空气净化器系统设计(附件)【字数：15454】
摘 要摘 要环境问题已经逐渐成为了一个新兴的全球性问题，需要几乎所有的国家与地区的重视，其中空气污染又是格外需要注意的一部分。为了应对空气污染的问题，市场出现了空气净化器。空气净化器是全新、技术还不够成熟、有利于人身体健康的家电，可以有效改善室内空气质量，随着人们的生活水平越来越高，具备很好的发展空间。本设计是针对空气净化器的设计，基于单片机的系统，主要针对PM2.5的污染方面。系统包括空气自动检测装置，风扇系统与负离子净化装置。当检测到PM2.5含量超标，风扇和负离子发生器将开始工作，从而净化空气。该系统的适用范围是室内，可以为我们创造一个更好的工作、学习、娱乐的环境。关键词 PM2.5；空气污染单片机负离子净化器
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 空气污染现状 1
1.1.2 空气净化技术 2
1.1.3 空气净化器的发展 3
1.1.4 负离子净化 3
1.2 研究意义 4
1.3 主要研究任务 5
第二章 单片机简介 6
2.1 AT89C52单片机 6
2.1.1 单片机介绍 6
2.1.2 单片机内部结构 6
2.2 A/D转换芯片 ADC0831 8
2.3 LCD1602液晶显示屏 9
2.3.1 基本介绍 10
2.3.2 控制指令说明 10
第三章 特殊器件部分 12
3.1 QS01空气质量传感器 12
3.1.1 QS01空气质量传感器的简介 12
3.1.2 QS01的结构 12
3.2 负离子空气净化器 14
第四章 硬件电路设计 19
4.1 电路设计框图 19
4.2 系统概述 19
4.3 单片机最小系统 19
4.3.1 复位电路 20
4.3.2 时钟电路 21
4.3.3 P0口外接上拉电阻 22
4.4 空气质量传感器电路设计 23
4.5 A/D转换 23 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.6 LCD显示模块设计 24
4.7 按键电路 24
4.8 报警电路 25
4.9 驱动电路 26
4.10 电源电路 27
4.11 调速电路 28
第五章 程序设计及软件应用 29
5.1 主程序设计 29
5.2 主要子程序设计 30
5.3 protel99se的应用 33
5.4 keil的应用 34
5.5 Proteus的应用 35
结 论 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
第一章 绪论
研究背景
空气污染现状
随着社会的发展，人们的生活水平在不断地提高，与此同时产生了很多的争议和矛盾。在众多的问题当中，环境污染备受关注，而大气污染又是其中的完全不可忽略的一部分，并且与我们的生活紧密联系着，不但是影响我们日常生活，更加阻碍到相关策略的实施，尤其在可持续发展这一方面。今年关于PM2.5的话题成为了社会的热点，北方地区接连处于雾霾的笼罩之下，不断地挑战者人们的身心健康。
可吸入颗粒物：指的是悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物。空气中的颗粒物来自许多的方面和各种不同的事物，几乎涵盖到生活中的方方面面。其中有很多的人眼不可见的灰尘、细菌、虱子、尘埃及空气中的有害物质，它们会依附于可吸入颗粒物，形成过敏源，具有极大地危害性。由世界卫生组织的相关报告可以看出，目前，不论城乡，或者发达亦或是发展中国家，一律受到PM2.5的影响，PM2.5已经超越了地域国家的限制，几乎成为全球化的问题。PM2.5在针对健康方面产生的危害逐步暴露出它的本性，由于人体的生理构造对PM2.5几乎没有抵抗作用。由相关调查可知，在欧洲，在一年当中，有三十多万人因为PM2.5去世，这直接导致了欧盟国家的人均期望寿命的减少。粒径大于10微米颗粒物，可直接由鼻子阻挡；粒径大于2.5vm,小于10vm的颗粒物，部分可通过痰液等排出体外，另外鼻腔内部的绒毛也能阻挡，却是已经可以进入上呼吸道，但产生的威胁不是特别大，但仍然要注意；而粒径小于2.5vm的，几乎只有毛发的十分之一，已经基本难以被阻止。这些肉眼不可见的，处于空气中无法控制的颗粒物通过呼吸进入人体当中，它们会直接进入支气管，接着阻碍肺部气体的交换，这时将出现一系列并发症，轻则引发咳嗽，严重时甚至呼吸困难、引发慢性支气管炎等呼吸系统的疾病，同时导致心律不齐、引发非致命性心脏病等心血管方面的疾病[6]。也因此，PM2.5主要受众就是老人、小孩以和一些有心肺疾病方面问题的人群。综上所述，PM2.5需要我们更加的关注，以及相处解决办法。
目前我国的城市空气污染的颗粒物种类较为多元化，随着经济的迅猛发展，工业化在加快进行的同时并没有意识到对于环境的保护，相比于已经经历了工业化、同时也已经对于空气颗粒指数有着严格指标的发达国家，各种大气污染出现的越发频繁，范围也是不断地扩大。污染类型主要可划分：通过煤炭的燃烧引起的，主要城市包括乌鲁木齐、兰州等冬天需要供暖的城市，供暖要燃烧大量的煤炭作为动力源;包含煤碳燃烧、尘土和尾气,如郑州、合肥等；各种情况都有涵盖的,如北京等大型城市。近几年，我国有几乎过半城市空气质量不合格，甚至达到了复合性污染的糟糕地步，同时伴随大范围生态退化。如果还不能够意识到事情的严重，国内大部分城市污染情况会更加恶化也更加的难以处理。其中，PM2.5的含量是判断是否为复合型空气污染的最主要依据，所以应当作为重点关注的对象。
空气净化技术
现有空气净化技术的主要分类：
1.活性炭吸附技术，是一种较为常见以及普遍的净化方式，在大部分净化器中都有包含。
2.负氧离子技术，就是对负离子发生器的应用，产生的负离子可与空气中污染颗粒物相结合成“重离子”，进行沉降，是种基础净化技术，同时可以保持室内正负离子的平衡，氧气电离产生的少量臭氧也起到了杀菌的作用，更好的清除室内的污染物，适量的负离子对于人的身体健康有着良好的作用，但是需要关注臭氧的产生，得到广泛运用。
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 空气污染现状 1
1.1.2 空气净化技术 2
1.1.3 空气净化器的发展 3
1.1.4 负离子净化 3
1.2 研究意义 4
1.3 主要研究任务 5
第二章 单片机简介 6
2.1 AT89C52单片机 6
2.1.1 单片机介绍 6
2.1.2 单片机内部结构 6
2.2 A/D转换芯片 ADC0831 8
2.3 LCD1602液晶显示屏 9
2.3.1 基本介绍 10
2.3.2 控制指令说明 10
第三章 特殊器件部分 12
3.1 QS01空气质量传感器 12
3.1.1 QS01空气质量传感器的简介 12
3.1.2 QS01的结构 12
3.2 负离子空气净化器 14
第四章 硬件电路设计 19
4.1 电路设计框图 19
4.2 系统概述 19
4.3 单片机最小系统 19
4.3.1 复位电路 20
4.3.2 时钟电路 21
4.3.3 P0口外接上拉电阻 22
4.4 空气质量传感器电路设计 23
4.5 A/D转换 23 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.6 LCD显示模块设计 24
4.7 按键电路 24
4.8 报警电路 25
4.9 驱动电路 26
4.10 电源电路 27
4.11 调速电路 28
第五章 程序设计及软件应用 29
5.1 主程序设计 29
5.2 主要子程序设计 30
5.3 protel99se的应用 33
5.4 keil的应用 34
5.5 Proteus的应用 35
结 论 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
第一章 绪论
研究背景
空气污染现状
随着社会的发展，人们的生活水平在不断地提高，与此同时产生了很多的争议和矛盾。在众多的问题当中，环境污染备受关注，而大气污染又是其中的完全不可忽略的一部分，并且与我们的生活紧密联系着，不但是影响我们日常生活，更加阻碍到相关策略的实施，尤其在可持续发展这一方面。今年关于PM2.5的话题成为了社会的热点，北方地区接连处于雾霾的笼罩之下，不断地挑战者人们的身心健康。
可吸入颗粒物：指的是悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物。空气中的颗粒物来自许多的方面和各种不同的事物，几乎涵盖到生活中的方方面面。其中有很多的人眼不可见的灰尘、细菌、虱子、尘埃及空气中的有害物质，它们会依附于可吸入颗粒物，形成过敏源，具有极大地危害性。由世界卫生组织的相关报告可以看出，目前，不论城乡，或者发达亦或是发展中国家，一律受到PM2.5的影响，PM2.5已经超越了地域国家的限制，几乎成为全球化的问题。PM2.5在针对健康方面产生的危害逐步暴露出它的本性，由于人体的生理构造对PM2.5几乎没有抵抗作用。由相关调查可知，在欧洲，在一年当中，有三十多万人因为PM2.5去世，这直接导致了欧盟国家的人均期望寿命的减少。粒径大于10微米颗粒物，可直接由鼻子阻挡；粒径大于2.5vm,小于10vm的颗粒物，部分可通过痰液等排出体外，另外鼻腔内部的绒毛也能阻挡，却是已经可以进入上呼吸道，但产生的威胁不是特别大，但仍然要注意；而粒径小于2.5vm的，几乎只有毛发的十分之一，已经基本难以被阻止。这些肉眼不可见的，处于空气中无法控制的颗粒物通过呼吸进入人体当中，它们会直接进入支气管，接着阻碍肺部气体的交换，这时将出现一系列并发症，轻则引发咳嗽，严重时甚至呼吸困难、引发慢性支气管炎等呼吸系统的疾病，同时导致心律不齐、引发非致命性心脏病等心血管方面的疾病[6]。也因此，PM2.5主要受众就是老人、小孩以和一些有心肺疾病方面问题的人群。综上所述，PM2.5需要我们更加的关注，以及相处解决办法。
目前我国的城市空气污染的颗粒物种类较为多元化，随着经济的迅猛发展，工业化在加快进行的同时并没有意识到对于环境的保护，相比于已经经历了工业化、同时也已经对于空气颗粒指数有着严格指标的发达国家，各种大气污染出现的越发频繁，范围也是不断地扩大。污染类型主要可划分：通过煤炭的燃烧引起的，主要城市包括乌鲁木齐、兰州等冬天需要供暖的城市，供暖要燃烧大量的煤炭作为动力源;包含煤碳燃烧、尘土和尾气,如郑州、合肥等；各种情况都有涵盖的,如北京等大型城市。近几年，我国有几乎过半城市空气质量不合格，甚至达到了复合性污染的糟糕地步，同时伴随大范围生态退化。如果还不能够意识到事情的严重，国内大部分城市污染情况会更加恶化也更加的难以处理。其中，PM2.5的含量是判断是否为复合型空气污染的最主要依据，所以应当作为重点关注的对象。
空气净化技术
现有空气净化技术的主要分类：
1.活性炭吸附技术，是一种较为常见以及普遍的净化方式，在大部分净化器中都有包含。
2.负氧离子技术，就是对负离子发生器的应用，产生的负离子可与空气中污染颗粒物相结合成“重离子”，进行沉降，是种基础净化技术，同时可以保持室内正负离子的平衡，氧气电离产生的少量臭氧也起到了杀菌的作用，更好的清除室内的污染物，适量的负离子对于人的身体健康有着良好的作用，但是需要关注臭氧的产生，得到广泛运用。
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