基于物联网的室内空气质量监测系统的设计(附件)【字数：9979】
摘 要 如今人们在室内花费了大量的时间，因此室内大气的质量是否合格关系着人们身体健康。面对室内空气污染的严峻性，室内大气质量检测设备必不可少。目前市场上气体检测仪种类繁多，良莠不齐，不能同时检测多种气体，精确度低，体积大，仪器价格昂贵等弊端不能给人们的生活带来方便。本文设计的室内空气监测系统，分几个传感器监测模块，以物联网为平台，设计出以单片机为核心的实时检测系统。结合传感器得到的数据，根据气体的危害上限指标，得到污染气体超标基准点。首先用传感器对气体质量检测，然后将结果交给单片机处理，单片机根据检测值来决定是否报警。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题依据及意义 1
1.2课题应用价值 1
1.3本课题在国内外的研究现状 1
第二章 物联网室内空气质量监测系统的相关技术 3
2.1系统技术指标 3
2.2物联网 3
2.3传感技术 4
第三章 系统的方案设计及主要器件选择 5
3.1系统总设计方案 5
3.2系统的主要功能 5
3.3电源电路模块设计 5
3.4 PM2.5传感器选型 6
3.5温湿度传感器选型 7
3.6甲醛气体传感器选型 7
第四章 系统的硬件电路设计 9
4.1电源电路模块电路设计 9
4.2主控制器 9
4.3 PM2.5检测电路 10
4.4甲醛测量电路 10
4.5温湿度测量电路 11
4.6液晶显示电路 11
4.7污染等级选择电路 12
第五章 系统的软件设计 13
5.1软件流程图设计 13
5.2 PM2.5检测部分软件设计 14
5.3甲醛和温湿度检测的软件设计： 15
第六章 系统的检测与调试 17
6.1PCB绘制与实物制作 17
6.2 PM2.5灰尘传感器引脚连线以及端口功能，示波器波形调试、数据处理. 17
6.3甲醛、温湿度传感器的实物接线、数据处理 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
1.1选题依据及意义
由于室内空气质量环境让人岌岌可危，近期展开了对教学楼，商场和居住卧室的调查和无死角的监测。根据调查结果可以知道，大型公共场合室内空气质量检测到的合格率只占百分之34.7。在这之中，检测到的大型公共场合室内空气质量不合格中氨污染占的比例最大最多，占总数的一半以上，最高的测量值和国家控制标准相比，相当于国家控制标准的62.8倍之多，氨污染的平均值相当于国家控制标准的36.5倍还多。检测到甲醛的超标率占的比例约三分之一，检测到的甲苯、二甲苯等的超过标准率占大约百分之十五。另外还有一些小份额的气体也污染着我们生活居住的空间。来自于国内外的大量研究也显示出，室内空气污染可导致肺癌以及慢性阻塞性肺病,更严重的甲醛，苯等引起其他的身体上的癌症，体现的症状包括头痛、眼睛、鼻子、喉咙等方面的不适 ，患有咳嗽、头痛、发烧、寒战、肌肉疼痛等相关疾病，有必要在任何地方进行空气测试，给我们的家人和自己在生活方面提供更好的生活环境。
1.2课题应用价值
本课题是基于物联网的室内空气质量测试设计。首先，使用传感器检测空气质量指标；然后将物联网传输到主机以显示指标，如果污染气体超过标准，则发出警报。基于物联网的无线传感器网络更加方便、快捷，适用于新房和新装修房屋的空气质量检测，也可用于室内空气质量的实时检测，特别是对年纪大的老年人和刚刚怀孕的孕妇以及刚出世的儿童和其他弱势群体来说更为重要。物联网的室内空气质量测试设计为您和您的家人的健康护航，具有很高的实用价值。
1.3本课题在国内外的研究现状
国外研究现状：现代空气污染的研究起源于1960年代伦敦烟雾事件提出的室内空气质量概念。1999年底，法国为了对空气质量进行全面的检测，建立了首个大规模的全国室内空气监测站。2001到今天这十几年期间，为了能够对大型的室内场所的甲醛，甲苯，以及人造矿物纤维，人造合成塑料进行检测，法国每年都会在国内随机选择1000个测试点，对几十多种有害物质，和气体，如农药和烟草烟雾进行了测试，并将测试的结果全国性的公布展示，让大家放心的去居住和使用。由于美国在2005年2012年之间，在温室气体排放量方面下降了近10%，大大的降低了温室气体的排放量。对于美国关于2020的减排目标，行动证明，以及实现了一半，完成任务显著。自从2008以来，美国驻中国大使馆和领事馆一直在监测其城市中的PM2.5数据，并将这些数据公开。“2014.3月25日.世界卫生组织公布的最新数字显示，仅仅2012年这一年间，全球范围内大概有700万人是因为空气污染引起疾病而死亡的。从2014年的世界卫生组织最新的报道中可以看出，世界上污染最严重的城市是印度的首都新德里，美国驻印度大使馆总部也为领事的工作人员购买了空气净化器来给领事馆提供更好的工作环境。而欧盟方面近些年也组织研究团队研制出智能型高灵敏度的空气质量实时监测技术和设备来提高生活的质量。
国内研究现状：我国室内空气质量研究与其他的发达国家或者发展中国家来说起步较晚，我国室内空气污染研究始于20世纪70年代。目前，污染物空气净化涂料的性能评价大多是按照JC/T 10742008标准“室内空气净化功能涂料材料的净化性能”进行的，包括甲醛和甲苯两项净化指标。“十二五”计划还将“室内空气净化”列为支柱产业。2011“中华人民共和国卫生部第80号法令”强调了室内空气净化的严格控制规定，使产业进一步成熟，正规化发展。为了规范和保证这种产品在市场上的规格和质量，中国标准化研究所和福州大学还有几个研究院联合制定了“空气净化光催化剂国家标准”(GB/T 278702011)，并决定在2012年开始实施这项空气净化的标准。中国建筑装饰协会也在2013年到2014年期间对家居环境以及装饰材料进行抽样调查，调查结果发现甲醛和TVOC超标率最高，占据其他测量污染气体的一半以上，室内还检测出20多种致癌物。由检测到的数据可见，甲醛和TVOC在室内环境和室内装饰材料中污染的程度多大。由此可见68%的人类疾病以及近些年高频的致癌原因都是和室内空气污染有很大的关系。我国目前的室内空气检测这一领域，主要的依据是《室内空气质量标准》 和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》这两个标准规范。而且空气净化器新国标已经通过国家的审阅并通过国家规定的指标，预计将于2015上半年发布。在新的国家标准中，增强的核心指标CADR值是指空气净化器每小时可输出的洁净空气量，该值越大，产品的净化速度越快。
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第一章 绪论 1
1.1选题依据及意义 1
1.2课题应用价值 1
1.3本课题在国内外的研究现状 1
第二章 物联网室内空气质量监测系统的相关技术 3
2.1系统技术指标 3
2.2物联网 3
2.3传感技术 4
第三章 系统的方案设计及主要器件选择 5
3.1系统总设计方案 5
3.2系统的主要功能 5
3.3电源电路模块设计 5
3.4 PM2.5传感器选型 6
3.5温湿度传感器选型 7
3.6甲醛气体传感器选型 7
第四章 系统的硬件电路设计 9
4.1电源电路模块电路设计 9
4.2主控制器 9
4.3 PM2.5检测电路 10
4.4甲醛测量电路 10
4.5温湿度测量电路 11
4.6液晶显示电路 11
4.7污染等级选择电路 12
第五章 系统的软件设计 13
5.1软件流程图设计 13
5.2 PM2.5检测部分软件设计 14
5.3甲醛和温湿度检测的软件设计： 15
第六章 系统的检测与调试 17
6.1PCB绘制与实物制作 17
6.2 PM2.5灰尘传感器引脚连线以及端口功能，示波器波形调试、数据处理. 17
6.3甲醛、温湿度传感器的实物接线、数据处理 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
1.1选题依据及意义
由于室内空气质量环境让人岌岌可危，近期展开了对教学楼，商场和居住卧室的调查和无死角的监测。根据调查结果可以知道，大型公共场合室内空气质量检测到的合格率只占百分之34.7。在这之中，检测到的大型公共场合室内空气质量不合格中氨污染占的比例最大最多，占总数的一半以上，最高的测量值和国家控制标准相比，相当于国家控制标准的62.8倍之多，氨污染的平均值相当于国家控制标准的36.5倍还多。检测到甲醛的超标率占的比例约三分之一，检测到的甲苯、二甲苯等的超过标准率占大约百分之十五。另外还有一些小份额的气体也污染着我们生活居住的空间。来自于国内外的大量研究也显示出，室内空气污染可导致肺癌以及慢性阻塞性肺病,更严重的甲醛，苯等引起其他的身体上的癌症，体现的症状包括头痛、眼睛、鼻子、喉咙等方面的不适 ，患有咳嗽、头痛、发烧、寒战、肌肉疼痛等相关疾病，有必要在任何地方进行空气测试，给我们的家人和自己在生活方面提供更好的生活环境。
1.2课题应用价值
本课题是基于物联网的室内空气质量测试设计。首先，使用传感器检测空气质量指标；然后将物联网传输到主机以显示指标，如果污染气体超过标准，则发出警报。基于物联网的无线传感器网络更加方便、快捷，适用于新房和新装修房屋的空气质量检测，也可用于室内空气质量的实时检测，特别是对年纪大的老年人和刚刚怀孕的孕妇以及刚出世的儿童和其他弱势群体来说更为重要。物联网的室内空气质量测试设计为您和您的家人的健康护航，具有很高的实用价值。
1.3本课题在国内外的研究现状
国外研究现状：现代空气污染的研究起源于1960年代伦敦烟雾事件提出的室内空气质量概念。1999年底，法国为了对空气质量进行全面的检测，建立了首个大规模的全国室内空气监测站。2001到今天这十几年期间，为了能够对大型的室内场所的甲醛，甲苯，以及人造矿物纤维，人造合成塑料进行检测，法国每年都会在国内随机选择1000个测试点，对几十多种有害物质，和气体，如农药和烟草烟雾进行了测试，并将测试的结果全国性的公布展示，让大家放心的去居住和使用。由于美国在2005年2012年之间，在温室气体排放量方面下降了近10%，大大的降低了温室气体的排放量。对于美国关于2020的减排目标，行动证明，以及实现了一半，完成任务显著。自从2008以来，美国驻中国大使馆和领事馆一直在监测其城市中的PM2.5数据，并将这些数据公开。“2014.3月25日.世界卫生组织公布的最新数字显示，仅仅2012年这一年间，全球范围内大概有700万人是因为空气污染引起疾病而死亡的。从2014年的世界卫生组织最新的报道中可以看出，世界上污染最严重的城市是印度的首都新德里，美国驻印度大使馆总部也为领事的工作人员购买了空气净化器来给领事馆提供更好的工作环境。而欧盟方面近些年也组织研究团队研制出智能型高灵敏度的空气质量实时监测技术和设备来提高生活的质量。
国内研究现状：我国室内空气质量研究与其他的发达国家或者发展中国家来说起步较晚，我国室内空气污染研究始于20世纪70年代。目前，污染物空气净化涂料的性能评价大多是按照JC/T 10742008标准“室内空气净化功能涂料材料的净化性能”进行的，包括甲醛和甲苯两项净化指标。“十二五”计划还将“室内空气净化”列为支柱产业。2011“中华人民共和国卫生部第80号法令”强调了室内空气净化的严格控制规定，使产业进一步成熟，正规化发展。为了规范和保证这种产品在市场上的规格和质量，中国标准化研究所和福州大学还有几个研究院联合制定了“空气净化光催化剂国家标准”(GB/T 278702011)，并决定在2012年开始实施这项空气净化的标准。中国建筑装饰协会也在2013年到2014年期间对家居环境以及装饰材料进行抽样调查，调查结果发现甲醛和TVOC超标率最高，占据其他测量污染气体的一半以上，室内还检测出20多种致癌物。由检测到的数据可见，甲醛和TVOC在室内环境和室内装饰材料中污染的程度多大。由此可见68%的人类疾病以及近些年高频的致癌原因都是和室内空气污染有很大的关系。我国目前的室内空气检测这一领域，主要的依据是《室内空气质量标准》 和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》这两个标准规范。而且空气净化器新国标已经通过国家的审阅并通过国家规定的指标，预计将于2015上半年发布。在新的国家标准中，增强的核心指标CADR值是指空气净化器每小时可输出的洁净空气量，该值越大，产品的净化速度越快。
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