢雅平开发了一套基于MCU的环境监测系统。系统使用

7、温度和湿度传感器和甲醛传感器来控制内部温度、湿度和浓度。2015年，他在C51处理器和外围设备的基础上开发了一种新的pm2.5探测器，可以通过PM2检测到灰尘。5.2016年8月，张光门发明了一种新的室内空气质量传感耦。设计是为了测试甲醛、氨和不。系统设计基于P1.iC数据监控项目。该系统具仃高精度、高速度和良好稳定的优势。2017年，ms1.1.OO甲醛浓度传感器和无线传感潞技术被广西大学用于开发空气质呈测定系统“该系统基rSTCI2C5A60S2.所行的设备都启动了。该系统可以显示调谐擀屏幕上每个点的识别值。13本文开展的主要工作本文主要工作如下：第一章绪论，对论文研究背景及意义进行分析,

8、综述国内外相关研究现状，提出本次研究的主要内容：第二章系统整体方案设计，提出整体设计框架与功能模块设计：第三章智能检测系统的硬件设计，对系统各个功能模块硬件进行设计：笫四章智能检测系统的软件设计，设计智能检测系统软件系统；结论，总结全文内容。第2章系统整体方案设计2. 1整体设计框架在这项研究中，套完整的智能检测系统是通过将上层和底层的计算结合起来设计的。上层是斜能终端应用程序，底层是ScMSTM32。数据通过串联接口和无线蓝牙技术传输。系统设备包括主控制模块、传格器模块、蓝牙CC2540、显示器模块、传感器模块、AD7705ADC、报警模块和控制模块.系统软件设计主要包括光电PID、PmS5

9、003#DHT1.I温度和湿度传感器和蓝牙软件、模拟数字转换软件、1.K和手机软件。为了使系统更具体，整个系统分为三个模块：传感器模块、主控制模块和手机模块。传感器模块用于数据收集，主控制模块用于数据处理，手机模块用于人类与冲算机互动。图2T显示了系统的总体流程图。移动模块手机APP蓝牙模块4.3寸1.CD彩屏MCUSTM2F103ZET6报警模块灰尘传感器光离子传感器模数转换模块-id技术的移动应用程序。开发为文件的移动应用程序可以将数值和特定系统实时传输到手机，气体浓度数据也可以实时显示在手机上。第3章智能检测系统的硬件设计3.1主控制模块STM32微控制器具有很高的处理性能，基于一个32

10、位微处理器的ARMCoRTEX-M3核心。与此同时，它具有稳定运行、低成本和低能源消耗的特征。正常工作电流STM32为36马赫，其能耗最低.它结合了32到512KB的闪存，6到64KB的SRAM。外石英STM32生成器设置为8兆赫，圾高工作频率可达72兆赫。ICSTM32共享三个12位模拟数字转换器，转换时间只有1兆，有21个输入通道。转换范围从O到3.6B,STM32微控制器的最小系统电路包括微控制器、石英发生器、重置和发射电路。由于STM32的工作电压为3.3B,最小系统的下降链条比传统意义上的要多。本文使用STM32F103ZET6芯片模型。STM32微控制器的最小流程图显示在图上。93

11、-1.STM32单片机最小系统电路图STM32单片机有三种触发方式：主闪光触发、系统RAM触发和内置SRAM触发。三种加载模式由booiO和booi1.定义。通过串行端II加载的好处是，通过输出TXD触点和RXD接口，程序可以从芯片上加载。然而，发射模式相对缓慢。第三种方法是调试从内部SRAM发射的程序。如图3-2所示，设计了一个系统装载模式的选择方案。RCXYrD33V100KHeader3图32.STM32启动模式选择原理图根据装载模式，当没有单一的平键加载电路时，可以安装BoOTO=I和BOOT1.=0。在这个阶段，下载代码将在Sm32系统内存中执行。可以通过串行端I工具（上传到主闪存，

12、存储地址0X080000）上。上传后，设置BOOTO=O和BoOT1.=0与此同时，MCU将启动闪存驱动器。正如图3-3所示，这是石英发电机的原理图。较小的STv32系统可能有一个8兆赫的石英发生器。然而，为了实现更精确的同步，外部时钟可以在OSCIN和OSCoUT模式下使用，RTC32,768千赫的时钟脉冲可以作为同步源添加。IC15qSC32INPSC32.OUTH22PC16tt32.768KHzHP-122P32传感器模块该文件开发的传感器模块主要由光电P1.D传感器、Pme3st尘埃传感涔和DHT1I的数字温度和湿度传感器组成.PmS5003St用于测量空气中的PM1.0、PM2.5

13、、PMIO和甲醛浓度。DHTI1.是一个数字传感器，用来测量室内的湿度和温度。3. 2.1光子离子传感器目前没有足够的光学离子传感器，其中大部分是进U到中国的。根据这份文件中提出的设计要求，特别挑选了两家外国公司的产品：一家在美国的母公司和一家在英国的阿尔法公司。两家公司生产的离子光学P1.D传感罂的性能几乎相同。在这篇文章中，选择了一个远程光电忘P1.D-A1.A1.PHA英国制造.TopViewCUS3-4.PID-A1.传感器ScehK5SideView020图36.传感器实物图异丁烯被用作光电传感器的校准气体.原因是，在洛斯探测到的光电离子传感器中，FID对异丁烷的敏感度处于平均水平，

14、这很容易实现，并旦浓度低而无毒和易燃。因为有很多类型的1.OS,当光电传感器检测到1.OS时，它不仅可以检测到总Jih还可以识别特定的气体。满饕修正系数(CF),也被称为敏感性系数.在光电传感器校准之后，FID标准气体(通常是异丁烷)可以直接用来计算CF中的其他气体的浓度。4. 2.2PMS5003ST灰尘传感器PmS5OO3st用来测地，该传感器使用激光散射原理精确测量粒子浓度，最小分辨率为0.3米，可实时响应，可连续收集和传输数据。甲醛的浓度是由电化学方法决定的。温度和湿度传感涔被嵌入到传感罂中，以减少温度和湿度对甲酹浓度的影响。PmS5003St除尘器在图中显示。图3-7,PMS5OO3ST灰尘传感器PMS5003ST除尘器使用激光散射原理。与市场上现有的