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基于单片机的空气质量检测系统设计

时间:2016-07-02 12:55:00 编辑:知网 阅读:

摘要

我国是一个发展中的大国,随着近年来各行各业的快速发展,消耗的资源也越来越多,产生和发明了许许多多的新产品,随之而来的就是多种多样的污染。在空气污染、水污染、固体污染物等等一系列污染之后,室内污染也越来越严重,逐渐得到了许多人的关注。室内是一个我们生活和工作的重要场所,我们的许多时间也在室内。室内污染程度与我们的身体健康息息相关,如何监测和改善室内空气质量也成为了一个重要的课题。这次我的毕业设计题目就是围绕如何检测室内空气质量展开的。这个设计是以单片机为核心,利用传感器检测空气和来采集空气中个成份的含量,之后传感器将得到的模拟量经过A/D转换为数字信号后送达至单片机,经单片机处理之后在显示单元显示,让我们实时知道空气质量状况,以便做出合适的对应方法来改善空气,让我的生活环境更加舒适,也能让我们的身体不再受到低质量空气的危害。

1 概述

1.1 选题的背景和意义

近年来我国发展迅速,工业化程度越来越高,随之而来的就是随着工业化而带来的污染,比如工厂生产过程中排放的废气,使得空气质量严重下降,各城市的雾霾现象很大程度上就是因为工厂产生的废气未经过严格处理就直接排放到空气之中,更不用说还有许多的家庭式的、小作坊式的小工厂,它们所产生的废气根本不会经过处理就直接排放到大气中,使得空气污染日益加重。随着我国生产力水平的提高,运输行业的需求,各行各业人们的收入也在增加,消费能力也越来越高,机动车辆的数量增加,汽车尾气也成为了空气污染的一个重要因素。我国也开始重视空气污染并展开治理。各当地政府也加强了对当地工厂管理,使得各个工厂能够进一步对产生的飞机进行处理之后排放。同时,也对机动车进行限号等措施,在根源上减少了对大气的污染。

而随着我国经济、工业、建筑业等等各行各业的快速发展,城市化进程也在不断加快,使得建筑业快速发展,围绕着建筑业产生了许许多多的新产品以及带来的问题。比如,在建筑过程中的噪音污染,还有在建筑过程中产生的尘埃等造成的空气污染等。在对于室内装修方面,人们使用了大量的对于人体有害的物质来装修房子,在装修后的房子中有很高浓度的甲醛、苯、氨气等有害气体,许多材料和家居在经过较长时间后依然在缓慢的挥发出多种有害气体使得室内空气质量下降。室内是一个对我们来说很重要的生活和工作的地方,如果我们生活和工作的地方的空气质量很差,难免会影响我们的工作进度和身体状况。人们也开始意识到了室内空气质量好坏的重要性,如何对室内空气质量进行检测了人们的重视,随之而来就是一系列关于室内空气质量检测仪器的发明和生产。

这次我的毕业设计题目就是围绕如何检测室内空气质量展开的。这个设计是以单片机为核心,利用传感器检测空气和来采集空气中个成份的含量,之后传感器将得到的模拟量经过A/D转换为数字信号后送达至单片机,经单片机处理之后在显示单元显示,让我们实时知道空气质量状况,以便做出合适的对应方法来改善空气,让我的生活环境更加舒适,也能让我们的身体不再受到低质量空气的危害。

1.2 国内外研究现状

随着我国的经济快速发展,城市化加快,建筑行业也快速发展,室内装修使得室内空气质量严重下降,长期在室内工作生活的人们也开始注重室内空气的质量。气体传感器成为人们研究的热点。气体传感器种类繁多,它检测空气中各气体的成份和浓度的原理也各不相同,但总的来说,传感器就是一种检测空气中各种气体的成份的浓度的仪器,它将检测出的结果信息或者说是信号传达给相连的可以处理此种信号的仪器,这种一起再将传感器传达出的信号转换为可以显示出来并被人们所利用的相对应的数据,以便人们采取对应的措施对空气质量进行改善。

1.3 课题研究的主要内容

本设计设计的空气质量检测系统是以单片机为控制核心。室内空气中有害气体通过传感器输出一个与气体浓度相对应的电压信号,该信号经过A/D转换电路按一定得采样频率将模拟信号转换为数字信号送入单片机进行数据采集以便进行显示处理,温湿传感器直接与单片机相连。显示部分采用LCD显示屏,循环显示各项测量值的上下限及实际浓度、实际温度、湿度。在按键选择情况下连续显示一个测量值的变化。按键操作可进行测量值范围的调整,及手动和自动测量的转换。单片机对采样值进行数字处理后驱动液晶显示器分别显示出被测室内空气中的气体浓度值及温湿度。若被测室内空气中气体的浓度有超过设定的危险值或温湿度超出设定范围时报警电路对应的发出声光报警信号。

2系统总体方案设计

2.1 系统设计的要求

本设计设计的空气质量检测系统主要是由单片机、A/D转换、气体传感器、温湿度传感器、显示模块、声光报警模块、输入模块、电源等模块组成。气体传感器和温湿度传感器先要采集空气中各气体的成份和浓度,因为传感器所发出的信号是模拟信号而不是数字信号,所以该信号须经过处理,将其转变为数字信号,所以之后将这些采集的信号进过A/D转换后传达给控制核心单片机,再经由单片机处理传递至显示单元,由显示单元显示,让我们可以直观的了解当前我们所在的室内的空气质量。我加入的输入键盘可以人为的设置一个空气质量安全的标准,当空气中的有害气体含量达到或者超过这个标准的时候,通过这个系统的核心,也就是单片机发出信号,由所设置的声光报警模块报警,引起我们的注意,以便于做出对应的措施使得空气质量回归正常。

2.2 室内空气质量标准

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