简易室内空气质量检测系统(附件)【字数：11262】
摘 要本论文研究设计了一种基于单片机控制的室内检测和报警指示的空气质量检测系统，该系统以STC89C52为核心,使用夏普的GP2Y1010AU0F粉尘传感器将检测的模拟量信号通过ADC0832转换成数字量信号传给单片机，实时检测空气中的PM2.5的值，并通过LCD1602显示出室内PM2.5的粉尘浓度。当浓度小于报警值的1/2时绿灯亮；大于报警值的1/2时黄灯亮；超过报警值时红灯亮，此时蜂鸣器报警，从而实现对人们的提醒作用。该系统具有功耗低，实时性强，精度高等特点，可用于不同环境下对室内空气质量的全面、准确的检测，是一种非常理想的实时空气质量检测系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
第二章 系统总概述 2
2.1硬件电路的设计概述 2
2.2软件设计概述 2
第三章 系统硬件设计 4
3.1主芯片及外围电路 4
3.1.1单片机的简介 4
3.1.2 STC89C52单片机 4
3.1.3单片机最小系统的实现 5
3.2粉尘传感器电路模块 7
3.2.1夏普粉尘传感器GP2Y1010AU0F 7
3.2.2粉尘传感器电路 9
3.3 A/D转换电路模块 9
3.3.1 ADC08332芯片 9
3.3.2 A/D转换电路 11
3.4 LCD1602显示电路模块 11
3.4.1 LCD1602显示屏 11
3.4.2 LCD1602显示电路 12
3.5按键电路模块 13
3.6蜂鸣器报警电路模块 13
3.7 LED指示电路模块 14
3.8电源模块 14
第四章 系统软件设计 16
4.1 C语言 16
4.2 Keil的应用 16
4.3主要子函数的设计 17
4.3.1 A/D转换函数 17
4.3.2 LCD1602初始化函数 18
第五章 系统的仿真与调试 19
5.1 Proteus的应 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用 19
5.2 调试 19
5.2.1硬件调试 19
5.2.2 软件调试 20
5.2.3 整机调试 21
结束语 22
致 谢 24
参考文献 25
附录A 26
附录B 29
附录C 40
第一章 绪论
1.1引言
根据调查显示，人们对空气质量的好坏越来越重视。人们每天呆在室内的时间远远大于呆在户外的时间，因此在人体PM2.5吸入量方面，室内是大远于室外的。由此可见，室内空气质量的好坏对人的身体健康有着直接影响。医学表明，大部分呼吸道疾病都与吸入的大气颗粒物浓度有关。而大气颗粒物中占比例最大的是PM2.5，PM2.5作为室内空气污染的主要污染源日益受到人们关注。
PM2.5通俗的来讲就是细颗粒物，是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒，它的活性强，粒径小，容易吸附一些有害物质，且在空气中停留的时间较长。一般情况下PM2.5的浓度决定着空气质量的好坏，当浓度处于0~35μg/m3时，空气质量为优；当浓度处于35~75μg/m3时，空气质量为良；当浓度处于75~115μg/m3时，空气质量为轻度污染；当浓度处于115~150μg/m3时，空气质量为中度污染；当浓度处于150~250μg/m3时，空气质量为重度污染；当浓度大于：250μg/m3 以上时，空气质量为重度污染。
当今社会，空气污染的日益加重，使得人们长期处于高浓度的粉尘中，这些粉尘通过人们的呼吸和皮肤接触而产生各种疾病，如呼吸道疾病，皮肤病，甚至会致癌。因此环境质量的检测日益被重视，我们通过检测仪对环境进行检测，然后配合有关部门做出合理措施，减小对人身体健康的危害和环境的危害。
目前，国内外对于如何准确检测出PM2.5的浓度有很多方法，就拿我国来讲，我国普遍采用微量振荡天平法，重量法等检测PM2.5的浓度，这些方法能准确检测出PM2.5的浓度，为我国治理空气污染提供了依据。
第二章 系统总概述
基于单片机的室内空气质量检测系统的设计主要包括两个部分：硬件电路的设计和软件部分的设计。
2.1硬件电路的设计概述
主要的硬件电路有：主芯片(STC89C52）及芯片外围电路（晶振电路和复位电路）构成单片机的最小系统、粉尘传感器电路、A/D转换电路、LCD1602显示电路、声光报警显示电路和按键电路。
系统硬件的设计方案如下：硬件电路通过粉尘传感器采集室内的粉尘浓度，采集的粉尘浓度是模拟信号，我们通过ADC转换电路将模拟量信号转换为数字量信号，再把数字量信号传给单片机，最后由LCD1602显示浓度值。此外该系统还加了声光报警装置，通过按键电路设定一个阈值，当显示的浓度超过这个阈值时，LED灯亮且蜂鸣器响。
硬件设计框图如图21所示。
图21 硬件设计框图
2.2软件设计概述
软件系统采用C语言编写实现，程序设计以模块化分解思想为核心，软件设计主要包括：各个端口的初始化、数据采集处理、A/D转换、51驱动检测、LCD1602显示、按键扫描、声光报警这几个模块的程序。
软件设计思路如下：首先对所有端口进行初始化处理，然后检测是否有按键按下，若有则进入报警值设定；若无则按原来的初始值作为报警值。接着通过粉尘传感器经过A/D转换读取粉尘浓度由LCD1602显示浓度，最后判断数据是否超过报警值，若超过则启动声光报警；若没超过，就取消报警。
软件流程图如图22所示。
是
否
是
否
图22 软件设计流程图
第三章 系统硬件设计
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
第二章 系统总概述 2
2.1硬件电路的设计概述 2
2.2软件设计概述 2
第三章 系统硬件设计 4
3.1主芯片及外围电路 4
3.1.1单片机的简介 4
3.1.2 STC89C52单片机 4
3.1.3单片机最小系统的实现 5
3.2粉尘传感器电路模块 7
3.2.1夏普粉尘传感器GP2Y1010AU0F 7
3.2.2粉尘传感器电路 9
3.3 A/D转换电路模块 9
3.3.1 ADC08332芯片 9
3.3.2 A/D转换电路 11
3.4 LCD1602显示电路模块 11
3.4.1 LCD1602显示屏 11
3.4.2 LCD1602显示电路 12
3.5按键电路模块 13
3.6蜂鸣器报警电路模块 13
3.7 LED指示电路模块 14
3.8电源模块 14
第四章 系统软件设计 16
4.1 C语言 16
4.2 Keil的应用 16
4.3主要子函数的设计 17
4.3.1 A/D转换函数 17
4.3.2 LCD1602初始化函数 18
第五章 系统的仿真与调试 19
5.1 Proteus的应 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用 19
5.2 调试 19
5.2.1硬件调试 19
5.2.2 软件调试 20
5.2.3 整机调试 21
结束语 22
致 谢 24
参考文献 25
附录A 26
附录B 29
附录C 40
第一章 绪论
1.1引言
根据调查显示，人们对空气质量的好坏越来越重视。人们每天呆在室内的时间远远大于呆在户外的时间，因此在人体PM2.5吸入量方面，室内是大远于室外的。由此可见，室内空气质量的好坏对人的身体健康有着直接影响。医学表明，大部分呼吸道疾病都与吸入的大气颗粒物浓度有关。而大气颗粒物中占比例最大的是PM2.5，PM2.5作为室内空气污染的主要污染源日益受到人们关注。
PM2.5通俗的来讲就是细颗粒物，是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒，它的活性强，粒径小，容易吸附一些有害物质，且在空气中停留的时间较长。一般情况下PM2.5的浓度决定着空气质量的好坏，当浓度处于0~35μg/m3时，空气质量为优；当浓度处于35~75μg/m3时，空气质量为良；当浓度处于75~115μg/m3时，空气质量为轻度污染；当浓度处于115~150μg/m3时，空气质量为中度污染；当浓度处于150~250μg/m3时，空气质量为重度污染；当浓度大于：250μg/m3 以上时，空气质量为重度污染。
当今社会，空气污染的日益加重，使得人们长期处于高浓度的粉尘中，这些粉尘通过人们的呼吸和皮肤接触而产生各种疾病，如呼吸道疾病，皮肤病，甚至会致癌。因此环境质量的检测日益被重视，我们通过检测仪对环境进行检测，然后配合有关部门做出合理措施，减小对人身体健康的危害和环境的危害。
目前，国内外对于如何准确检测出PM2.5的浓度有很多方法，就拿我国来讲，我国普遍采用微量振荡天平法，重量法等检测PM2.5的浓度，这些方法能准确检测出PM2.5的浓度，为我国治理空气污染提供了依据。
第二章 系统总概述
基于单片机的室内空气质量检测系统的设计主要包括两个部分：硬件电路的设计和软件部分的设计。
2.1硬件电路的设计概述
主要的硬件电路有：主芯片(STC89C52）及芯片外围电路（晶振电路和复位电路）构成单片机的最小系统、粉尘传感器电路、A/D转换电路、LCD1602显示电路、声光报警显示电路和按键电路。
系统硬件的设计方案如下：硬件电路通过粉尘传感器采集室内的粉尘浓度，采集的粉尘浓度是模拟信号，我们通过ADC转换电路将模拟量信号转换为数字量信号，再把数字量信号传给单片机，最后由LCD1602显示浓度值。此外该系统还加了声光报警装置，通过按键电路设定一个阈值，当显示的浓度超过这个阈值时，LED灯亮且蜂鸣器响。
硬件设计框图如图21所示。
图21 硬件设计框图
2.2软件设计概述
软件系统采用C语言编写实现，程序设计以模块化分解思想为核心，软件设计主要包括：各个端口的初始化、数据采集处理、A/D转换、51驱动检测、LCD1602显示、按键扫描、声光报警这几个模块的程序。
软件设计思路如下：首先对所有端口进行初始化处理，然后检测是否有按键按下，若有则进入报警值设定；若无则按原来的初始值作为报警值。接着通过粉尘传感器经过A/D转换读取粉尘浓度由LCD1602显示浓度，最后判断数据是否超过报警值，若超过则启动声光报警；若没超过，就取消报警。
软件流程图如图22所示。
是
否
是
否
图22 软件设计流程图
第三章 系统硬件设计
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