单片机的pm2.5监测系统设计(附件)
随着科技技术的不断发展，我们生活也越来越丰富多彩，然而这种物质的享受却伴随着环境污染的恶化。如今，环境污染已经成为我们日常生活中必不可少的话题。本文设计的便是简单的来监测我们生活周围的PM2.5浓度。本设计利用STC12C5A60S2单片机、GP2Y1010AUOF粉尘传感器、LCD1602显示屏等，结合了GSM等技术实现了监测环境污染的问题。 首先通过粉尘传感器监测周围环境的PM2.5浓度，接着通过显示屏显示数据，最后如果所测浓度大于我们预设的数值那么将会实现报警并且LED灯会闪烁。将我们所测得的PM2.5浓度数据与当日天气预报所提供的指数对比发现，我们所设计的仪器已经可以实现监测浓度的基本功能。关键词 环境监测,STC12C5A60S2单片机系统,PM2.5浓度监测,LCD1602显示屏
目录
1绪论 1
1.1概述 1
1.2课题研究背景 2
1.3国内外研究现状 3
1.4课题研究意义 4
2总体设计 5
2.1单片机的选择 6
2.2数字温湿度传感器 6
2.3显示模块的选择 6
2.4按键的选择 6
2.5报警装置的选择 7
3系统硬件设计 7
3.1单片机的最小系统 7
3.2信号采集电路 9
3.3LCD1602液晶显示电路 10
3.4声光报警及LED灯电路 11
3.5按键电路 12
4系统软件设计 13
4.1系统程序流程图 13
4.2键盘设定程序设计 13
4.3信号采集程序设计 15
4.4蜂鸣器报警程序设计 17
4.5LCD1602显示程序设计 17
4.6GSM技术 18
5调试结果 21
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 28
附录A：硬件原理图 28
附录B：软件程序 29
1 绪论
随着现代科技的迅速发展, 百姓的日常生活和工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
得到了极大的促进。但是我们在享受生活的同时也在慢慢的加剧了环境的污染度。人们为了得到物质上的满足，用尽一切办法来过度的向大自然索取，因此环境的状况已是一日不如一日。我们坚决反对先发展后治理的理论，人们只会安逸于现状，并不会考虑日后所会面对的问题。久而久之，人们对自然的索取更为严重，导致的后果便是大量的污染。因此对于环境的监测也慢慢的进入人们的生活中，不少产业已经开始执行对污染浓度的监测，并且制定严格的规定来降低污染浓度的含量。只有这样，我们的生活质量才会得到保障。
因为粉尘在空气质量监测中是至关重要的一部分所以对于粉尘的实实监测也是必要的。鉴于这种情况，许多的部门已经配有粉尘检测仪，由于市场的需要所以各种检测仪器已经陆续被制造出来拍卖。
粉尘检测器适用于工矿企业生产现场粉尘浓度的测定、空气粉尘检测与污染环境保护监测部门的源头调查等。
中国在1996年只对可吸入颗粒物提出了要求，并没有严格的规定可吸入肺颗粒物的含量，对于大自然保护的需要，以前关于环境质量的标准并不适用于如今的环境。2012年3月2日，我国关于坏境的质量监测问题发布了《国家环境质量标准》。从2012年起，中国将在北京、天津、长江三角洲、珠江三角洲等重点城市展开关于PM2.5的监测。2013年，我国将对大部分重点环保国家开展PM2.5浓度监测，2015年实施于所有城市。该标准将于2016年1月1日在全国区域内贯彻。怎样完成PM2.5检测工作,怎样保证检测最终结果的精确度和可信度,将是环境监测单位和各级其他有关部门长期以来关注的极为重要主旨。
本文设计的粉末检测器以MCU为控制中心，实现了数据采集、显示、参数设置、自动报警的程序设计，并将各部件的硬件电路图衔接起来，实现了各部件的作用。
1.1 概述
悬浮颗粒物也称可吸入颗粒物，是悬浮在大气中的微粒，它的直径<100μm的颗粒，大气中的悬浮微粒由于烟尘的燃烧、海水被蒸发的盐粒等因素引起的。悬浮微粒对人们的身体也有着较大的影响，甚至还会引起一些疾病，比如心脑血管、心肺疾病等，并且这些粉尘极易传播疾病。关于粉尘浓度的监测，大部分的部门都有着严格要求，特别是在工厂里工作的人们尤其要注意对粉尘的监测。因为工厂中产生的粉尘大多数都带有有毒物质，如果人们长期的吸入这些有毒的物质，那么极易导致各种癌症，所以工厂必须对粉尘监测引起高度重视。尤其是那些在煤矿里工作的人们，在生产煤炭的过程中会有大量的粉尘产生，再加上煤矿下的通风情况并不是十分良好，煤尘的浓度就会巨幅的增加到达惊人的1500mg/m3以上。在煤矿里工作的员工将吸收这些细小的粉末。另外，粉尘对于煤矿工作人员的生命安全有着至关重要的影响，对于煤矿工作人员的生命保证，我国规定：如果SiO2含量> 10％，粉尘浓度不应大于2mg/m3;因此, 关于煤井中煤尘浓度的监测是不可疏忽的,因为我们必须对每一位工作人员的生命负责任。时时监测煤尘的浓度和变化，是提供安全措施、防尘措施的必要前提。所以对于环境中粉尘浓度的监测是必须的。
1.2 课题研究背景
近年来，各城市的雾霾情况日益严重，对全国人民的身体健康和城市的发展前景造成了巨大的威胁。PM2.5对环境的影响已成为人们日益关心的话题。2012月21日,北京政府初次公开PM2.5监测数据。此前,以PM10为基础的北京市环保局发布的空气质量指数开展了计算,PM2.5的浓度标准仅担任参考指标列入附录。分析表明,与PM10对比,PM2.5在环境中延续3070天左右,PM2.5微粒物质也可运至数以千公里的空气流,形成广域环境污染。PM2.5的复杂生化机制，一定程度上是由于PM2.5参与大气时会引发许多不可预测的化学反应。
PM2.5污染主要来自两个方面，一个是人为的，另一个是自然引起的，人为因素的主要是人为活动，如汽车尾气释放、燃煤发电厂、采矿、有机肥焚毁、垃圾焚化、吸烟等人为活动；大自然污染的主要性质由火山爆发、风尘、森林火灾、真菌、病毒等因素造成。
PM2.5对人类的影响：
引起支气管炎，如果我们长时间的吸入这些固体小颗粒，那么将会把呼吸道给堵塞起来。
PM2.5本身就会携带许许多度的病毒进入身体，造成心血管疾病等。
更为细小的固体颗粒物会进去我们血液之中，进而伤害我们的细胞造成细胞的死亡等。
综上所述，关于PM2.5监测仪器的发展是必要的，它可以保护人，给人们的日常生活和社会工作提供安全防护，并给自己发一个警示。
目录
1绪论 1
1.1概述 1
1.2课题研究背景 2
1.3国内外研究现状 3
1.4课题研究意义 4
2总体设计 5
2.1单片机的选择 6
2.2数字温湿度传感器 6
2.3显示模块的选择 6
2.4按键的选择 6
2.5报警装置的选择 7
3系统硬件设计 7
3.1单片机的最小系统 7
3.2信号采集电路 9
3.3LCD1602液晶显示电路 10
3.4声光报警及LED灯电路 11
3.5按键电路 12
4系统软件设计 13
4.1系统程序流程图 13
4.2键盘设定程序设计 13
4.3信号采集程序设计 15
4.4蜂鸣器报警程序设计 17
4.5LCD1602显示程序设计 17
4.6GSM技术 18
5调试结果 21
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 28
附录A：硬件原理图 28
附录B：软件程序 29
1 绪论
随着现代科技的迅速发展, 百姓的日常生活和工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
得到了极大的促进。但是我们在享受生活的同时也在慢慢的加剧了环境的污染度。人们为了得到物质上的满足，用尽一切办法来过度的向大自然索取，因此环境的状况已是一日不如一日。我们坚决反对先发展后治理的理论，人们只会安逸于现状，并不会考虑日后所会面对的问题。久而久之，人们对自然的索取更为严重，导致的后果便是大量的污染。因此对于环境的监测也慢慢的进入人们的生活中，不少产业已经开始执行对污染浓度的监测，并且制定严格的规定来降低污染浓度的含量。只有这样，我们的生活质量才会得到保障。
因为粉尘在空气质量监测中是至关重要的一部分所以对于粉尘的实实监测也是必要的。鉴于这种情况，许多的部门已经配有粉尘检测仪，由于市场的需要所以各种检测仪器已经陆续被制造出来拍卖。
粉尘检测器适用于工矿企业生产现场粉尘浓度的测定、空气粉尘检测与污染环境保护监测部门的源头调查等。
中国在1996年只对可吸入颗粒物提出了要求，并没有严格的规定可吸入肺颗粒物的含量，对于大自然保护的需要，以前关于环境质量的标准并不适用于如今的环境。2012年3月2日，我国关于坏境的质量监测问题发布了《国家环境质量标准》。从2012年起，中国将在北京、天津、长江三角洲、珠江三角洲等重点城市展开关于PM2.5的监测。2013年，我国将对大部分重点环保国家开展PM2.5浓度监测，2015年实施于所有城市。该标准将于2016年1月1日在全国区域内贯彻。怎样完成PM2.5检测工作,怎样保证检测最终结果的精确度和可信度,将是环境监测单位和各级其他有关部门长期以来关注的极为重要主旨。
本文设计的粉末检测器以MCU为控制中心，实现了数据采集、显示、参数设置、自动报警的程序设计，并将各部件的硬件电路图衔接起来，实现了各部件的作用。
1.1 概述
悬浮颗粒物也称可吸入颗粒物，是悬浮在大气中的微粒，它的直径<100μm的颗粒，大气中的悬浮微粒由于烟尘的燃烧、海水被蒸发的盐粒等因素引起的。悬浮微粒对人们的身体也有着较大的影响，甚至还会引起一些疾病，比如心脑血管、心肺疾病等，并且这些粉尘极易传播疾病。关于粉尘浓度的监测，大部分的部门都有着严格要求，特别是在工厂里工作的人们尤其要注意对粉尘的监测。因为工厂中产生的粉尘大多数都带有有毒物质，如果人们长期的吸入这些有毒的物质，那么极易导致各种癌症，所以工厂必须对粉尘监测引起高度重视。尤其是那些在煤矿里工作的人们，在生产煤炭的过程中会有大量的粉尘产生，再加上煤矿下的通风情况并不是十分良好，煤尘的浓度就会巨幅的增加到达惊人的1500mg/m3以上。在煤矿里工作的员工将吸收这些细小的粉末。另外，粉尘对于煤矿工作人员的生命安全有着至关重要的影响，对于煤矿工作人员的生命保证，我国规定：如果SiO2含量> 10％，粉尘浓度不应大于2mg/m3;因此, 关于煤井中煤尘浓度的监测是不可疏忽的,因为我们必须对每一位工作人员的生命负责任。时时监测煤尘的浓度和变化，是提供安全措施、防尘措施的必要前提。所以对于环境中粉尘浓度的监测是必须的。
1.2 课题研究背景
近年来，各城市的雾霾情况日益严重，对全国人民的身体健康和城市的发展前景造成了巨大的威胁。PM2.5对环境的影响已成为人们日益关心的话题。2012月21日,北京政府初次公开PM2.5监测数据。此前,以PM10为基础的北京市环保局发布的空气质量指数开展了计算,PM2.5的浓度标准仅担任参考指标列入附录。分析表明,与PM10对比,PM2.5在环境中延续3070天左右,PM2.5微粒物质也可运至数以千公里的空气流,形成广域环境污染。PM2.5的复杂生化机制，一定程度上是由于PM2.5参与大气时会引发许多不可预测的化学反应。
PM2.5污染主要来自两个方面，一个是人为的，另一个是自然引起的，人为因素的主要是人为活动，如汽车尾气释放、燃煤发电厂、采矿、有机肥焚毁、垃圾焚化、吸烟等人为活动；大自然污染的主要性质由火山爆发、风尘、森林火灾、真菌、病毒等因素造成。
PM2.5对人类的影响：
引起支气管炎，如果我们长时间的吸入这些固体小颗粒，那么将会把呼吸道给堵塞起来。
PM2.5本身就会携带许许多度的病毒进入身体，造成心血管疾病等。
更为细小的固体颗粒物会进去我们血液之中，进而伤害我们的细胞造成细胞的死亡等。
综上所述，关于PM2.5监测仪器的发展是必要的，它可以保护人，给人们的日常生活和社会工作提供安全防护，并给自己发一个警示。
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