智能空气净化器硬件控制系统建模与分析
随着工业化进程越来越快，改善人们生活的同时，空气污染现象也越来越严重，严重威胁着人们的健康。社会的发展和人们的身体健康需要达到平衡，空气污染的问题必须得到解决，而空气净化器是解决空气污染最直接有效的方法，基于空气污染的背景本文设计研究物联网控制下的智能空气净化器。本文设计的智能空气净化器，是结合了新兴的物联网技术，利用空气质量传感器采集室内空气质量信息，用Intel Galileo开发板作为微处理器，对采集的信息作出处理来控制净化器的运行状态。首先，就目前的空气进化器和物联网技术做了调查分析，对Intel Galileo开发板做了功能介绍和系统功能配置，并对传感器和显示器装置做了选型介绍，根据需要实现的功能完成了系统总体方案的设计；其次对设计方案的各个功能模块进行了结构、性能和工作原理分析，介绍了实现功能的基本方案和流程。对系统模块进行了硬件部分的设计，主要包括空气质量传感器模块、液晶显示模块和净化器控制模块。然后，介绍了主要的软件开发工具，根据硬件功能的设计，对系统进行相应的程序设计编写。最后，采用Protues仿真软件对系统做了调试和电路仿真，并通过Visual studio开发环境对硬件系统进行了试运行和调试工作。本文研究设计的智能空气进化器重点在于将物联网技术运用在空气净化器的控制方面，着重了解介绍了物联网技术。在设计研究过程中，主要探讨设计理念和方法，虽然设计不够完善，但设计思路合理，能稳定运行，对室内空气有一定的净化作用，达到研究设计的目的。关键词：智能空气净化器；物联网；Intel Galileo开发板；控制系统目录
第一章 绪论 1
1.1课题来源及研究的背景 1
1.1.1课题来源 1
1.1.2课题研究背景 1
1.2课题研究的意义与内容 1
1.2.1课题研究的意义 1
1.2.2课题研究的内容 2
1.3物联网和空气净化器的发展现状 2
1.3.1物联网的发展现状 2
1.3.2空气净化器的发展现状 3
1.4 本文主要内容结构 3
1.5本章小结 4
第二章 设计方案与分析 5
2.1系统开发工具 5
2.1.1元器件材料的选择 5<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1.2.2课题研究的内容 2
1.3物联网和空气净化器的发展现状 2
1.3.1物联网的发展现状 2
1.3.2空气净化器的发展现状 3
1.4 本文主要内容结构 3
1.5本章小结 4
第二章 设计方案与分析 5
2.1系统开发工具 5
2.1.1元器件材料的选择 5
2.1.2系统开发设备 5
2.2处理器的选择 5
2.2.1伽利略开发板简介 5
2.2.2英特尔伽利略开发板特点 6
2.3空气质量传感器的选用 7
2.3.1 MQ135空气质量传感器介绍 7
2.3.2传感器性能特点 8
2.4液晶显示 8
2.4.1 1602显示器特点 8
2.4.2 1602液晶显示屏各口说明 9
2.5 电机驱动器 9
2.6 硬件功能设计 10
2.7系统程序设计方案 11
2.8本章小结 12
第三章 系统结构设计与分析 13
3.1 系统结构设计概述 13
3.2配置开发板 13
3.3 硬件电路设计 17
3.4 系统控制软件设计 19
3.4.1系统软件设计概述 19
3.4.2编程语言 20
3.4.3 开发环境选用分析 21
3.4.3.1 visual c++编程软件 21
3.4.3.2 Keil uVision4软件调试环境 21
3.4.4系统程序设计 22
3.4.5 软件可靠性设计 27
3.5 本章小结 27
第四章 试验测试及分析 28
4.2 Protues 仿真软件 28
4.2 系统仿真 28
4.3 系统硬件调试及功能实现 30
4.4本章小结 30
第五章 总结与展望 31
5.1 总结 31
5.2 展望 31
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1课题来源及研究的背景
1.1.1课题来源
课题来源为参加科技创新比赛项目。
1.1.2课题研究背景
近年来，雾霾和PM2.5被人们迅速熟知，空气污染问题成了近年来被热议的话题。随着工业化的进程，空气污染问题越来越严重，工业废气、生活废气和汽车尾气成为最主要的污染源。
人们大部分时间是在室内，而相比于室外，由于装修、建筑材料等问题，都会造成空气污染，如粉尘颗粒物、可吸附微生物、甲醛、苯等。并且室内是封闭环境，所以室内空气污染问题比室外更加严重。据世界卫生组织对室内空气环境污染调查结果显示，每年因空气污染而死亡的人数超过160万，空气污染形势越来越严峻。特别是甲醛污染，早已成为热门污染问题，也是人们普遍了解的和关心的一个问题，现代装修材料是日常生活中甲醛的主要来源，我国虽然制定了控制甲醛污染的标准，但是新装修的住房大部分存在甲醛污染的问题。空气污染问题种类繁多，来源复杂，它与我们的生命健康息息相关，已经成为一个社会问题，空气污染问题需要得到有效解决。
1.2课题研究的意义与内容
1.2.1课题研究的意义
空气质量问题越来越严重，威胁人们的健康。随着社会的发展和人们生活水平的提高，对健康问题也越来越重视关注，空气污染是个巨大的威胁，改善空气质量，空气净化器是非常直接有效的方法。空气净化器作为一种新的健康家电类型可以提高室内空气质量，并且有很大的发展空间和广阔的市场空间。在西方和日韩等发达国家，空气净化器已经成为了不可缺少的家用电器。通过对市场和用户需求了解以及对现有产品的了解，更好地研究设计和改进空气净化器产品，设计具有前瞻性的空气净化器以适应市场的变化和需求。该产品的推广将提高室内空气质量，营造一个健康清洁的室内生活和工作环境，提高人们的生活质量。在空气净化器产业方面，国产、欧美、日韩等各个品牌竞争激烈，国内市场普及率低，面对如此广阔的市场和发展前景，国产品牌要想抢占更大的市场份额，对产品的设计创新非常必要。本文设计的智能空气净化器其创新点在于智能控制方面，采用了新型的伽利略集成开发板作为微处理器，利用新兴的物联网技术，即实现物物相连系。实现用空气质量传感器的信号反馈和蓝牙模块进行双重信号输入，伽利略处理器进行信号分析处理，从而实现智能控制空气净化器，达到进化空气的目的，改善室内空气质量。
1.2.2课题研究的内容
本次课题研究的主要内容是设计研究基于物联网控制下的智能空气净化器的建模和分析，采用新型的伽利略开发板，并使用空气质量传感器输入空气质量状态，进而控制空气净化器的运行模式。
先是查阅参考了相关资料，了解到空气净化器的工作原理的工作状态，并重点了解伽利略开发板的开发原理和控制特点，建立开发环境，确定设计方案。对开发板导入系统后，确定空气净化器控制系统采用的方案，设计出系统硬件电路原理图，设计编写出配套的控制程序，在理论上实现功能需求，然后分别进行软件调试和仿真，满足实现各功能要求，最后搭建实物电路并建立模型，实现功能要求。
1.3物联网和空气净化器的发展现状
1.3.1物联网的发展现状
智能空气净化器的智能控制主要在于伽利略开发板的物联网控制。自物联网的概念被提出以来，得到各个国家的高度关注，很多国家将其视之为振兴经济的新兴产业，人们预测继互联网时代之后的物联网时代即将到来。所谓物联网即物与物相联系，是互联网的延伸，其核心在于外围的信息采集和传输技术以及内在的信息处理技术。主要在于对采集到的信息经过分析处理，并将结果反馈给中央处理器，进
第一章 绪论 1
1.1课题来源及研究的背景 1
1.1.1课题来源 1
1.1.2课题研究背景 1
1.2课题研究的意义与内容 1
1.2.1课题研究的意义 1
1.2.2课题研究的内容 2
1.3物联网和空气净化器的发展现状 2
1.3.1物联网的发展现状 2
1.3.2空气净化器的发展现状 3
1.4 本文主要内容结构 3
1.5本章小结 4
第二章 设计方案与分析 5
2.1系统开发工具 5
2.1.1元器件材料的选择 5<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1.2.2课题研究的内容 2
1.3物联网和空气净化器的发展现状 2
1.3.1物联网的发展现状 2
1.3.2空气净化器的发展现状 3
1.4 本文主要内容结构 3
1.5本章小结 4
第二章 设计方案与分析 5
2.1系统开发工具 5
2.1.1元器件材料的选择 5
2.1.2系统开发设备 5
2.2处理器的选择 5
2.2.1伽利略开发板简介 5
2.2.2英特尔伽利略开发板特点 6
2.3空气质量传感器的选用 7
2.3.1 MQ135空气质量传感器介绍 7
2.3.2传感器性能特点 8
2.4液晶显示 8
2.4.1 1602显示器特点 8
2.4.2 1602液晶显示屏各口说明 9
2.5 电机驱动器 9
2.6 硬件功能设计 10
2.7系统程序设计方案 11
2.8本章小结 12
第三章 系统结构设计与分析 13
3.1 系统结构设计概述 13
3.2配置开发板 13
3.3 硬件电路设计 17
3.4 系统控制软件设计 19
3.4.1系统软件设计概述 19
3.4.2编程语言 20
3.4.3 开发环境选用分析 21
3.4.3.1 visual c++编程软件 21
3.4.3.2 Keil uVision4软件调试环境 21
3.4.4系统程序设计 22
3.4.5 软件可靠性设计 27
3.5 本章小结 27
第四章 试验测试及分析 28
4.2 Protues 仿真软件 28
4.2 系统仿真 28
4.3 系统硬件调试及功能实现 30
4.4本章小结 30
第五章 总结与展望 31
5.1 总结 31
5.2 展望 31
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1课题来源及研究的背景
1.1.1课题来源
课题来源为参加科技创新比赛项目。
1.1.2课题研究背景
近年来，雾霾和PM2.5被人们迅速熟知，空气污染问题成了近年来被热议的话题。随着工业化的进程，空气污染问题越来越严重，工业废气、生活废气和汽车尾气成为最主要的污染源。
人们大部分时间是在室内，而相比于室外，由于装修、建筑材料等问题，都会造成空气污染，如粉尘颗粒物、可吸附微生物、甲醛、苯等。并且室内是封闭环境，所以室内空气污染问题比室外更加严重。据世界卫生组织对室内空气环境污染调查结果显示，每年因空气污染而死亡的人数超过160万，空气污染形势越来越严峻。特别是甲醛污染，早已成为热门污染问题，也是人们普遍了解的和关心的一个问题，现代装修材料是日常生活中甲醛的主要来源，我国虽然制定了控制甲醛污染的标准，但是新装修的住房大部分存在甲醛污染的问题。空气污染问题种类繁多，来源复杂，它与我们的生命健康息息相关，已经成为一个社会问题，空气污染问题需要得到有效解决。
1.2课题研究的意义与内容
1.2.1课题研究的意义
空气质量问题越来越严重，威胁人们的健康。随着社会的发展和人们生活水平的提高，对健康问题也越来越重视关注，空气污染是个巨大的威胁，改善空气质量，空气净化器是非常直接有效的方法。空气净化器作为一种新的健康家电类型可以提高室内空气质量，并且有很大的发展空间和广阔的市场空间。在西方和日韩等发达国家，空气净化器已经成为了不可缺少的家用电器。通过对市场和用户需求了解以及对现有产品的了解，更好地研究设计和改进空气净化器产品，设计具有前瞻性的空气净化器以适应市场的变化和需求。该产品的推广将提高室内空气质量，营造一个健康清洁的室内生活和工作环境，提高人们的生活质量。在空气净化器产业方面，国产、欧美、日韩等各个品牌竞争激烈，国内市场普及率低，面对如此广阔的市场和发展前景，国产品牌要想抢占更大的市场份额，对产品的设计创新非常必要。本文设计的智能空气净化器其创新点在于智能控制方面，采用了新型的伽利略集成开发板作为微处理器，利用新兴的物联网技术，即实现物物相连系。实现用空气质量传感器的信号反馈和蓝牙模块进行双重信号输入，伽利略处理器进行信号分析处理，从而实现智能控制空气净化器，达到进化空气的目的，改善室内空气质量。
1.2.2课题研究的内容
本次课题研究的主要内容是设计研究基于物联网控制下的智能空气净化器的建模和分析，采用新型的伽利略开发板，并使用空气质量传感器输入空气质量状态，进而控制空气净化器的运行模式。
先是查阅参考了相关资料，了解到空气净化器的工作原理的工作状态，并重点了解伽利略开发板的开发原理和控制特点，建立开发环境，确定设计方案。对开发板导入系统后，确定空气净化器控制系统采用的方案，设计出系统硬件电路原理图，设计编写出配套的控制程序，在理论上实现功能需求，然后分别进行软件调试和仿真，满足实现各功能要求，最后搭建实物电路并建立模型，实现功能要求。
1.3物联网和空气净化器的发展现状
1.3.1物联网的发展现状
智能空气净化器的智能控制主要在于伽利略开发板的物联网控制。自物联网的概念被提出以来，得到各个国家的高度关注，很多国家将其视之为振兴经济的新兴产业，人们预测继互联网时代之后的物联网时代即将到来。所谓物联网即物与物相联系，是互联网的延伸，其核心在于外围的信息采集和传输技术以及内在的信息处理技术。主要在于对采集到的信息经过分析处理，并将结果反馈给中央处理器，进
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