一种基AVR的新型空气质量检测仪表的设计
一种空气质量检测仪的设计
誊 鬻 囊
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罄 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
垫 片 机
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图 １ 项 目 方 案简 图
（二 ）温湿度传感 器单元 。此单 元采 用数 字温 湿度 传感 器 ＤＨＴ１ ｌ。其不仅体积极小 、功耗特 别低 、长期稳定性 优 良，
· ６８ ·
图 ２ 程 序 流 程 图 Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｒｉｂｕｎｅ
一 、 空气质量 检测仪的设计原理 通过灰 尘传 感 器 和 温 湿 度传 感 器 不 问断 检 测 空 气 中 ＰＭ２．５颗粒物浓度 以及空气温 湿度信息 ，并根 据这些信 息按 比例输 出模拟 电压 信号 ，该 信号经 过模 数转 换 、单 片机进 行 快速的 内部数据运算 后 ，输 出信息 到 ＬＣＤ显示 屏 ，使其 显示 出 当前检测到 的 ＰＭ２．５浓度 和空气 温湿 度。具体 的项 目方 案简图如图 １所示 。 二 、硬 件 系统 设计 （一 ）灰尘传感器单元。此单元 使用激 光 ＰＭ２．５传 感器 模 块 ＰＭＳ１００３，其采用工业激光粒 度计数 原理进 行结构 和算 法优化 ，利用激光 散射 法 的工作 原理 ，测 量精 确 、实 时 ，被 广 泛应用于各种空气监测 、净化类 产品。
基于单片机空气质量检测仪设计毕业设计
基于单片机空气质量检测仪设计毕业设计
目录
前 言 ................................................. 1 第 1 章 本课题的主要研究容、方法及总体设计 ............. 3
§1.1 课题设计的容 ................................... 3 §1.2 课题设计的方法 .................................. 3 第 2 章 空气质量检测仪的硬件设计 ........................ 5 §2.1 空气质量检测仪系统简介 ...................... .
§3.1 系统软件设计思路 .............................. 27 §3.1.1 编程语言的选择 ............................. 27 §3.1.2 软件功能需求 ............................... 27
.参考资料.
. .. . .参考资料.
§2.1.1 系统硬件结构及原理 .......................... 5 §2.2 STC90C51 单片机简介 ............................. 5
§2.2.1STC90C51 主要性能参数： ...................... 6 §2.2.2 时钟电路模块 ................................ 7 §2.2.3 复位电路模块 ................................ 7 §2.3 传感器的选用 .................................... 8 §2.3.1 气体传感器 .................................. 8 §2.3.2 温湿度传感器 ............................... 10 §2.4 模数转换电路设计 ............................... 16 §2.5 声光报警电路设计 ............................... 18 §2.6 液晶显示电路设计 ............................... 18 §2.6.1LCD1602 的基本参数及引脚功能 ................ 19 §2.6.2LCD1602 的指令说明及时序 .................... 20 §2.6.31602LCD 的 RAM 地址映射及标准字库表 .......... 23 §2.6.4LCD1602 的一般初始化过程 .................... 24 §2.7 按键电路设计 ................................... 25 §2.8 电路电源设计 ................................... 25 §2.9 本章小结 ....................................... 26 第 3 章 空气质量检测仪的软件设计 ....................... 27
基于单片机的空气质量监测仪设计
基于单片机的空气质量监测仪设计
概述
本文档旨在介绍一种基于单片机的空气质量监测仪的设计方案。
该监测仪可以实时监测环境中的空气质量参数，并提供相应的数据
显示和报警功能。
设计方案
硬件设计
* 使用一个单片机作为主控芯片，例如Arduino或者Raspberry Pi。
* 将空气质量传感器连接到单片机，以测量环境中的各种空气
质量参数，如温度、湿度、PM2.5等。
* 将LCD显示屏与单片机连接，用于实时显示监测到的空气质量参数。
* 可选地，可以添加蜂鸣器或者LED灯作为报警装置，当某个空气质量参数超过预设阈值时，触发相应的报警信号。
软件设计
* 使用单片机的开发环境，如Arduino IDE或者树莓派的Python开发环境，编写相应的程序。
* 程序需要读取空气质量传感器的数据，并进行相应的处理和显示。
* 可以设置阈值，当空气质量参数超过预设阈值时，触发报警功能。
使用方法
使用基于单片机的空气质量监测仪非常简单：
1. 将监测仪插入电源，确保单片机和传感器正常工作。
2. 监测仪将自动开始监测环境中的空气质量参数。
3. 实时的空气质量数据将显示在LCD屏幕上。
4. 如果某个空气质量参数超过阈值，报警装置将触发相应的信号。
总结
基于单片机的空气质量监测仪设计方案简单实用，可以提供实时的空气质量监测和报警功能。
通过该监测仪，用户可以及时获得环境中的空气质量信息，从而采取相应的措施保护自身健康。
空气质量检测仪的设计与制作
空气质量检测仪的设计与制作作者：吕佳鸣来源：《科技资讯》2016年第06期摘要：本文以单片机为主控芯片，通过控制一些传感器，实现了对所测环境的温湿度、CO和PM2.5浓度的监测，而且当CO和PM2.5浓度超标时，可以实现报警和数据存储的功能。
由于本系统采用了51单片机的升级芯片IAP15F2K61S2，速度更快，功耗更低，测量结果精确，偏差小。
同时应用了ENC28J60模块，实现了网络传输功能，与飞速发展的网络时代相适应，具有巨大的应用价值和广泛的应用前景。
关键词： PM2.5浓度；CO浓度；温度；湿度；检测中图分类号：X85 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2016）02（c）-0000-00近几年，我国大部分地区出现了雾霾天气，有的地方雾霾非常严重，严重影响了我们的日常生活。
尤其在北方的农村，人们为了取暖，大部分家庭还是用传统的煤炉，家中CO数值经常超标，因煤气中毒的事件时有发生。
可是，市环境监测中心只在个别区域设有环境监测点，人们只能参考附近监测点的PM2.5的数据，来估测自己所处环境的情况，并且CO及温湿度的准确数据还需要不同的测量仪器来测量。
人们迫切需要一款测量准确、价格低廉、便携方便的测量仪，使人们能随时随地监测自己所处环境的PM2.5、CO及温湿度等多项空气质量检测指标。
1.空气质量检测仪的调查与设计1.1调查问卷及结果分析新产品的推出需要有市场，同样我们的研究产品如果要投放市场，是否有销路呢？我们利用休息时间走访市场，随时也采访了一些群众。
根据群众的反映，我们制定了调查问卷，调查人们对了解环境指标的需求状况。
我们共发放调查问卷223份，收回的有效问卷205份。
我们对收回的问卷进行了数据处理和结果分析，分析的结果如下：（1）人们意识到环境的优劣与生活和健康息息相关。
PM2.5、CO、温湿度的数值高低对生活的影响普遍认可。
（2）人们虽然意识到环境的重要性，但是不会主动去了解居住地PM2.5、CO、温湿度的具体数值。
基于AVR Atmega16的智能气体压力仪表设计
０ 引言
工业现场环境的复杂性与功能需求的多元化推
动着智 能仪表 的更新 与发展 ， 出于对更 新成本 、 产 品 可靠性 和稳定 性等 方 面 的考 虑 ， 国 内市 场上 仍 缺 乏
一
和访 问权 限等 要 求 而 设 计有 多 款 型号 ， ￥ ２ ４ ２ ０即 属 Ｐ Ｎ ３ ０气 体压力 仪表 系 列 。￥ ２ ４ ２ ０集 气 体压 力 测量 、 功能菜 单设 置 以及压力 值 即时数字 显示等 多功 能于
Ｉ ＣＣＶ７ ｆ ｏ ｒ ＡＶＲ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｇ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ；ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｏ ｕｔ ｐ ｕｔ ；ｄ ｉ ａ ｎｏ ｇ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ；ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｆ ｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎ ｃ ｙ
（ 上海理工大学光电信息 与计算机工程学 院， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
摘
要 ：设 计 了一款新 型智 能 气体 压 力监 测 装 置 ，不仅 实现 了对被 测 信 号 的检 测 变送 、数 字显 示、过限报警等基本功能，用户还可 自由选择过程数据或开关点。独特的电路设计，使 其能够
一
体 。另外 ， 其 ＭＣ Ｕ运行 速 度快 ， 稳 定性 高 ， 且 内置 为 了满 足 防爆及屏 蔽外界 的 噪声 和电磁 干扰等
种 既能够 准确检 测 变送 被 测 信 号 ， 同时又 能够 满
进 口精密传 感元 件 ， 使 得压力 测量过 程灵 敏而 准确 。 要求 ， ￥ ２ ４ ２ ０采 用细 柱状钢 质 防爆 外壳 封 装 ， 并进 行 了密 封处理 。￥ ２ ４ ２ ０输 出可 设 定 为 ４ ｍＡ一２ ０ ｍＡ标 准 电流信 号或 ０—５ Ｖ 电压 信 号 两 种 开 关 信 号 输 出
基于单片机的空气质量检测仪的设计与实现
基于单片机的空气质量检测仪的设计与实现摘要本文主要介绍了基于arduino单片机和夏普GP2Y1010AUOF粉尘传感器的空气质量PM2.5测量设计系统。
该系统通过传感器多次采集空气粉尘浓度数据，把相应的模拟量传回单片机，系统通过模数转换、滤波算法，最后把检测到PM2.5浓度数值显示到OLED显示屏上，如果检测值超过了污染指标，就发出警报提醒使用者，除此之外，还加入了温湿度和时间，增加了设备的实用性。
该设计对检测空气质量，提高人们的生活质量以及环境意识，促使人们改善环境，具有重要的意义，因此应用前景非常广泛。
关键词单片机；传感器技术；滤波算法；PM2.5引言由种种环境空气污染带来的危害是人所皆知的，人们也越来越渴望有个空气干净的居住环境，每天都看不到雾霾天气，呼吸新鲜空气。
对PM2.5进行更深入细致地研究，可以有助于我们了解身边的空气质量。
天气预告往往只能给出某一个地区的近期空气质量大体情况，带有不少的时间、地域局限性。
因此设计出一款轻便、小巧的PM2.5、温湿度检测仪对我们实时了解身边空气质量具有重要的意义和市场价值。
2 总体设计本设计将单片机与传感器相结合，开发和研究时采用模块化设计的方案，系统架构图如图1所示，实现集成温湿度、空气PM2.5监测为一体的环境质量检测系统。
3 硬件设计3.1 MCU（微控制单元）本设计采用Arduino uno R3核心板作为开发单片机，是Arduino USB接口系列的最新版，集成了USB接口贴片芯片ATmega16U2和ICSP在线串行编程接口。
其MCU是使用ATMEGA328P-PU芯片，是一款高性能、低功耗的8位A VR 微处理器。
另外最重要的是它分别集成了6个独立的ADC模拟输入口和6个PWM数字输出口，这极大地方便了传感器等设备在其身上的应用。
3.2 PM2.5粉尘传感器本设计采用的是一款GP2Yl010AUOF光学空气质量传感器，其内部结构为对角安放着红外线發光二极管和光电晶体管，使其能够探测到空气中尘埃反射光[1]。
基于ARM的室内空气质量监测系统的设计的开题报告
基于ARM的室内空气质量监测系统的设计的开题报告一、课题背景及意义当前，环境污染已成为人们关注的焦点之一。
尤其是室内污染，它与我们的生活息息相关，直接影响我们的身体健康。
因此，室内空气质量监测设备很有必要。
目前，市面上的室内空气质量监测设备通常采用传统的模拟电路和传统的数据采集方式，这种方式具有功耗高、成本高、不易维护等缺点。
因此，采用嵌入式系统作为室内空气质量监测设备的核心已成为趋势，而基于ARM的室内空气质量监测系统相比传统的方法，具有更低的功耗、更低的成本、更高的可靠性和更易于维护等优点。
二、研究内容本文将设计一种基于ARM的室内空气质量监测系统，该系统的功能包括室内温度、相对湿度、PM2.5粒子浓度等指标的测量与分析，并可以通过WiFi或蓝牙等方式将数据上传到云服务器或移动终端。
该系统的硬件设计将采用STM32F103RBT6作为主控芯片，传感器采用数字式传感器，如BME280和PMS5003，使用WiFi模块或蓝牙模块实现远程通信与数据传输。
三、主要技术路线1. 硬件设计：选用STM32F103RBT6作为主控芯片，通过I2C和UART接口连接传感器与WiFi模块或蓝牙模块。
传感器主要包括BME280和PMS5003，分别用于测量室内温度、湿度以及PM2.5粒子浓度。
系统的电源采用5V直流电源供电。
2. 软件设计：使用Keil C编译器编写相应的驱动程序、数据采集程序和通信程序。
主要功能包括：(1) 硬件驱动程序：包括STM32F103RBT6的初始化和GPIO和串口的初始化配置等。
(2) 数据采集程序：通过I2C和UART接口读取传感器的数据，将数据存储在缓存区中，等待WiFi或蓝牙模块的命令进行上传。
(3) 通信程序：建立TCP/IP连接，通过WiFi或蓝牙模块实现数据的远程传输。
在移动终端上的APP中，可以查看实时的室内环境数据。
四、论文结构第一章为引言，介绍研究的背景、意义、研究内容和主要技术路线。
基于AVR单片机的无线环境监测仪设计
１、前言目前市场上已有便携式温湿度计、短距离的无线温湿度检测仪，方便着人们的生活。
但随着经济水平的提高，对传感器的远程化和无线化提出了更高的要求和需求。
针对这一趋势，我们设计了这款基于ＡＶＲ单片机的温湿度监测仪。
它的优点在于能实现远程数据的采集，它是通过ＧＳＭ模块实现的，这也就意味着即使远隔千里也可以实现数据的采集。
２、硬件设计２．１ 数字型温湿度传感器ＤＨＴ１１ＤＡＴＡ用于微处理器与ＤＨＴ１１之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次通讯时间４ｍｓ左右，数据分小数部分和整数部分，根据系统需求，此处只取整数部分。
在采集数据时，单片机首先拉低总线电平给ＤＨＴ１１发送开始信号，然后拉高电平，ＤＨＴ１１检测到起始信号后拉低总线电平，表示ＤＨＴ１１响应。
然后，单片机对ＤＨＴ１１发送的数据信号进行采集，电路图１所示：２．２ ＧＳＭ模块此设计使用华为ＧＴＭ９００Ｂ无线模块中的ＧＳＭ部分，它支持标准的ＡＴ命令及增强ＡＴ命令，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。
其中的Ｔｅｘｔ模式只支持传送英文及数字信息，鉴于ＴＥＸＴ模式在运行中的易操作性，我们最终选择了这种模式作为ＧＳＭ模块与单片机之间的通信方式。
ＧＳＭ模块与单片机的工作电平不同，使用时需用ＭＡＸ２３２进行电平转换。
２．３ ７段数码管显示模块为方便程序编写，减少单片机Ｉ／Ｏ口的使用和系统资源，此设计使用４片带锁存功能的移位寄存器７４ＨＣ５９５分别控制四段数码管静态显示。
２．４ ４Ｘ４矩阵键盘模块初始化ＰＢ高４位输出０，低４位输入且使用内部上拉电阻，ＩＮＴ０低电平触发，平时单片机不用扫描按键，当ＩＮＴ０触发时产生外部中断，单片机开始扫描按键，在中断程序中读取ＰＢ口的值，判断键值。
键盘电路原理图及按键定义分别如图２，３。
２．５ 太阳能充放电模块集成运算放大器ＬＭ３５８构成的串联型稳压电路将两节可充电锂电池稳压到５Ｖ左右，该模块可根据需要在４－６Ｖ之间调节稳压值。
一种基于AVR单片机的空气净化器控制系统
路 。 红 外 信 号 经 过 滤 波 和 放 大 处 理 后 仍 为 不 规 则
的带 尖 峰 的脉 冲 信 号 。要 想 单 片机 能 得 到可 靠 稳
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定 的 信 号 ，还 需 要 对 Ｄａ Ｏ ｔ进 行 整 形 处 理 。 ｔ ｕ１ ａ
考 虑 到设 计 的 便 利 与节 约 性 ， 在程 序 的 处理 中 ，不再 对 信 号 进行 采 样 ，而是 直 接 采用 单 片机 的查 询 进 行处 理 ， 当单 片机 Ｐ 端 口检 测 到脉 冲 Ｄ２ 信 号 的时 候 ，通 过 查 询程 序 ，直 接调 整 交 流 电机
来 采集 数 据 ；而 当单 片机 发 出断开 指 令 的 时候 ， Ｔ Ｓ ０ ￣ 不被加 热 ，传 感器处 于等待状 态 。 Ｇ ８０ Ｉ ］
图２ 控 制 系 统硬 件 模 块 总 体结 构 图
单 片机 端 口为ＡＤＣ的模 拟 输入 引脚 ，在 这里 被 用 作传 感器 采集 信号 的输 出端 口，根据 Ｔ ８ （ ＧＳ 】 ０ 传 感 器 的特 性 知 道 ，其 输 出端 口的 电压 值 将 随着 检 测 的 空气 质 量 不 同而 发 生变 化 ，单 片机 首 先进 行 采 样 ，并 将根 据 电压 的变 化 范 围 与幅 度 来判 断
的促 进意义 。
丙 烷 等 可 燃性 气体 、一 氧 化 碳 、硫 化 氢 等 有毒 气
体 ， 以及 酒 精 等 各种 气 体 浓 度 。电 源 电路 模 块 是
基于单片机的空气质量检测仪设计
2018年13期Technology Innovation and Application设计创新基于单片机的空气质量检测仪设计文彪，明立娟(攀枝花学院，四川攀枝花617000)摘要：文章设计了一种空气质量实时检测报警系统，通过单片机发送指令给PM 2.5激光检测传感器实现对当前PM 2.5值的读 取，经过单片机的处理后，在LCD 1602的液晶显示当前PM 2.5值，用户可以根据实际需要通过按键，设置报警阈值，从而实现对当前PM 2.5的检测报警。
使用该仪器可以针对不同环境需要，设定阈值报警，操作使用简单、灵活多变。
关键词：单片机；自动检测；90C516RD+; PM2.5中图分类号:TP277文献标志码：A文章编号= 2095-2945(2018) 13-0097-02Abstract : In this paper, a real time air quality detection and alarm system is designed. The current PM2.5 value is read by sending instructions to PM2.5 laser detection sensor by single chip microcomputer. After processing by single chip computer, the current PM2.5 value is displayed on the LCD1602. According to the actual needs, the user can set the alarm threshold by pressing the button, so as to realize the detection and alarm of the current PM2.5. The instrument can be used for different environmental needs to set a threshold alarm, so the operation is simple, flexible and changeable.Keywords : single-chip microcomputer; automatic detection; 90C516RD+; PM2.51系统设计(1)总体设计包括液晶显示、微处理器、P M 2.5激光传感器总体框图如图1所示。
空气质量监测仪表仪器创新设计
空气质量监测仪表仪器创新设计近年来，随着城市化进程的加速和工业化的不断发展，空气质量问题已经成为全球关注的焦点。
人们越来越关注空气中颗粒物、二氧化碳、臭氧等污染物的浓度，对空气质量监测仪表仪器的需求也在不断增长。
在这种情况下，一台能够准确监测空气质量并提供及时报告的监测仪器成为了必备的工具。
如何设计一台功能强大、精准可靠的空气质量监测仪表仪器，已成为科技创新的重要方向。
以下是我对空气质量监测仪表仪器的创新设计的思考。
首先，仪器的设计应具备高精度和高灵敏度的特点。
随着科技的进步和技术的日益成熟，我们可以利用先进的传感器技术和数据分析算法来实现对空气中各种污染物的快速准确测量。
传感器的灵敏度和响应速度是检测仪器的重要指标，通过引入尖端的传感器技术，我们可以将监测仪器的灵敏度和响应速度提高到一个新的水平。
其次，监测仪器的设计应注重便携性和实用性。
对于城市居民和环境保护从业者来说，一台方便携带且易于使用的空气质量监测仪器是非常重要的。
传统的监测仪器体积庞大，使用起来不够灵活，而我们可以通过精简设计和集成化的方式，将空气质量监测仪器的体积减小到最小，并且使其便于随身携带。
同时，仪器的操作界面应简洁明了，用户可以轻松地进行数据采集和分析，以便根据监测结果采取相应的措施。
此外，智能化的设计是空气质量监测仪表仪器创新的又一个关键点。
通过引入人工智能和物联网等技术，我们可以实现对监测仪器的自动化控制和远程监测。
智能化的监测仪器不仅可以提高监测的准确性和效率，还可以实现数据的实时上传和分析，为决策者提供准确的空气质量报告和预警信息。
此外，智能化的监测仪器还可以与其他环境监测设备进行无缝连接，形成一个完整的环境监测系统，为城市的空气质量管理提供更为全面和准确的数据支持。
最后，对于空气质量监测仪表仪器的创新，还需要注重可持续性和环境友好性。
在设计过程中，我们应选用可再生材料，降低能耗水平，并尽可能减少对环境产生的污染。
空气质量监测仪器的设计与实现
空气质量监测仪器的设计与实现随着工业化和城市化的迅猛发展，环境污染问题日益严重。
空气质量也成为我们生活中必须关注的一个问题。
为了更好的监测空气质量，掌握空气污染情况，各个国家和地区都建立了自己的空气质量监测体系。
而空气质量监测仪器作为空气质量监测的重要工具，也得到了越来越多的关注。
空气质量监测仪器主要分为传感器、分析仪、采样器和数据记录仪等几个部分。
在设计和实现空气质量监测仪器时，需先确定监测范围，确定需要监测的污染物种类及其浓度，进而选定合适的监测仪器。
首先是空气传感器的设计和实现。
空气传感器的作用是将被监测物质的浓度转换为电信号，通过电信号的变化来反映被监测物质的浓度变化。
气体传感器可以根据监测物质的类型采用不同的传感原理和传感材料。
比如，可采用化学传感器、电化学传感器、纳米材料传感器、光学传感器等原理来实现对不同污染物的检测。
而在具体的传感器的实现过程中，需要考虑到传感材料的制备、传感器的灵敏度、选择性等物理化学特性。
其次是空气分析仪的设计和实现。
空气分析仪主要用于对空气中污染物质的浓度进行检测和分析，可以将空气样品进行分离、富集和分析，然后准确测量被监测物质的浓度。
空气分析仪一般包括采样系统、分离系统、检测系统和数据处理系统等几个部分。
对于不同污染物质的测量，可选用不同的分析方法和仪器。
如化学吸附法、电化学检测法、质谱法、红外分光光度法等方法，这些方法可以帮助更准确的对污染物质种类和数量进行分析。
第三是空气采样器的设计和实现。
空气采样器主要用于采集空气样品，采样器采用不同的采样方法和采样器类型可以满足监测不同污染物的需要。
比如，切割式采样器、自动流程式采样器、集中式采样器等类型。
在设计和实现过程中，需要根据被监测污染物的挥发程度、存在浓度、空气流量和湿度等因素进行选择。
最后是数据记录仪的设计和实现。
数据记录仪主要用于监测和记录被监测物质的浓度和质量数据，并可进行数据处理和分析。
同时，数据记录仪也具有数据传输和存储功能，可以将数据上传到云端，便于分析和共享。
室内空气质量检测仪设计
室内空气质量检测仪设计一、引言室内空气质量是人们关注的重点，因为人们80%以上的时间都是在室内度过的。
而室内空气质量直接会影响到人们的身体健康。
于是，为了保证大家的健康，可以采用检测仪器来检测室内的空气质量。
因此，本文将介绍一种室内空气质量检测仪的设计。
二、相关工作目前，市面上有一些检测室内空气质量的仪器，比如说PM2.5、CO2、温度、湿度等。
但是，大部分的检测仪器都需要专门的工具和知识才能操作，价格也不便宜。
因此，本设计旨在制作一款用户友好、价格合理、易于操作的室内空气质量检测仪。
三、设计方案本设计方案主要包括硬件和软件两部分。
（一）硬件设计硬件主要分为两个部分，即检测模块和控制模块。
1.检测模块检测模块是用来检测室内空气质量的核心部件。
目前市场上有一些低成本的传感器模块，可以满足本设计的要求。
具体包括：（1）PM2.5传感器模块：可以检测室内空气中的PM2.5浓度，有些模块还可以检测其它大气污染物质。
（2）二氧化碳传感器模块：可以检测室内空气中的二氧化碳浓度。
（3）温湿度传感器模块：可以检测室内空气的温度和湿度。
2.控制模块控制模块是用来处理检测模块的数据，并将结果显示给用户。
这个模块采用了单片机设计，并把它设计为可以接受多种检测模块反馈的信息。
具体的控制模块可以选择基于STM32的单片机开发平台（须依据项目框架来定）。
（二）软件设计软件设计是安装在控制模块中，它的主要功能是收集检测模块的数据，对数据进行处理和计算，并将结果显示给用户。
软件主要分为以下几个模块：1.用户界面模块：显示检测仪器的测量结果。
这个模块可以选择国内的QT Designer 应用开发工具来开发软件界面。
2.数据处理模块：收集检测模块的数据，并进行处理和计算。
在此模块中，可以通过对收集的数据计算，得到室内空气质量指数，并显示到用户界面上。
3.通信模块：可以通过网络通信将检测数据上传至用户的移动设备，以便用户实时了解室内空气质量。
空气检测仪器仪表开发生产方案(二)
空气检测仪器仪表开发生产方案一、实施背景随着中国经济的快速发展和城市化进程的加快，环境污染问题日益凸显。
其中，空气质量问题是关注的焦点之一。
为了应对这一问题，我国政府正积极推动产业结构改革，加大对环保产业的投入。
在此背景下，开发生产空气检测仪器仪表具有广阔的市场前景和社会效益。
二、工作原理空气检测仪器仪表主要基于传感器技术、数据采集与分析技术以及物联网技术。
通过内置的传感器，实时监测空气中的PM2.5、PM10、CO2、O3等关键指标，经过数据采集器处理后，将数据上传至云端平台进行实时分析，为政府和公众提供空气质量信息。
三、实施计划步骤1.研发阶段：成立由机械、电子、软件等领域专业人员组成的研发团队，进行技术预研、产品概念设计、功能需求分析等工作。
2.样品制作与测试：完成初步设计后，制作原型机，进行实地测试和性能优化。
3.生产准备：取得生产许可，联系供应商，制定生产计划。
4.批量生产与销售：根据市场反馈，进行产品改进和优化，启动批量生产并投放市场。
5.售后服务与持续改进：建立完善的售后服务体系，收集用户反馈，对产品进行持续改进。
四、适用范围1.环境保护部门：实时监控城市空气质量，为污染预警和治理提供数据支持。
2.居民小区、学校、医院等公共场所：提供室内空气质量检测服务，保障公众健康。
3.工业园区、工厂等企业场所：监测生产车间空气质量，提高生产效率。
4.科研机构：为空气质量相关研究提供准确数据。
五、创新要点1.多功能集成：仪器集成了多种空气质量指标的检测功能，实现了一机多用。
2.物联网技术应用：通过物联网技术，实现了远程监控和数据实时传输。
3.大数据分析：对采集的数据进行深度分析，为决策提供科学依据。
4.移动端适配：提供手机APP接口，方便用户随时查看空气质量数据和历史趋势图。
5.节能设计：采用低功耗技术和节能材料，降低产品运行成本。
六、预期效果1.提高公众对空气质量的关注度和参与度。
2.为政府制定空气污染防治政策提供数据支持。
基于ARM的室内空气质量监测仪的设计
1引言目前，困扰人们日常生活的室内空气质量问题主要有两种：（1）由于房屋装修、玩具、杀虫喷雾剂等带来的有害气体，如甲醛、挥发性有机物（VOCs ：包含苯系物）等致癌物质；（2）人们日常生活中由于粗心或设备故障引起的有害气体泄露，如水煤气、天然气、液化石油气等的泄露给人体带来危害。
因此，有必要设计一种集这两方面有害气体监测为一体的便携式室内空气质量监测仪（IAQ Monitoring System ），及时、准确、有效地对生活坏境中这类有害气体进行检测并报警，提醒人们做出一定措施。
不仅能有效地保护人们的健康，甚至能够让很多家庭灾难得以避免。
该系统采用Samsung 公司的S3C44B0x 微处理器芯片作为硬件核心，选用μC/OS-Ⅱ实时操作系统作为嵌入式软件的基础和开发平台。
S3C44B0x 芯片内集成了ARM7TDMI 核，并在ARM7TDMI 核基本功能的基础上集成了丰富的外围功能模块，便于低成本设计嵌入式应用系统。
μC/OS-Ⅱ是一个完整的、源码公开的、可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。
其中μC/OS-ⅡV2.52通过了美国航天管理局（FAA ）的安全认证，可以用于飞机、航天器等与人生命攸关的控制系统中，是值得放心使用的操作系统。
实践结果证明，该监测仪操作简单，工作稳定可靠，成本低，具有广阔的应用前景。
2系统总体设计由于嵌入式操作系统屏蔽掉了很多底层硬件的复杂信息，在开发的过程中，通过操作系统提供的API 函数便可以完成大部分工作，可以简化开发过程，提高系统的稳定性，所以该监测仪选用采用嵌入式操作系统。
嵌入式监测系统由硬件层、中间层、软件层、功能层组成，各层的内容结构如图1所示。
其中板级支持包（BSP ）或称硬件抽象层（HAL ）的功能在于将系统软件和底层硬件部分隔离，一般具有相关硬件的基于ARM 的室内空气质量监测仪的设计李萍1，苏燕辰1，郭太春2（1．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031；2．武汉铁路局武汉动车基地汉口动车所，湖北武汉430000）摘要：为了实现对甲醛、甲苯、水煤气、天然气、液化石油气和常见燃气的浓度进行实时监测，设计并实现了以ARM处理器S3C44B0x 作为硬件核心，μC/OS-Ⅱ实时操作系统为软件平台的室内有毒有害气体浓度实时监控的嵌入式系统。
小型四旋翼无人机空气质量监测仪设计
小型四旋翼无人机空气质量监测仪设计赵庆展;张天毅;陈洪【摘要】及时有效地获取空气质量数据是大气环境保护的前提和基础.针对现有固定点监测手段空间覆盖度不足、成本高、灵活性差等问题,设计一种基于小型四旋翼无人机为飞行平台,Arduino UNO开发板外接MG811,DSM501A,DHT11,MQ-7传感器为硬件平台,Arduino IDE编译器为软件平台的监测仪.采用接触式周期采样方法获取环境数据模拟值,建立与传感器灵敏度关系,使用Matlab中CURVE FITTING TOOL对传感器灵敏度与被测物浓度关系进行拟合分析.拟合后,可决系数大于0.98,方差小于0.1.该自主设计的监测仪具有成本低、易操作、灵活方便的优点,并可扩展其他类型传感器以满足不同的测量环境要求.%The timely and effective acquisition of air quality data is the premise and foundation of atmospheric environmen-tal protection. In view of the insufficient space coverage,high cost and poor flexibility existing in the fixed-point monitoring means,a monitor is designed,which takes the small quadrotor UAV n as its flight platform,the Arduino UNO development board connecting MG811,DSM501A,DHT11 and MQ-7 sensors outside as its hardware platform,and the Arduino IDE compiler as its software platform. The contact-type periodic sampling method is used to acquire the simulation value of environmental da-ta,and establish the relationship between the sensitivity of the sensor and simulation value. The CURVE FITTING TOOL in Mat-lab is adopted to conduct fitting analysis for the sensitivity of the sensor and concentration of analyte. The fitting results show that the coefficient of determination is above 0.98,and the variance isless than 0.1. The autonomously-designed monitor has the advantages of low cost,easy operation,flexible and convenient use,and can be extendedto other types of sensors to meet the requirements of different measurement environments.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)024【总页数】6页(P94-99)【关键词】空气质量监测;小型四旋翼无人机;Arduino UNO;周期采样;拟合分析【作者】赵庆展;张天毅;陈洪【作者单位】石河子大学信息科学与技术学院,新疆石河子 832003;兵团空间信息工程技术研究中心,新疆石河子 832003;兵团空间信息工程实验室,新疆石河子832003;兵团空间信息工程技术研究中心,新疆石河子 832003;兵团空间信息工程实验室,新疆石河子 832003;石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子 832003;石河子大学信息科学与技术学院,新疆石河子 832003;兵团空间信息工程技术研究中心,新疆石河子 832003;兵团空间信息工程实验室,新疆石河子 832003【正文语种】中文【中图分类】TN104-34;TN710;TP212.1随着经济水平和工业技术的快速发展，大气环境污染问题日益严重并受到广泛关注。
一种新型可移动式空气质量检测仪的设计与制作
一种新型可移动式空气质量检测仪的设计与制作为了在有毒气体存在等特殊场合实现空气质量的自动监测，设计了一款新型可移动式空气质量监测仪。
其具有体积小，移动方便的特点。
并能利光伏发电，节能环保。
同时配备飞行器，必要时能进行立面操作。
标签：空气质量检测；报警器；无碳小车1 前言大气污染问题是世界环境问题，世界卫生组织发表的报告显示，无论是美、英等发达国家还是像中国这样的发展中国家，这些国家大部分地区均在不同程度上遭受到颗粒物和臭氧对人类健康的影响。
面对当前重工业的发展、化石燃料的燃烧以及汽车尾气的排放等所带来的大气污染问题，我国采取了一系列的防治空气污染措施而在这一系列的措施中最为首要的环节为对环境空气质量进行监测。
目前全国各大城市都在互联网上建立了空气质量实时发布平台，但其发布的数据均为全国各城市的空气质量检测数据，各个城市都是定点监测，且每个城市的监测点数量少、实时性较小、空间局限性较大，因此新型可移动空气质量检测仪的设计与研发具有重大意义。
2 本设计的定位虽然我国在搜救方面有了很大的突破，然而在某些爆炸后的工厂中，因为不清楚室内的情况，消防人员和专家贸然进入可能会存在二次爆炸的危险，因此为了解决上述问题，我们设计一种新型的仪器，需满足如下条件：该仪器可灵敏的进行自动寻迹避障；该设备应具有无限输出功能，使其能将状况实时数据回传；该设备体积适中，方便出入各类场地。
此款可移动式空气质量检测仪除了能测温度和湿度，还能测量液化气、一些烷烃、一氧化碳、二氧化硫、酒精、氢气、烟雾等。
比如有毒气体泄露的情况下，或在爆炸后的工厂中，因为不清楚室内情况，消防人员和测量专家冒然进入会存在生命危险。
这个时候，就可以让小车先行进入，将该区域的有害气体成分和浓度检测出来，并利用无线装置向外传送，由于小车具有智能避障的特点，可以在里面自由探测。
同时，小车具有寻光传感器，可以探测到具体火源位置，帮助消防员尽快控制火势。
3 具体设计可移动式质量检测仪以无碳小车为载体进行移动。
一种新型室内空气质量检测仪的设计
一种新型室内空气质量检测仪的设计张光南【摘要】In order to know the indoor air pollution accurately for ordinary people,we put forward a kind of new rapid detection instrament for indoor gas concentrations which relate to these three gases:formaldehyde(HCHO), ammonia(NH3)and benzene(C6H6). The instrument mainly obtains a weak current signal of relative gas concentration through the gas sensors,then gets the initial concentration values of gas through a new type of high precision signal processing circuit and the analog-to-digital conversion circuit based on FPGA ,combining with the indoor environment pressure,temperature and humidity conditions and correction algorithm to obtain a more accurate concentration values. The instrument also has the alarm of concentration above the standard ,data print output functions and a few good features such as high precision,fast speed,good stability,convenient carrying and so on.%为了普通民众能够准确得知室内空气污染状况，设计了一种涉及室内甲醛（HCHO）、氨（NH3）和苯（C6H6）这三种气体浓度的新型室内空气质量快速检测仪。
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ｏ ｂ ｏ ｓ ｐ ｅ ｏ ｉ ｎｃ ｎ ａ ｐｔ ｂ ｌ ｙ ｏ ｎｄ ｗｎ ｏ ｖｉ ｕ ｒ ｄ ｍ ｎａ ｅ ｏ ｄａ ａ ｉｉ ｆｋｉ ｓ ｔ
ｏ ｐ ｌ ｉ ｇ ｏ ｃ ｓｏ ， ｒ ｄ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｌ ｎ －ｅ ｍ ａ ａ ｆａ ｐ ｙ ｎ ｃ ａ ｉ ｎ ｃ ｅ ｉ ｉ ｔ ｎ ｏ ｇ ｔ ｒ ｄ ｔ ｉ ｃ ｌｅ ｔｎ ， ｎ ｏ ｏ ｌ ｃ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｔ ｉｉ ｔ ｎ ｅ ｌ ｃ ｕ ｌｚ ｄ ａ ｉ ｌｔ ｗｉ ｉ ｔ ｌｅ ｔ ａ ｉ ｅ ｂ ｙ ｈ
同使 用 场合下 的 适 应性不 强且 实 时、 续 监 测方 面 的 连 能力 不足 ； 如果 换 用 空气检 测 二 次仪 表 则 又必 须依 赖 于Ｐ Ｃ实 现 其 功能 ， 且在 测 量 精度 提 高 、 控制 外 围设备
及功 能拓展 方面受 到 限制 。 以较 为 常 见 的空 气 质 量 检 测 仪 表 为 例 ， ： 氧 如 一
ｉｓｒ ｎ ｔｕｍｅ ｔｃ ｎ ｗｉｈ ｕｐ ｒ ｃ ｍｐｕ ｅ ，ｗｈｉｈ ａ ｈｉｖ ｓ ｎ ａ ｔ ｐｅ ｏ ｔｒ ｃ ｃ ｅ ｅ ｏ －ｉ ｅ ｄｅ ｅ ｔｖ ａ ｋ．Ｓ ｎ ｌｎ ｔ ｃ ｉ ｅ ｔ ｓ ｏ，ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔａ ｔｏ ａ ｏ ａ ｅ ｔ ｒ ｄｉｉ ｎ １
摘 要： 介绍一种新型空气质量检 测仪， 可实现 “ 即插
即用 ”功 能 ，同时，又可 通 过 ＲＳ ３ Ｃ与 上 位 机 ２２
刘永 华’ 韩 旭 周森 林 张 勇 （ １中国人 民解放 军理 工大 学 ， 江苏 南京 ２０ ０ ； １０ ７ ２ 成 都 军 区７ １０ 队 ） ８７ 部
的优势， 具有广泛的应用前景。 关键词： 空气质量 Ａ ＶＲ 检测仪 表 在 线监测
现场 仪 表 在 实际应 用 过 程中 ， 最常 出现 的是 仪 表ｗ ｙｐｅ ｏｆ ａｉ ｕａ ｉｙ ｍ ｅ ｕｒ ｎｇ ｒ ｑ ｌｔ ａｓ ｉ
重点 主 要是 传感 器 的检 测精 度 和使 用 寿命 的提 高， 以 及仪 表 电路 的抗 干扰 和 通信 能 力 。 然而 现 有 空气 质量
连接 ， 实现在 线监 测。 该仪 表 在对各类使 用场 所的适 应性 、 数据 采集的长期性与可靠性 、 与
智能化 管理 系统的兼容 性等 方面都具 有显 著
ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｒ ａ ｉ ｅ ｔ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｃ ｌ ｄ ｎ ｔｕ ｎ Ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ， ｅ ｌ ｈ ｕ ｃ ｉ ａ ｌ ｚ ｏ ｅ “ｉ ｓ ｒ ａ ｄ ｉ ｍ ｅ ｉ ｔ ｌ ｒ ｎ ｅ ｔ ｎ ｍ ｄ ａ ｅ ｙ ｗｏ ｋ”．Ｍ ｏ ｅ ｖ ｒ ｈ ｓ ｒ ｏ ｅ ．ｔ ｉ
中闽 像表 Ｃ Ｉ Ｉ ＴＵ ＥＴ Ｉ 俄嚣 Ｈ ＡＮ Ｒ Ｍ ＮＡ Ｏ Ｎ Ｓ ＴＮ
２ ０ 年 第 １ 期 ０９ ’
ＯＮ．Ｉ ＮＡ Ｙ Ｉ 在线分析 ＬＮＥＡ Ｌ ＳＳ Ｉ
种基例 Ｒ 的新型空气质量 检 测仪表 的设计
一
Ａ ｗ ｓｇ ｒ ｒ ａｉ ａ ｕ ｉｇ Ｉｓｒ ｍｅ ｔ Ｎｅ Ｄｅ ｉｎｆ ｏ ＡｉＱｕ ｌｙＭｅ ｓ ｒ ｎ ｔｕ ｎ ｔ ｎ
Ｂａ ｅ ｓ ｄ ｏｎＡＶＲ ｎ ｌ － ｈｐ Ｃｏ ｐ ｔ ｒ Ｓｉｇ ｅ－ ｉ ｍ ｕ ｅ ｃ
１引言
室 内空 气污染物质 ， 甲醛、 、 如： 氨 苯等广 泛存在 ， 危 害人体健 康 ， 因此 对 室 内空气 质 量 检 测 非常 必要 。 ２ ０ 年颁 布 的 《 内环 境 空气 质量 监 测 技术 规 范 》新 ０４ 室 增了气 体传感 器 现 场检 测 方法 ， 准 确 、 与 可靠 、 选择 性
好 的实 验 室化 学分 析法 不 同 ， 种 方法 对 数值 精 度 要 这 求 并不 很 高 ， 多为 达 到 闯值 报 警 的 要 求 即可 ， 且检 测 实时、 作简单 。 操 目前 ， 内厂 家 不 断引进 和 研 发 以气体 传 感 器 为 国 基础 的空气 质 量现 场 仪 表和 空气 检 测 二次仪 表 ， 究 研
ａ ｒ ｑ ｌｔ ｅ ｕｒｎｇ ｉ ｔ ｕｍ ｅ ，ｔ ｓ ｉ ｔ ｕｍ ｅ ｔ ｉ ｕａ ｉｙ ｍ ａｓ ｉ ｎｓｒ ｎｔ ｈｉ ｎｓ ｒ ｎ
化 碳 气体 检测 仪Ｓ ＵＭＭＩ ７ ７ ４ ０ 甲醛 分析仪等 ， Ｔ ０ 、 ０型 他 们 能够 完 成 检 测某 种 气体 的任 务， 建 筑 物 中通常 而 同时存 在 若 干种 污染 气体 ， 逐一 检 测需 具备 多种 仪 若 器 ， 仅 采 购成 本 高 ， 且 污 染 物的 不 确 定 性使 得 仪 不 而 器 采购风 险偏 大 ； 同时， 多种仪 器 的携 带与 使用均 非常 不 便 。 外 ， 同时 检 测 若 干种 污 染 气 体 的 空气 质 量 另 可 检 测 仪 表 比较 少 ， Ｓ ６ 一Ｇ．２ 如 ＸＪ ７Ｓ Ｆ 六合 一室 内空气 质 量 检 测 仪等 ， 针对 某 类 特定 的建 筑 空 间 ， 测 对 象 多 检 为 固定 的 几种 特 征污 染气 体 ， 检 测其 它 类的建 筑 空 在
ｓ ｐｅ ｖｉｉ ｇ ｓ ｔ ｍ ，ｗｈｉｈ ｈａ ｒ ｐｅ ｏ ｐｐｌ ｎｇ ｕ ｒ ｓｎ ｙｓ ｅ ｃ ｓ ｐ ｏｓ ｒ ｕｓ ａ ｙｉ
ｆ ｒ ｇ ｏｕ ｄ． ｏｅ ｒ ｎ
Ｋｅ ｒ ｙｗｏ ｄｓ： ｒｑ ａ ｉｙ Ａｉ ｕ ｌｔ ＡＶＲ ｉｒ ｏ ｔｏ ｌｒ ｍ ｃ ｏｃ ｎ ｒ ｌｅ Ｄｅｅ ｔｖ ｎｓｒ ｍｅ ｔ ０ｎ—ｉ ｅｄ ｔ ｃｉ ｅ ｔ ｃ ｉｅ ｉ ｔｕ ｎ ｌｎ ｅ ｅ ｔｖ