基于AT89C55WD单片机的空气质量监控系统_谢明
基于AT89C52单片机的室内有害气体监控系统
摘要：介绍了基于AT89C52单片机的室内有害气体监控系统的软、硬件结构设计。
着重说明了中红外发光二极管作为红外光源的优势；详细介绍了红外气体传感器的工作原理及其在系统数据采集中的应用；AD7896在模／数转换中的运用；最后给出了系统软件设计的主程序流程图。
该系统对提高有害气体的检测效率、降低仪器成本，改善室内空气环境具有重要的现实意义。
0 引言当前我国环境保护的形势越来越严峻，环境污染和生态破坏己经在一定程度上严重制约了经济的发展并日益威胁副现代人的健康安全，其中由于空气污染所造成的经济损失和人群发病率的升高都十分惊人。
空气污染在这里是一个广义的概念，它既指通常意义上的大气污染，也指室内空气的污染，同时也指某些特定生产行业如采煤、冶炼等的空气环境的高危险性。
不论是何种情形，其成因都是由于空气中有害气体的含量超过甚至大大超过其最小容许浓度所致。
有害气体泛指对人体健康或生命安全构成威胁的各种气体，比如能使人中毒的有毒气体、无毒但会使人窒息的气体、可引发爆炸或易燃的气体以及那些破坏生态、危及人类生存环境的气体，如温室气体等。
1 系统工作原理与结构系统的设计目的是为了实现对有害气体浓度的在线检测，以lambert-beer定律为定量分析基础，通过测定有害气体对红外光的吸收度来计算被测气体浓度的实时分析仪器。
整个系统按功能划分为：(1)单色红外光发射系统；(2)数据采集系统；(3)单片机控制系统三大部分。
单色光发射系统包括中红外发光二极管阵列及其驱动电路。
数据采集系统包括红外探测器及其偏置电路、信号放大电路及模／数转换电路。
单片机控制电路包括逻辑控制电路及显示、报警电路等。
图1是系统的整体框图。
整个系统尽管按照功能划分为几个模块，但在外部时钟及单片机控制下步调统一地工作，实现了有害气体的实时测量。
本文所设计的有害气体检测系统是以光的红外吸收原理为理论基础，单色光源所采用的中红外发光二极管是一种非常适合进行气体分析检测的红外光源，保证了在中红外区既能获得很好的单色性又能得到较大的发射功率。
基于单片机控制的空气质量检测系统的设计
《基于单片机控制的空气质量检测系统的设计》在当今社会，空气质量问题日益受到人们的关注。
随着工业化进程的加速和城市化的不断发展，空气污染给人们的健康和生活带来了诸多负面影响。
开发一种能够实时监测空气质量并及时反馈相关信息的系统具有重要的现实意义。
基于单片机控制的空气质量检测系统应运而生，它为人们提供了一种便捷、高效且准确的空气质量监测手段。
一、概述空气质量是衡量环境质量的重要指标之一，直接关系到人们的身体健康和生活舒适度。
传统的空气质量监测方法往往存在监测范围有限、成本较高、实时性较差等问题，难以满足人们对于全面、实时、准确监测空气质量的需求。
而基于单片机控制的空气质量检测系统则能够克服这些局限性，具有体积小、成本低、功耗低、易于实现等优点，能够广泛应用于室内环境、室外环境、工业生产等领域，为空气质量的监测和管理提供了有力的技术支持。
二、系统总体设计（一）系统功能需求分析本空气质量检测系统的主要功能包括：实时监测空气中的多种污染物浓度，如 PM2.5、PM10、甲醛、二氧化碳等；将监测到的空气质量数据通过显示屏进行显示；具备数据存储功能，以便对历史数据进行分析和查询；能够根据设定的阈值发出报警信号，提醒用户采取相应的措施；具有与外部设备通信的接口，如串口、蓝牙等，以便将数据传输到其他设备或进行远程监控。
（二）系统硬件架构设计1. 传感器模块传感器是空气质量检测系统的核心部件，用于采集空气中的污染物浓度数据。
本系统选用了多种传感器，包括 PM2.5 传感器、PM10 传感器、甲醛传感器、二氧化碳传感器等。
这些传感器具有体积小、精度高、响应速度快等特点，能够满足系统的检测要求。
2. 单片机控制模块单片机作为系统的核心控制器，负责对传感器采集到的数据进行处理、显示、存储和通信等操作。
选择一款性能稳定、资源丰富的单片机芯片，如 STM32 系列单片机，能够满足系统的功能需求。
3. 显示模块显示模块用于将监测到的空气质量数据实时显示给用户，以便用户了解当前的空气质量状况。
基于单片机的气体检测系统设计..
高等教育自学考试本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计考生姓名：准考证号：专业层次：院（系）：指导教师：职称：重庆科技学院二O 一三年九月十五摘要本论文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的室内空气质量检测系统。
其设计方案基于89C51单片机，选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10 甲醛传感器和MQ-5气体传感器。
系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D 转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示甲醛浓度值。
文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。
同时，操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。
另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差，因此，具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。
本系统的量程为0-10ppm，精度为0.039ppm 。
关键词: 甲醛检测，天然气检测，AT89C52单片机ABSTRACTThis thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo company. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microcomputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process. When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded，To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm，Testing staff to remind. At the same time，The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming.In addition, the system signals a concentration compensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm.Keywords: Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip目录摘要 (II)ABSTRAC..T (III)1 绪论 (1)1.1设计的意义 (1)1.2设计的内容 (1)1.3发展背景 (1)２总体方案设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2总体电路概念图设计 (3)3硬件设计 (4)3.1主控芯片AT89C52的设计 (4)3.2传感器设计 (5)3.3模数转换设计 (7)3.4按键设计 (9)3.5外围扩充存储器设计 (10)3.6时钟芯片设计 (10)3.7 LCD 显示器设计 (11)4软件设计 (13)4.1主程序模块设计 (13)4.2模数转换设计 (13)4.3按键模块设计 (13)4.4时钟模块设计 (14)4.5LCD 显示模块设计 (15)5系统仿真 (16)5.1编译软件介绍 (16)5.2主程序 (16)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1设计的意义甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的气体。
一种基于STC89C52的室内空气检测系统
一种基于STC89C52的室内空气检测系统作者：王翰平徐俊玺刘正云来源：《数字技术与应用》2017年第11期摘要：为实现对室内空气质量的实时监测，保护人们的身体健康，设计一种基于单片机的室内空气检测系统。
该系统以单片机STC89C52为核心，利用PM2.5粉尘、温湿度传感器检测室内粉尘的浓度及温湿度值，当浓度及温湿度值超过预先设定的阈值时，发出声光警报。
该系统具有低功耗、高精度和灵活性强等特点，是一种实用的室内空气质量检测系统。
关键词：空气检测；单片机；传感器；显示中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）11-0098-01医学研究表明人类发病率、死亡率与室内空气的质量有很大的关系[1]，室内空气质量的好坏直接影响人体健康[2]。
本文提出一种室内空气检测系统，可实时检测室内温湿度值、PM2.5粉尘，并用LCD1602完成显示。
若检测的数据高于设定阈值，GSM模块发送检测的信息给手机，提示注意，实现声光报警。
1 系统总体设计如图1所示为室内空气质量检测系统结构图，该系统以STC89C52为控制核心，PM2.5粉尘传感器将信号传送给ADC0832，完成A/D转换后传送给STC89C52；由DHT11温湿度传感器将温湿度信号传送给STC89C52，单片机完成信号处理后，形成精度较高的数字信号输出给LCD1602显示。
若检测的数据高于设定阈值，通过GSM模块发送短信给手机，提示注意，实现声光报警[3]。
2 硬件电路的设计本文CPU芯片选取STC89C52单片机[4-5]。
Sharp GP2Y1010是光学空气质量传感器，其内部有光电晶体管和红外线发光二极管，可测量烟草产生的烟气、花粉、房屋粉尘和PM2.5粉尘等，粉尘传感器的引脚如图2所示。
数字传感器DHT11是功耗很低的测量温湿度的元件，由电阻式测湿元件和NTC测温元件组成。
引脚如图3所示，引脚1接电源正极；引脚2接数据端；引脚3为空脚，悬空不用；引脚4接地端。
AT89C51单片机的智能空气净化系统设计
龙 云 ,朱 文 铭 ,杨 河 山 ,张 炜 琛
(吉 林 大 学 仪 器 科 学 与 电 气 工 程 学 院 ,长 春 130012)
摘要:基于 AT89C51单片机设计了一个智能空气净化 系 统,可 以 实 时 监 测 空 气 中 PM2.5 有 害 物 质 浓 度 并 在 浓 度 超 出
路提高空气净化系统的自动化程度与智能水平,使系 统 达 到更好的除尘净化效果,能根据不同空气状况自主调 节 工 作 ,用 户 使 用 时 更 加 方 便 省 心 。
1 控制系统总体设计要求与主要模块
本系 统 适 用 于 空 气 净 化 器,主 要 针 对 PM2.5 进 行 过 滤与净化,对空气中其他有害物质也有一定净化作 用。 同 时包含高浓度报警、人机交互、滤网状况监测等附属 功 能。 总 体 设 计 要 求 能 实 时、高 效 检 测 并 净 化 室 内 低、中 度 PM2.5污 染,在 10 min 内 将 室 内 PM2.5 值 从 100~200 降低至 50 以 下。 同 时 在 室 内 较 高 PM2.5 污 染 (300 以 上)时发出警报,在20 min内降低至 正 常 范 围。 除 尘 装 置 分为三档,用户可以 自 由 设 定 警 报 值,以 调 节 不 同 档 位 工 作范围。考虑到 HEPA 滤网在使 用 一 段 时 间 后 需 要 进 行 更换,要求具有 HEPA 滤网监测 功 能,当 过 滤 网 使 用 过 度 时 ,警 示 灯 发 出 警 告 ,提 示 用 户 更 换 过 滤 网 。
中 图 分 类 号 :TP23
文 献 标 识 码 :A
DesignofIntelligentAirPurificationSystem BasedonAT89C51
分布式无线空气质量监测系统
分布式无线空气质量监测系统卢超【摘要】以STC89C51为核心控制器，设计了一种分布式无线空气质量监测系统。
系统由一个主机和多个从机组成；采用TGS2600空气质量传感器，传感器采集的模拟信号通过12位A/D转换为数字信号；从机将数字信号处理后通过无线模块nRF905发送给主机；主机通过循环寻址的方式分别与各从机建立无线通信，并通过微处理器处理后在液晶屏上显示。
该系统可将从机放置在各个不同的测量点，主机也可以随时移动，实时测量。
试验表明，系统灵敏度高、性能稳定、便携性好，可在多种场合下使用。
%With STC89C51 as the core controller, the distributed wireless monitoring system for air quality has been designed. The system is composed of one host computer and multiple slave computers. TGS 2600 air quality sensor is used in the system;the analogue signals collected by the sensor are converted into digital signals via 12-bit A/D converter, then the digital signals are processed in slave computerand sent to host computer through wireless module nRF905. Wireless communication among host computer and each slave computer is established by host computer through circular addressing mode, and the data are displayed on LCD after being processing. The slave computers of the system can be placed at different measuring points, the host computer may also be moved at any time for real time measurement. The test indicates that the system features high sensitivity, stable performance, good portability, and can be used in many occasions.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P57-60,63)【关键词】空气质量;监测系统;微处理器;A/D转换器;数据采集与处理;灵敏度【作者】卢超【作者单位】陕西理工学院物电学院，陕西汉中 723000【正文语种】中文【中图分类】TH8650 引言室内空气质量参数包括对人体健康有影响的物理、化学、生物、放射性以及可吸入颗粒参数。
基于单片机的室内空气质量检测系统设计开题报告
大连大学本科毕业论文设计开题报告题目：基于单片机的室内空气质量检测系统设计学院：信息工程学院专业：自动化年级：10级学号：10423078姓名：方瑶指导老师：苏晓鹭一选题的理论和实际意义高层写字楼等大型场所几乎完全与外界隔离，空气中微量气体多达168种，绝大多数属污染物，人们长期处于这种密闭环境中，极容易因缺氧而头晕、胸闷、恶心等。
其中影氧气浓度直接影响人们的生存质量。
甚至到了晚上很多写字楼仍然有些人在加班加点的奋斗，繁重的工作已经使他们没有喘息的机会，再加上在他们自以为还不错的环境里工作，对他们的身体可谓双重打击。
常常听到这样的例子，某某某在某某大型公司上班，钱是赚了不少，可是身体却垮了。
身体乃革命的本钱，不管我们为了生活如何奔波，都必须要保证有一个健康的体魄。
所以，对我们来说，设计空气质量检测与调控系统，是十分迫切的也是十分有必要的。
室内空气品质（IAQ）在健康方面的影响：美国环保署(EPA)调查表明:在美国，IAQ问题是有关全民健康的首要问题之一，受其影响的美国人口多达3000万，造成的经济损失超过了400亿美元/年，这些数字令人触目惊心[1]；加拿大卫生组织调查表明：68%的疾病与室内环境污染有关，其中80%~90%的癌症与居住环境和生活习惯有关;英国科学家汉密尔顿测验了220名英国人血液中60种化学元素的平均含量，发现其与地壳中这些元素的含量分布相当;湖南省相关部门对空气污染区及清洁区9-10岁儿童为调查对象，研究空气污染对儿童免疫力的影响，结果显示:污染区儿童的免疫能力仅为清洁区儿童免疫能力的1/3;据统计，我国每年有11万人因IAQ不好而导致死亡; 从我国“室内环境监测中心”对IAQ监测力度越来越大的趋势也可以看出，此问题在我国也是越来越严重。
我们要通过课题的研究摆脱这种困境，我们的研究可以使你处在一个完全无污染纯健康的环境，这就是我们的目的。
在已经学习了控制原理、检测及单片机等相关课程，为该项目的研究提供了理论基础。
基于单片机的空气质量检测系统设计_钟世红
0引言目前在工业生产中排放的有害工业气体对环境的污染越来越严重，在工业生产中的有害气体泄漏也已成为威胁操作人员生命安全的重大安全隐患[1]。
因此设计一种能够有效检测当地环境污染的实时数据，还可以有效地遏制有害气体泄漏事故的发生。
1系统组成及工作原理空气质量检测系统由单片机、多种气体传感器模块、数据处理模块、键盘输入模块、显示模块、数据存储模块和报警模块等七部分构成。
目标气体与传感器接触后便会产生特定的模拟信号，该信号经过A/D转换后，由微处理器进行采集、计算、数据处理后对气体种类进行识别并产生浓度结果数据。
当气体浓度超过仪器设定的报警限时，仪器产生声光报警，并存储报警气体种类、气体浓度和时间参数等。
在无报警信号产生时，显示单元能显示各气体成份的浓度。
2硬件电路设计硬件电路原理如图一所示。
（1）传感器单元传感器单元由日本FI G A R O公司生产的TG S系列传感器与瑞士M EM B R A PO R公司的SO2/M A20组成，这两类传感器都是二氧化锡半导体气体传感器[2]。
TG S与SO2/M20系列传感器具有价格低、寿命长、对不同目标气体表现出良好的灵敏度与易于搭建测量电路等优点。
TG S传感器对特定的几种气体表现不同的传感特性，通过测量传感器的电阻值的变化即可得到特定气体的浓度含量。
其中TG S4161用于测量C O2的浓度，TG S2201用于测量N O2的浓度，TG S825用于测量H2S的浓度，SO2/M20用于测量SO2的浓度，TG S2611-E20用于测量C H4的浓度，TG S821用于测量H2的浓度。
（2）用户输入单元系统的用户输入单元有7个按键组成，分别为“系统设置键”、“确定键”、“气体种类设置键”、“气体浓度上限加10基于单片机的空气质量检测系统设计Design of Air Quality Detecting System Based on MCU钟世红1叶顺华1王历先1罗小燕2Zhong Shihong Ye Shunhua Wang Lixian Luo Xiaoyan（1.赣州市第三中学，江西赣州341000；2.江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000）（1.NO.3Middle School of Ganzhou，Jiangxi Ganzhou341000；2.School of Mechanical and Electrical Engineering,Jiangxi Universityof Science and Technology,Jiangxi Ganzhou341000）摘要：为了及时了解城市空气质量状况，以半导体传感器作为检测元件，按照检测要求确定了硬件结构和软件流程，开发了一种基于单片机的空气质量检测系统，实现对氧化性气体、有机气体及易燃易爆气体的实时检测。
基于单片机的空气质量检测系统定稿版
基于单片机的空气质量检测系统HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】佳木斯大学毕业论文基于单片机的空气质量检测系统学院信息电子技术专业通信工程班级 12级1班学籍号 12109940619姓名潘琦指导教师田静佳木斯大学2016年6月10日摘要随着工业发展，国民经济日益增长，人民生活指数也在不断提高。
但是给环境却带来不可逆的影响，因为空气质量的恶化，使人类引起一系列呼吸道病症，危害身心健康。
国家政府出台政策，一方面从源头控制污染源，一方面增加空气质量监控。
各大中城市也将PM2.5作为天气预报一项重要指标，时时提醒市民关注环境。
本设计就是基于51系列单片机的PM2.5监控预警系统，对环境里的PM2.5浓度进行实时监控，预警。
本设计以STC89C52单片机为控制核心，用夏普GP2Y1010AU0F传感器实时采集空气中粉尘情况，然后由ADC0832模数转化芯片，将从粉尘传感器采集到的模拟信号转化成数字信号，然后传给单片机进行精确换算，在LCD1602液晶屏显示当前空气粉尘浓度和显示预置报警阈值，按键可以设置系统粉尘报警阈值，蜂鸣器报警模块可在环境PM2.5浓度超过设置值时进行报警。
本系统电路稳定性高、抗干扰能力强，处理速度快，功耗低，操作简便，实时精准显示，实时反馈环境因素。
关键字：PM2.5；单片机；粉尘浓度；GP2Y1010AU0F；报警AbstractWith the industrial development of the national economy growing, people living index is also rising. But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse. National government policies, on the one hand to control pollution from the source, on the one hand increase the air quality monitoring. PM2.5 major cities will also be an important indicator as the weather forecast, remind the public concern for the environment. This design is based on the 51 computers PM2.5 monitoring system on the environment in the PM2.5 concentration time monitoring, early warning.This design STC89C52RC microcontroller to control the core, Sharp GP2Y1010AU0F sensor to collect dust in the air situation, LCD1602 display shows the current air concentration of dust and display the preset alarm threshold size, the keys can set the system dust alarm threshold, the buzzer alarm module can alarm when the ambient PM2.5 concentration exceeds the set value. System works: collected by the sensor in the air PM2.5 PM2.5 concentration, and then converted to a digital signal through ADC0832 for STC89C52RC microcontroller reads, after the system conversion, real-time display of the current PM2.5 concentration, and then set value, if less than the set value, the systemremains; if it exceeds the set value, the system will alarm to alert the PM2.5 concentration exceeded. The system circuit is simple, stable, highly integrated, easy to debug, high precision, has some practical value.Key words：Alarm; Dust concentration; GP2Y1010AU0F; PM2.5目录摘要 (i)Abstract ....................................................... i i 第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 课题的主要内容 (2)第2章设计方案论证 (4)2.1 题目解析 (4)2.2 方案论证与设计 (4)2.2.1 控制部分的方案选择 (4)2.2.2 显示部分的方案选择 (5)2.2.3 传感器模块的方案选择 (5)2.2.4 模数转化模块的方案选择 (5)2.3 系统方案论证 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 单片机最小系统 (7)3.2 ADC0832模数转化模块 (9)3.3 液晶屏显示模块 (10)3.4 夏普PM2.5传感器 (12)3.5 蜂鸣器 (14)3.6 按键电路 (14)3.7 污染级别提醒电路和程序下载电路 (14)3.8 总体原理图 (15)第4章软件部分设计 (17)4.1 系统流程设计 (17)4.2 ADC0832模数转化部分设计 (18)第5章仿真部分 (20)5.1 PWM驱动 (20)5.2 Keil的应用 (20)5.3 Protel 99se的应用 (22)5.4 Proteus的应用 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1 系统原理图 (29)附录2 元器件清单 (30)附录3 程序清单 (31)附录4 外文参考资料翻译（原文、译文） (37)第1章绪论1.1 课题研究背景21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步的同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。
基于单片机的空气质量检测仪
基于单片机的空气质量检测仪作者：赵旭东来源：《电脑知识与技术》2016年第20期摘要：针对空气污染的问题，设计了一种基于51单片机控制的空气质量检测仪。
设计是通过粉尘传感器GP2Y1010AU0F来测量当前空气中的PM2.5浓度，再将采集到的信号通过A/D转换为单片机可识别的信号，经单片机处理后在液晶显示屏上显示出数值，从而用来监测PM2.5的含量。
经测试验证，该设计能够精确的显示出当前空气中PM2.5的含量，具有测量精度高，智能化程度高等优点。
关键词：PM2.5；传感器；52单片机；A/D转换中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）20-0243-02随着人民生活水平的提高，经济的快速发展，空气污染变得越来越严重，极大影响了人们的健康安全。
据一项人类生存研究报告指出，由于空气污染导致的过早死亡人数，平均约为每天1000人，也就意味着每年有35至40万的人由于污染而死亡。
当今社会，人们正面临着“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”和“室内空气污染”等一系列空气污染问题，尤其在近几年，全国越来越多的地方遭受了雾霾的影响，也就是PM2.5的危害，人们的身体健康受到了严重的损害。
根据世界卫生组织发布的消息，世界人口均遭到颗粒物的影响，一些污染严重的城市死亡率更是严重。
不少无法被人体挡在体外的颗粒物进入人体后影响人们的呼吸系统，病从口入，随即经过长时间对有害气体的吸收，人体免疫力也会日益下降，这就给各种疾病创造了好的生存环境。
一连串空气质量问题的发生，让人们对空气污染问题的严重性愈来愈担忧，并且对创建绿色健康生活环境的呼声也愈来愈高涨。
城市环境空气颗粒污染物呈现多类型的态势。
近年来，中国的一些城市更是频频地遭遇雾霾，让人们在猝不及防的情况下也对空气质量问题多了几分关切。
雾霾中含有的污染物和有害物质一旦被人体吸入，我们的呼吸道就会受到影响，表面黏膜被破坏，抵抗能力越来越差，极易引起各种呼吸道疾病。
中期答辩 基于单片机的多功能空气质量检测系统设计
MQ-7 一氧化碳传感器具有信号输出指示，双路信 号输出（模拟量输出及TTL电平输出），TTL输出有效 信号为低电平，模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压 越高，对一氧化碳具有很高的灵敏度和良好的选择性，
具有长期的使用寿命和可靠的稳定性的特点。当所处环
境中存在一氧化碳气体时，传感器的电导率随空气中一
脚 串口发送引
脚 悬空，不用 悬空，不用 模块工作正 常指示引脚 ，低电平有 效，可外接
LED 模块WiFi连 接指示引脚 ，低电平有 效，可外接
LED
3.4 系统通信端的设计
8
系统通信端的设计主要是通过移动客户端和串口WIFI 模块实现的，手机端通过WIFI协议与串口WIFI模块USRC215进行通信，然后再有串口WIFI模块USR-C215通过异 步收发协议与单片机STM32单片机通信。具体实现过程如 下图所示。
输出 预留
3.7 传感器模块的设计——PM2.5
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ZH03利用米氏散射原理， 能够对空气中存在的粉尘颗 粒物进行检测，通过专业算 法和标定检测工艺处理，具 有良好的一致性、稳定性。 传感器具备串口输出和 PWM输出同时输出能力， 方便使用。
ZH03的工作原理为，首 先PM2.5粉尘颗粒经过检测 区的检测，然后进行电路的 处理，之后再进行运算的处 理，最后才能的到确切的浓 度输出值。
3.7 传感器模块的设计——CO
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4321 1 P TT DUU NOO GADV5+ CCV 1 DEL C 3 R 1 A1U CCV 84 32 p R CCV 2 R moc.oaboat.37403363pohs//:ptth nc.chruo.www//:ptth ： ： 46 店 址 01N-MQ 宝 1 B 网 R H 淘 CCV 5 2 A 售技 有科 31 品诚 产汇
基于AT89C55WD单片机的空气质量监控系统
基于 !"#$%&&’( 单片机的空气质量监控系统 点! 代表着这一领 域的工业标准% 因 此! 我们采用它来 进行 % 语言编程% 由于本系统对实时 性的要求不高!软 件部分采用顺序执 行方式! 对各个功 能的实现使用模块 化的设计 )( 见图 + $ 初始化模块) 主要对时钟芯片和 显示屏进行初始 化 !同 时 !可 以 通 过 对单片机引脚状态 的检测! 实现时钟 的调解 % 控制模块)完 成对 5 个空气指标 的检测 ! 根据测量结果发出响应的控制信号或报警信号 ! 同时调 用显示模块中的相应部分 ! 将测试数据以及测试状态通过 ,-( 显示出来 % 显示模块 )包含各个需要显示的部分 !在控制模块中被调用 % 需要说明的是 ! 由于 !"#T%&&’( 内部没有硬件 F+% 总 线 接口 ! 我们采用软件模拟的方 法 来 实 现 F+% 接 口 功 能 ! 实 践 证 明 ! 该功能运行十分稳定 & 可靠 % 另外 ! 在对各指标进行检测时 ! 软件进行多次测量 ! 然后作算术平均 ! 以减小偶然测量误差 % 在 要花费较多时间的循环程序中 ! 我们插入了看门狗清零函数的 调用 ! 避免超时复位 %
) $ 这 里 的 时 钟 电 路 ! 我 们 采 用 2>?@?AB 公 司 生 产 的 2%-.&05 实时时钟 C 日历芯片来搭建 " 一方面 ! 这款芯片的工作 范 围 宽 ()*9D&*&, $! 功 耗 低 ( 直 流 供 电 5*9, ! 环 境 温 度 +&E 时 ! 工 作 电 流 仅 9*+&!! $’ 另 一 方 面 ! 该 芯 片 具 有 报 警 和 定 时 功 能 %
基于单片机的室内空气质量监测系统设计
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：基于单片机的室内空气质量监测系统设计学生姓名：***学号：**********专业：通信工程班级：通信2013-2班指导教师：胡海东讲师基于单片机的室内空气质量监测系统设计摘要随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对环境问题及健康问题日益重视，室内空气品质（IAQ）状况受到越来越多的关注。
人的一生中有三分之二的时间是在居室内度过的，室内空气质量的优劣成为影响人身体健康的重要因素。
本课题设计了室内的空气质量检测仪，用于监测室内的VOC气体浓度。
该监测仪可以实时显示室内的VOC气体浓度，当室内的VOC气体浓度过高时，蜂鸣器会报警提醒居住者室内的VOC气体浓度超标。
该监测仪的硬件以STC89C52RC为主控，VOC气体传感器监测到的值是模拟量，通过ADC0809转换为数字量，然后送入单片机中进行数据处理，监测的结果显示在LCD1602。
软件部分采用了模块化的设计思想。
为了提高设计的实用性，本设计增加了时钟电路模块。
实验结果表明：室内空气质量监测仪达到了系统设计的要求，运行良好，具有很好的实用价值。
关键词：STC89C52RC；VOC；报警；时钟电路Design of Indoor Air Quality Monitoring System Based on Single ChipMicrocomputerAbstractWith the development of China's economy and the improvement of people's living standard, people pay more and more attention to environmental problems and health problems, and the situation of indoor air quality (IAQ) has received more and more attention.In that, about two-thirds of people's life spent in the house,the quality of indoor air quality has become the most important factor that affects People’s health.This topic has designed an indoor air quality detector used for detecting indoor VOC gas concentration.The detector can display indoor VOC gas concentration in real time and can cause sound alarm at over-standard concentration to remind occupants that indoor VOC gas concentration exceeded.The hardware of the detector system include a STC89C52RC as its main control chip,the value detected by the VOC gas sensor is analog,converted to digital by ADC0809,then the value is sent to the microcontroller for data processing,meanwhile the result of the detection is shown in the LCD1602.In the part of software design,module idea is adopted.In order to improve the practicality of the design, this design adds a clock circuit module.the result of the experiment shows that the indoor air quality detector we designed meets the requirement of the system design,operates well and has a high pratical value.Keywords:STC89C52RC;VOC ;alarm;clock circuit目录摘要IAbstract II第一章绪论 11.1单片机的简介 11.1.1 单片机的发展阶段 11.1.2 单片机的基本结构 11.1.3 单片机的特点 21.2 VOC气体的简介 21.2.1 VOC的概念 21.2.2 VOC的特性 21.2.3 VOC气体的危害31.2.4 VOC气体的标准31.3 室内空气质量监测的背景及现状 31.3.1 室内空气质量监测的背景 31.3.2 室内空气质量监测的现状 41.4 室内空气质量检测的目的与意义 51.4.1 室内空气质量监测的目的 51.4.2 室内空气质量监测的意义 61.5 章节安排 6第二章空气质量监测仪的硬件电路设计82.1 系统硬件的设计思路82.1.1 硬件电路的简介82.1.2 硬件电路的系统框图 82.2 Altium designer的简介82.2.1 Altium designer13概述92.2.2 Altium designer13 的特点 92.3 硬件电路模块化分析92.3.1 单片机电路模块92.3.2 复位电路模块102.3.3 时钟电路模块112.3.4 AD转换电路模块112.3.5 VOC气体传感器模块 132.3.6 蜂鸣器报警模块142.3.7 液晶显示模块152.3.8 按键电路模块172.3.9 电路电源模块182.4 电路板的印制182.4.1 电路板的印制简介182.4.2 电路板的具体制作过程182.5 本章小结19第三章空气质量监测仪的软件设计 203.1 系统软件的设计思路203.1.1 编程语言的选择203.1.2 软件功能的需求分析 203.2 Keil μVision4的简介213.2.1 Keil μVision4概述213.2.2 Keil μVision4的特点213.3 软件的模块化介绍213.3.1 VOC气体传感器模块程序213.3.2 AD转换模块程序223.3.3 人机接口模块程序233.3.4 蜂鸣器报警模块程序 263.3.5 时钟电路模块程序263.4 本章小结28第四章系统调试294.1 本设计硬件部分调试294.1.1 常见的硬件电路故障 294.1.2 硬件调试的方法294.2 本设计软件部分调试304.2.1 软件调试工具的简单介绍304.2.2 软件调试的具体步骤 304.2.3 常见的软件调试故障 314.2.4 软件调试的方法314.3 本章小节32第五章总结与展望335.1 总结部分335.2 展望部分344参考文献355附录A 377附录B 388附录C 399致谢4950第一章绪论1.1单片机的简介微型处理器问世不久之后，以大规模集成电路为主的微型计算机——单片微型机（简称单片机）就随之问世了。
基于单片机的气体质量检测系统的设计
基于单片机的气体质量检测系统的设计作者：王琳辉来源：《科技风》2019年第36期摘;要：面对不断加重的大气污染问题，对日常活动区域内的大气质量进行准确、实时的检测十分必要。
因此，对于室内活动区域尤其是公共场所中的空气质量以及甲醛浓度进行超限报警功能的检测系统进行有效的设计研究具有重要的实践意义。
本文主要介绍了一种三极管驱动的单音频报警电路装置用于检测采样地点的甲醛浓度以及天然气浓度，通过设置不同的报警上限值来进行合理化空气质量提醒。
关键词：甲醛检测;天然气检测;AT89C52单片机在人类室内活动区域中，空气质量好坏主要取决于甲醛浓度以及天然气浓度，目前我国对这些室内污染气体浓度的检测方法主要采用化学分析法，通过对化学实验室仪器，例如比色计、分光光度计、酸碱氧化滴定以及气液色谱等，这些方法在检测过程中通常会存在费时费力或者自动化程度低而成本价值高等多种问题，且检测过程需要人工操作，无法进行自动化的现场实时检测。
近些年来，随着传感器技术在不同行业的广泛应用，目前已经研发出一种通过单片机进行空气质量自动检测的系统，经过验证具有测试范围广、分辨率高，精度准等多方面的应用优势。
基于以上研究，本文设计了适合我国当前需要且适用的空气质量自动检测系统的设计方案及具体实现过程。
1;总体方案设计该系统的控制核心是单片机，通过对单片机技术的把握来实现对空气质量检测仪的基本控制，在应用及检测过程中主要由基础数据处理阶段，时间及测试阶段，超标报警;及自动休眠等多个部分功能。
在运行过程中，仪器若出现不称量操作等现象便会在五分钟后进行自动休眠，来降低运行过程中的电源损耗，该系统在设计过程中采用功能模块化的设计理念，通过对方案设计、硬件把握以及软件防控等三个部分的管理来实现。
在软件的设计方面需要实现对数据语言的编写，主程序的设计把握以及功能模块的程序实现这三大基础，最后还需要通过硬件与软件的结合不断展开调试，来强化功能需求。
在系统的功能模块主要由51驱动、数据液晶显示、时钟电路和模数转换这几个部分组成。
基于单片机的空气质量检测系统毕业设计论文
毕业设计（论文）题目：基于单片机的空气质量远程检测系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要近些年来空气污染、雾霾等成为人们日常讨论的主要问题之一，空气污染已经导致了一些人类健康的问题，而且这种趋势越来越严重。
目前二氧化硫是空气中的最主要的污染物，人们对二氧化硫有害物的监测力度越来越重视，现在对二氧化硫气体有很多种监测方法。
基于单片机的室内空气质量监控系统
基于单片机的室内空气质量监控系统
刘洋
【期刊名称】《时代农机》
【年(卷),期】2017(000)007
【摘要】以当下社会普遍关注的PM2.5热点问题为研究背景，设计了室内空气质量的监控系统。
以室内空气中PM2.5等有害气体为被测对象，采用AT89S52单
片机为控制中心，能够完成对空气浓度和温度的实时采集处理、报警、显示等功能。
设计的报警系统，能够实现在室内PM2.5超标时及时报警，并启动换气控制系统，改善室内空气质量。
实验证明，系统性能稳定，具有灵敏度高和性价比高等特点。
【总页数】2页(P77-77,80)
【作者】刘洋
【作者单位】[1]山东现代学院,山东济南250104
【正文语种】中文
【中图分类】X51
【相关文献】
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AT89C51单片机的智能空气净化系统设计
AT89C51单片机的智能空气净化系统设计龙云;朱文铭;杨河山;张炜琛【摘要】基于 AT89 C51单片机设计了一个智能空气净化系统,可以实时监测空气中 PM2.5有害物质浓度并在浓度超出限制时发出警报,并自动清除PM2.5.给出了系统的总体设计要求、系统主要模块、系统中传感器、控制电路以及除尘模块的主要构成.对该系统除尘效果的实验表明,该系统对清除PM2.5、净化空气有良好的效果.%Based on MCU AT89C51,an intelligent air purification system is designed,which can real-time monitor the concentration of PM2.5 in the air.When the concentration of PM2.5 exceeds the alarm limit,the system can send alarm signal and start up automatically to remove PM2.5.The overall design requirements of the system,the main modules of the system,the sensors in the system,the control circuit and the main components of the dust removal module are introduced.The experiment results show that the system has a good effect on removing PM2.5 and purifying air.【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2018(018)005【总页数】6页(P71-75,79)【关键词】AT89C51;空气净化;PM2.5;控制系统;传感器【作者】龙云;朱文铭;杨河山;张炜琛【作者单位】吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春 130012;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春 130012;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春 130012;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TP23引言近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，工厂内化石燃料燃烧和汽车废气的排放使空气质量不容乐观。
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)*+ 显示电路部分 采用 ,-( 显示屏 #)+./01 点阵形显示 $% ,-( 即 真 空 荧 光 显 示 屏 ! 是 三 极 真 空 管 的 一 种 ! 阴 极 & 阳 极
和栅极封闭在高真空的玻璃容器内 ! 通电后 ! 阴极发射出电子冲 击荧光粉 ! 使其发光 " 与传统的液晶显示屏相比较 ! 它是一种自 发光显示器件 ! 具有高亮度 ! 视角大 ! 清晰度好的特点 ’ 它也是一 种 %23 可 以 直 接 驱 动 的 模 块 化 产 品 ! 在 使 用 时 ! 可 以 直 接 对 显 示点阵的对应内部存储器进行写操作 ! 来控制某一地址处 . 个 点的各位点亮的与不亮 ! 这样 ! 能够大大减少用户在显示控制方 面的电路设计工作 " 采用 )+.401 点的多点阵显示屏 ! 可以实现 灵活的界面 ! 比如可将产品商标图案在其中一个画面中显示出 来"
有器件通过两根线 ( 串行数 据 线 8.’ 和 串 行 时 钟 线
8+4 ’ 连 接 # 这 样 既 可 充 分
节约单片机引脚资源 # 也可 对总线上的器件模块进行 独立的电路设计 # 简化了系 统设计 $ 并且 # 从系统中移 去或增加集成芯片对总线
图= 硬件结构框图
温度输出对应值
数字输出
>,&H >!,H >&F!,H &H J&F!,H J=&H J!,H J%,H J=!,H
表=
温度
#’ 将 每 次 测 试 的 / 种 空 气 质 量 数 据 传 给 上 位 ;+ 机 ) 同 时 也 可 以 将 这 些 数 据 存 储 在 77;653 中 # 如 果 暂 时 不 连 接 上 位 ;+# 也可在此后的某一时间连接 # 对检测历史数据进行查看 $ ! 系统硬件设计 系统原理框图如图 = 所示 $ 总体上 # 对外围器件我们主要采 ! 用 : + 总线连接 # 温度测量 %77;653 及时钟电路均外挂在该总 线 上 $ 由 于 :!+ 总 线 上 # 所
基于 !"#$%&&’( 单片机的空气质量监控系统 点! 代表着这一领 域的工业标准% 因 此! 我们采用它来 进行 % 语言编程% 由于本系统对实时 性的要求不高!软 件部分采用顺序执 行方式! 对各个功 能的实现使用模块 化的设计 )( 见图 + $ 初始化模块) 主要对时钟芯片和 显示屏进行初始 化 !同 时 !可 以 通 过 对单片机引脚状态 的检测! 实现时钟 的调解 % 控制模块)完 成对 5 个空气指标 的检测 ! 根据测量结果发出响应的控制信号或报警信号 ! 同时调 用显示模块中的相应部分 ! 将测试数据以及测试状态通过 ,-( 显示出来 % 显示模块 )包含各个需要显示的部分 !在控制模块中被调用 % 需要说明的是 ! 由于 !"#T%&&’( 内部没有硬件 F+% 总 线 接口 ! 我们采用软件模拟的方 法 来 实 现 F+% 接 口 功 能 ! 实 践 证 明 ! 该功能运行十分稳定 & 可靠 % 另外 ! 在对各指标进行检测时 ! 软件进行多次测量 ! 然后作算术平均 ! 以减小偶然测量误差 % 在 要花费较多时间的循环程序中 ! 我们插入了看门狗清零函数的 调用 ! 避免超时复位 %
不可少的抗电磁干扰 % 防止软件进入死循环的硬件电路 $
!"
该电路包括激光发射部分和感光电路部分 ! 感光电路与激 光发射方向呈一定偏角 " 当一定流量的空气通过激光发射部分和感光电路之间时! 空气中的尘埃粒子会将光线反射一定角度 ! 于是便有光脉冲照 射到接受电路的感光部分 ! 尘埃粒子越多 ! 反射到感光部分的光 脉冲越多 ! 于是产生相应的电压脉冲输出 " 单片机对电压脉冲计 数后 ! 经过一定的计算 ! 然后得到空气中的尘埃粒子浓度 "
的情况看 ! 配合外围功能电气元件 ! 该系统完全能够实现对环境 空气的质量监控 % 经过与几家医院合作的共同研究也表明 ! 该系 统在医疗的过程中的确能发挥积极的作用 % 另外 ! 目前随着对生活空间以及娱乐 & 体育场馆等进行环境 监控的概念被逐渐提出 % 可利用本电气系统 ! 将 67+5+ 串口改 造成 671.& 或者其 他 现 场 总 线 接 口 与 中 心 控 制 2% 连 接 ! 就 能 够实现上述智能化的控制 % 参考文献
为 )+.< H?IB ::26J8K 实 际 )5) !9L+ 位 M ! 具 有 很 好 的 可 靠 性 和耐久性 能 ) 可 )9 万 次 写 入 &19 年 数 据 保 持 !F+% 总 线 从 地 址 为 )9)99 NN!ON) 可以被用户定义的值 % ! 表示读写位 P % 当需要 更大的数据存储空间时 ! 可以很方便地添加多达 5 块该类芯片 ( 在 本 应 用 中 由 于 时 钟 芯 片 与 !"+1%)+. 芯 片 的 高 & 位 从 地 址 相同 ! 故最多只能再添加 + 块存储芯片 $%
&7$@ 即 可 $ 看 门 狗 功 能 激 活 时 就 是 看 门 狗 寄 存 器 被 清 零 的 时
刻 $ 一旦看门狗功能被激活 # 看门狗定时器就会在每个机器周期 加 $ # 直到计数超过 )$*$ # 产生溢出后对单片机硬件复位 $ 复位 后看门狗功能被停止 # 直到执行激活语句时看门狗定时器又从 零开始计数 $ 上述单片机附加资源 # 降低了电路的复杂性 # 同时也节约了 成本 $
摘
要
介绍了基于 ’S]QV 公司的 ’()*+,,-. 单片机设计的空气质量检测控制系统 # 该系统能够对环境空气的温度 $ 湿度 $ 尘埃粒子浓度等进行检测 # 配合外围功能部分 % 能实现对上述空气指标的控制 # 同时 % 可与上位机进行 68>!/! 串行通讯 % 并能将环境空气的详细历史资料存储在 77;653 中备查 # 关键词 & 空气质量监测 % 单片机 %68>!/! 串行通信 本空气质量监控系统检测周围环境空气状况 # 并能向外围 功能器件发出控制信号 $ 而如何准确 % 可靠地检测环境空气质量 指标是整个系统工作的关键 $ 在本系统实现如下功能 & 要 激 活 ’()*+,,-. 的 看 门 狗 功 能 # 对 相 应 的 特 殊 功 能 寄 存 器 -.(68( B 数 据 存 储 器 地 址 &CD@E 顺 序 写 入 &$7@ 和
3+8>,= 兼容外 # 另外具有以下主要内部资源 & =’ 提供 !"? 的可编程的 14’8@ 程序存储 653 空间 # 可 重复擦写次数达到 =""" 次 $ 在本方案中 # 由于程序功能模块较 多A以 及 显 示 模 块 的 字 库 空 间 较 大 #故 需 要 较 大 程 序 空 间 #选 用 ’()*+,,-. 芯片 # 可以不用添加外部 653$ !’ 自带硬件看门狗定时器 $ 在实际应用中 # 看门狗电路是必
在对空气某一指标进行控制时 ! 如果外围功能电路已经工作一 段时间 ! 对该指标检测后数据依然没有改善 ! 则会发出报警信 号 ! 以提醒进行人工故障排除 % 2%-.&05 芯片的 F+% 总线从器件 地址为 )9)999)! (! 表示读写位 $%
"
结束语 本 电 气 系 统 成 本 低 &工 作 可 靠 !已 经 投 入 应 用 !从 实 际 使 用
! 工业控制计算机 "!""# 年 $% 卷第 $& 期
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基于 ’()*+,,-. 单片机的空气质量监控系统
谢 明 陈德荣 李锦忠 上海交通大学电气工程系 !!&&&/&"
"#$%&’(% (PQ CRSTUVQ TWSRXYZUQY C [TWY X\ C]^TQWS CTR>_ZCVTS‘ UXWSRXV a‘aSQ] SPCS Ta ^CaQY XW ]TURXUXWSRXVVQR UPTb ’()*+,,-.F (PQ a‘aSQ] UCW YQSQUS SPQ C]^TQWS CTR QVQ]QWSacSPQ PZ]TYTS‘ASPQ SQ]bQRCSZRQ CWY SPQ bCRSTUZVCSQ UXWUQWSRCSTXWF-TSP TSa \ZWUd STXW bCRSASPQ a‘aSQ] UCW UPCWeQ SPQ C^XfQ>]QWSTXWQY QVQ]QWSaF’S SPQ aC]Q ST]QATS UCW SRCWa]TS SPQ YQSQUSQY YCSC TWSX ;+ ^‘ ]QCWa X\ 68>!/! bRXSXUXVACWY UCW RQUXRY SPQaQ PTaSXRTUCV YCSC TWSX SPQ 77;653F )*+,-&.$cCTR>_ZCVTS‘ YQSQUSTXWA]TURXUXWSRXVVQRA68>!/! UX]]ZWTUCSTXW
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