基于单片机的PM2.5检测系统设计
随着环境污染问题的日益严重，人们对空气质量的关注程度也越来越高。其中，
PM2.5是环境空气中重要的污染指标之一，是指粒径小于等于2.5微米的颗粒物。超过这
个尺寸的颗粒物可以直接被人体上呼吸道过滤掉，但PM2.5通过呼吸道进入人体，对人体
健康产生危害，如引起呼吸系统疾病、心脏病等。因此，设计一款可靠的PM2.5检测系统，对于保障人们的健康具有重要意义。
本设计采用基于单片机的PM2.5检测系统，主要包括传感器模块、处理模块和显示模
块三个部分。设计原理如下：
1. 传感器模块
本设计采用激光散射原理，选用HPMA115S0-XXX传感器，该传感器可直接测量空气中
的PM2.5含量，且抗干扰性能较好。传感器的测量范围为0-500微克/立方米（μg/m³），分辨率为0.1μg/m³，可以检测到空气中微小的PM2.5颗粒物，具有较高的精度。
2. 处理模块
本设计采用STM32F103C8T6单片机作为处理器，该处理器具有高性能、低功耗的特点，适合用于嵌入式系统。单片机通过串口读取传感器模块中的数据，然后进行数据处理。采
用移动平均滤波算法对数据进行滤波处理，使得数据更加准确可靠。在适应不同环境的情
况下，分别采用不同的标定系数计算数据，提高数据的精度，并通过LCD显示屏进行实时
显示。
3. 显示模块
本设计采用1602A LCD液晶屏，用户可以实时观察空气中的PM2.5含量，以便及时采
取相应措施。液晶屏采用IIC接口，通过单片机控制，能够实现数据的实时刷新，用户可
以通过按键操作来实现开启/关闭PM2.5检测系统。
该设计可以实现PM2.5数据的准确测量，并进行实时显示，具有较高的性价比和实用性。未来的发展方向是将其应用到家庭、办公等场景中，以便人们及时掌握当前空气质量，更好地保护自己的健康。
基于单片机的PM2.5检测系统设计 随着环境污染问题的日益严重，人们对空气质量的关注程度也越来越高。其中， PM2.5是环境空气中重要的污染指标之一，是指粒径小于等于2.5微米的颗粒物。超过这 个尺寸的颗粒物可以直接被人体上呼吸道过滤掉，但PM2.5通过呼吸道进入人体，对人体 健康产生危害，如引起呼吸系统疾病、心脏病等。因此，设计一款可靠的PM2.5检测系统，对于保障人们的健康具有重要意义。 本设计采用基于单片机的PM2.5检测系统，主要包括传感器模块、处理模块和显示模 块三个部分。设计原理如下： 1. 传感器模块 本设计采用激光散射原理，选用HPMA115S0-XXX传感器，该传感器可直接测量空气中 的PM2.5含量，且抗干扰性能较好。传感器的测量范围为0-500微克/立方米（μg/m³），分辨率为0.1μg/m³，可以检测到空气中微小的PM2.5颗粒物，具有较高的精度。 2. 处理模块 本设计采用STM32F103C8T6单片机作为处理器，该处理器具有高性能、低功耗的特点，适合用于嵌入式系统。单片机通过串口读取传感器模块中的数据，然后进行数据处理。采 用移动平均滤波算法对数据进行滤波处理，使得数据更加准确可靠。在适应不同环境的情 况下，分别采用不同的标定系数计算数据，提高数据的精度，并通过LCD显示屏进行实时 显示。 3. 显示模块 本设计采用1602A LCD液晶屏，用户可以实时观察空气中的PM2.5含量，以便及时采 取相应措施。液晶屏采用IIC接口，通过单片机控制，能够实现数据的实时刷新，用户可 以通过按键操作来实现开启/关闭PM2.5检测系统。 该设计可以实现PM2.5数据的准确测量，并进行实时显示，具有较高的性价比和实用性。未来的发展方向是将其应用到家庭、办公等场景中，以便人们及时掌握当前空气质量，更好地保护自己的健康。
基于单片机控制的空气质量监测系统设计 基于单片机控制的空气质量监测系统设计 1. 引言 随着现代工业化和城市化的不断发展，空气质量成为人们越来越关注 的一个问题。糟糕的空气质量会对人们的健康和生活质量产生负面影响。为了实时监测和改善空气质量，开发一种基于单片机控制的空气 质量监测系统成为了一个重要的课题。本文将深入探讨基于单片机控 制的空气质量监测系统的设计方案和实现过程。 2. 设计原理 基于单片机的空气质量监测系统主要由传感器、单片机、显示屏以及 数据存储模块组成。传感器负责测量环境中的关键指标，如PM2.5、PM10浓度、温度、湿度等。单片机则用来处理传感器采集到的数据，并将其显示在屏幕上。数据存储模块可以记录历史数据，以便后续分 析和比较。 3. 传感器选择 在空气质量监测系统中，选择合适的传感器是至关重要的。常见的空 气质量传感器有光学传感器、化学传感器和声学传感器等。考虑到系 统的精确度和稳定性，本设计选择了光学PM2.5和PM10传感器，以
及温湿度传感器。这些传感器具有高精确度、快速响应和长期稳定的 特点。 4. 单片机选择 单片机是空气质量监测系统的核心控制部分。在选择单片机时，需要 考虑其计算能力、接口数量和功耗等因素。本设计选择了一款常用的ARM Cortex-M系列单片机。这款单片机具有高性能和低功耗的优势，可以满足系统的要求。 5. 系统实现 系统的实现包括传感器的连接、数据采集和处理、以及数据显示和存储。在实现过程中，首先需要连接传感器到单片机的相应引脚上，并 根据传感器的规格书来编写对应的驱动程序。接下来，单片机通过读 取传感器的数据，进行数据处理和计算，并将结果显示在连接的显示 屏上。为了方便用户进一步分析和比较数据，系统还需要添加一个存 储模块，将历史数据记录下来。 6. 总结与展望 基于单片机控制的空气质量监测系统设计可以帮助人们了解周围环境 的空气质量状况，并采取相应的措施来改善室内和室外的空气质量。 本文深入探讨了该系统的设计原理和实现过程，并总结了传感器选择、单片机选择以及系统实现的关键步骤。未来，可以进一步完善空气质 量监测系统的功能，如加入空气净化器控制等，以提高用户的生活质
基于单片机的空气质量检测仪的设计与实现 摘要本文主要介绍了基于arduino单片机和夏普GP2Y1010AUOF粉尘传感器的空气质量PM2.5测量设计系统。该系统通过传感器多次采集空气粉尘浓度数据，把相应的模拟量传回单片机，系统通过模数转换、滤波算法，最后把检测到PM2.5浓度数值显示到OLED显示屏上，如果检测值超过了污染指标，就发出警报提醒使用者，除此之外，还加入了温湿度和时间，增加了设备的实用性。该设计对检测空气质量，提高人们的生活质量以及环境意识，促使人们改善环境，具有重要的意义，因此应用前景非常广泛。 关键词单片机；传感器技术；滤波算法；PM2.5 引言 由种种环境空气污染带来的危害是人所皆知的，人们也越来越渴望有个空气干净的居住环境，每天都看不到雾霾天气，呼吸新鲜空气。对PM2.5进行更深入细致地研究，可以有助于我们了解身边的空气质量。天气预告往往只能给出某一个地区的近期空气质量大体情况，带有不少的时间、地域局限性。因此设计出一款轻便、小巧的PM2.5、温湿度检测仪对我们实时了解身边空气质量具有重要的意义和市场价值。 2 总体设计 本设计将单片机与传感器相结合，开发和研究时采用模块化设计的方案，系统架构图如图1所示，实现集成温湿度、空气PM2.5监测为一体的环境质量检测系统。 3 硬件设计 3.1 MCU（微控制单元） 本设计采用Arduino uno R3核心板作为开发单片机，是Arduino USB接口系列的最新版，集成了USB接口贴片芯片ATmega16U2和ICSP在线串行编程接口。其MCU是使用ATMEGA328P-PU芯片，是一款高性能、低功耗的8位A VR 微处理器。另外最重要的是它分别集成了6个独立的ADC模拟输入口和6个PWM数字输出口，这极大地方便了传感器等设备在其身上的应用。 3.2 PM2.5粉尘传感器 本设计采用的是一款GP2Yl010AUOF光学空气质量传感器，其内部结构为对角安放着红外线發光二极管和光电晶体管，使其能够探测到空气中尘埃反射光[1]。相对于同类产品GP2Yl050AUOF使用串口通信，该传感器更容易调试和拥有更高的灵敏度，即使非常细小的如烟草烟雾颗粒也能够被检测到，通常在空气
佳木斯大学毕业论文 基于单片机的空气质量检测系统 学院信息电子技术 专业通信工程 班级12级1班 学籍号12109940619 姓名潘琦 指导教师田静
佳木斯大学2016年6月10日
摘要 随着工业发展,国民经济日益增长，人民生活指数也在不断提高。但是给环境却带来不可逆的影响，因为空气质量的恶化，使人类引起一系列呼吸道病症，危害身心健康。国家政府出台政策，一方面从源头控制污染源,一方面增加空气质量监控。各大中城市也将PM2.5作为天气预报一项重要指标，时时提醒市民关注环境.本设计就是基于51系列单片机的PM2.5监控预警系统,对环境里的PM2。5浓度进行实时监控，预警。 本设计以STC89C52单片机为控制核心，用夏普GP2Y1010AU0F传感器实时采集空气中粉尘情况，然后由ADC0832模数转化芯片,将从粉尘传感器采集到的模拟信号转化成数字信号，然后传给单片机进行精确换算，在LCD1602液晶屏显示当前空气粉尘浓度和显示预置报警阈值，按键可以设置系统粉尘报警阈值，蜂鸣器报警模块可在环境PM2。5浓度超过设置值时进行报警。本系统电路稳定性高、抗干扰能力强，处理速度快,功耗低，操作简便,实时精准显示，实时反馈环境因素. 关键字:PM2.5;单片机；粉尘浓度；GP2Y1010AU0F；报警
Abstract With the industrial development of the national economy growing，people living index is also rising。But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse。National government policies，on the one hand to control pollution from the source，on the one hand increase the air quality monitoring。PM2.5 major cities will also be an important indicator as the weather forecast, remind the public concern for the environment. This design is based on the 51 computers PM2。5 monitoring system on the environment in the PM2。5 concentration time monitoring，early warning. Thisdesign STC89C52RC microcontroller to control the core，Sharp GP2Y1010AU0F sensor to collect dust in the air situation, LCD1602 display shows the current air concentration of dust and display the preset alarm threshold size, the keys can set the system dust alarm threshold，the buzzer alarm module can alarm when the ambient PM2.5 concentration exceeds the set value. System works: collected by the sensor in the air PM2.5 PM2。5 concentration, and then converted to a digital signal through ADC0832 for STC89C52RC microcontroller reads，after the system conversion, real-time display of the current PM2.5 concentration，and then set value，if less than the set value, the system remains; if it exceeds the set value, the system will alarm to alert the PM2。5 concentration exceeded. The system circuit is simple，stable，highly integrated，easy to debug, high precision, has some practical value. Key words：Alarm；Dust concentration；GP2Y1010AU0F; PM2。5
基于STM32的密闭空间PM2.5检测和 控制系统设计 摘要： 本文基于STM32单片机设计一种高效、智能、精准的密闭空间PM2.5检测控制系统，实现对室内空气质量进行实时监测和调节。其中包括PM2.5传感器、空气净化器控制模块、LCD显示模块、语音识别模块等模块，通过对模块的协同工作，可实现整个系统的智能控制，实现空气质量的自动调节，避免了人工干扰和浪费。本系统功能齐全，性能稳定可靠，为室内空气质量监测和控制提供了一种新的解决方案。 关键词：STM32单片机；PM2.5检测；空气净化器控制；LCD 显示；语音识别 一、绪论 当前，空气污染已成为全球公认的严重环境问题之一。随着人们环保意识的觉醒，室内环境质量也日益得到重视。如何保障室内空气的清洁与新鲜，是摆在我们面前的一道难题。于是，本文在这种背景下，提出了一种基于STM32单片机的密闭空间PM2.5检测和控制系统设计。 二、系统设计
1、硬件设计 本系统包括PM2.5传感器、空气净化器控制模块、LCD显示模块、语音识别模块等模块。具体结构框架如下图所示： （图片省略） 2、软件设计 本系统主要使用Keil C51编程语言进行程序设计。其中，PM2.5检测任务、空气净化器控制任务、LCD显示任务、语音识别任务等模块均由独立的任务进行管理，通过调度器进行任务切换，实现整个系统的协同工作。 三、实验结果 本系统在实验室进行了测试，结果表明，系统能够准确地检测到室内空气中的PM2.5浓度，并能够实现自动调节空气净化器的工作状态。同时，系统还具有人性化的LCD显示和语音识别功能，能够有效提高用户的交互体验。 四、结论 本文通过基于STM32单片机的密闭空间PM2.5检测和控制系统的设计与实现，解决了当前室内空气质量监测和控制中的一系列难题。本系统具有功能齐全、性能稳定可靠等优点，可为室内空气质量监测和控制提供一种新的解决方案
基于单片机的PM2.5检测系统设计 随着人们对空气质量关注程度的提高，PM2.5检测系统的需求也越来越大。PM2.5是指大气中颗粒物的一种，直径小于等于2.5微米，对人体健康产生危害。设计一款基于单片机的PM2.5检测系统具有重要的意义。本文将详细介绍基于单片机的PM2.5检测系统设计。 一、系统功能需求 1. 实时监测PM 2.5浓度 2. 显示PM2.5浓度数据 3. 报警功能：当PM2.5浓度超过设定阈值时，发出警报 4. 数据记录和存储功能: 可以记录并存储历史数据，方便用户查询 二、系统硬件设计 1. 单片机：选择一款性能稳定的单片机作为系统的核心控制器，如STC单片机或者Arduino单片机。 2. PM2.5传感器：选择一款高精度的PM2.5传感器，可以通过串口或者模拟信号与单片机进行数据交互。 3. 显示屏：可以选择OLED显示屏或者液晶屏来显示PM2.5浓度数据和报警信息。 4. 蜂鸣器：用于发出警报声音。 5. 存储芯片：选择一款容量适中的存储芯片，用于存储历史数据。 三、系统软件设计 1. 传感器数据采集：通过单片机与PM 2.5传感器进行数据交互，获取实时的PM2.5浓度数据。 2. 数据处理：将采集到的数据进行处理，计算PM2.5的浓度值，并判断是否超过设定阈值。 3. 数据显示：将处理后的数据通过显示屏展示给用户，包括实时浓度值和报警信息。 4. 报警功能：当PM2.5浓度超过设定阈值时，触发蜂鸣器发出警报声音。
5. 数据记录和存储：将历史数据通过存储芯片进行存储，并可以通过单片机进行查询和显示。 五、系统优化 1. 节能设计：通过优化程序，降低系统的功耗，延长系统的使用时间。 2. 数据通信：可以通过蓝牙或者WiFi模块，实现数据的远程传输和监控。 3. 界面优化：优化显示界面，增加操作便捷性和用户友好性。 4. 数据分析：通过添加数据分析功能，可以对历史数据进行分析，并生成报表或者图表。 六、系统测试 1. 传感器测试：测试传感器的准确性和稳定性。 2. 功能测试：逐项测试系统的各项功能是否正常。 3. 整体测试：测试系统整体稳定性和可靠性。 七、总结 基于单片机的PM2.5检测系统设计具有一定的复杂性，需要对硬件和软件进行综合考虑。通过本文的介绍，相信读者可以对基于单片机的PM2.5检测系统设计有一个初步的了解，希望能够对相关人士在设计类似系统时提供一定的参考。
基于单片机的PM2.5检测系统设计 随着工业化和城市化的进程，环境污染问题日益严重，其中包括PM2.5污染。PM2.5 是指大气中空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物，是造成雾霾和空气污染的主要 元凶之一。监测PM2.5的浓度对于环境保护和人们的健康至关重要。本文将介绍一种基于 单片机的PM2.5检测系统设计，该系统能够实时监测并反馈PM2.5的浓度，为环境保护提 供有力支持。 一、系统结构 基于单片机的PM2.5检测系统主要由传感器模块、单片机模块和显示模块组成。传感 器模块负责采集周围环境中的PM2.5颗粒物的浓度值，单片机模块负责对采集到的数据进 行处理和分析，最后通过显示模块将PM2.5的浓度值以数字或图形的形式展示出来。整个 系统的结构简单而清晰，实现了对PM2.5浓度值的实时监测和显示。 二、传感器模块 传感器模块是整个系统的核心部分，它负责将周围环境中的PM2.5颗粒物的浓度值转 化为电信号，并传输给单片机模块进行处理。传感器模块一般由PM2.5传感器和控制电路 组成。PM2.5传感器是一种特殊的光学传感器，它可以通过激光散射原理检测空气中的 PM2.5颗粒物，并将检测到的数据转化为电信号输出。控制电路负责对传感器进行控制和 信号处理，保证传感器的稳定工作和准确输出。通过传感器模块的工作，系统能够实时、 准确地获取周围环境中PM2.5颗粒物的浓度值，为后续的数据处理提供了可靠的基础。 三、单片机模块 单片机模块是对传感器采集到的数据进行处理和分析的部分。常见的单片机有51单片机、Arduino等，它们具有较强的数据处理和控制能力，能够高效地对传感器采集到的数 据进行处理。单片机模块主要包括数据采集、数据处理、数据存储和通信等功能。单片机 模块需要对传感器采集到的模拟信号进行模数转换，将其转化为数字信号进行处理。然后，单片机模块进行数据处理和分析，计算得出PM2.5的浓度值，并进行一定的数据处理，如 滤波、校正等。单片机模块将处理好的数据存储起来，并可以通过通信接口将数据传输给 显示模块进行显示。通过单片机模块的工作，系统能够实现对PM2.5浓度值的获取和处理，为下一步的显示提供了数据支持。 四、显示模块 显示模块是系统的输出部分，它负责将单片机模块处理好的PM2.5浓度值以数字或图 形的形式展示出来。常见的显示模块有数码管、液晶显示屏、LED灯等。显示模块一般包 括数据接收、数据解析、数据显示等功能。显示模块需要从单片机模块接收处理好的 PM2.5浓度值，并进行解析。然后，显示模块根据解析的数据将PM2.5浓度值以数字或图
基于单片机的PM2.5检测系统设计 一、问题背景 空气污染已成为全球性的环境问题，PM2.5是空气污染的主要组成部分之一。监测 PM2.5浓度对于保护人们的健康至关重要。目前市面上已经有各种各样的PM2.5检测仪器，但是它们通常价格昂贵，且不太方便携带。本设计旨在利用单片机技术，设计一个简单、 便携的PM2.5检测系统，能够实时监测PM2.5的浓度，并且可以输出监测结果。 二、设计目标 1.设计一个基于单片机的PM 2.5检测系统； 2.能够实时准确监测PM2.5的浓度； 3.能够将监测结果以数字或者图形的形式输出。 三、系统设计 1.硬件设计 （1）传感器模块：使用激光散射式PM2.5传感器，能够准确地检测空气中PM2.5的浓度； （2）单片机模块：选择STM32单片机作为主控芯片，能够实现PM2.5数据的采集和处理； （3）显示模块：使用OLED显示屏，能够清晰地显示PM2.5浓度。 2.软件设计 （1）传感器数据采集：利用单片机的ADC模块，对传感器输出的模拟信号进行采集和转换； （2）PM2.5浓度计算：利用单片机的数学运算能力，对采集到的传感器数据进行处理，计算出实际的PM2.5浓度； （3）数据显示：将计算得到的PM2.5浓度数据通过OLED显示屏输出，以数字或者图 形的形式显示。 五、系统测试 1.系统功能测试：对系统进行功能验证，包括传感器数据采集、PM 2.5浓度计算以及 数据的输出。
2.系统稳定性测试：长时间运行系统，观察系统的稳定性和准确性。 3.系统可靠性测试：对系统进行多种环境条件下的测试，验证系统的适用性和可靠性。 六、总结与展望 通过本设计，实现了一个基于单片机的PM2.5检测系统。该系统具有简单、便携的特点，能够实时监测PM2.5浓度，并且可以输出监测结果。在未来的工作中，可以进一步优化系统硬件和软件，提高系统的灵敏度和准确性。可以开发相应的APP，将监测结果实时上传到云端，实现远程监测和数据分析。希望通过不断的改进和优化，使得该系统能够更好地满足人们对空气质量监测的需求。
基于单片机的PM2.5检测系统设计 随着城市化进程的加快和工业化水平的不断提高，大气污染已成为当前社会面临的严重问题之一。PM2.5是大气污染的主要组成部分之一，它对人体健康和环境造成的危害非常严重。开发一种能够准确、快速检测PM2.5浓度的检测系统具有非常重要的意义。本文将基于单片机设计一种PM2.5检测系统，旨在为大气污染防控提供技术支持。 1.系统结构设计 PM2.5检测系统通常由传感器、单片机、显示模块等部分组成。传感器负责检测周围环境中的PM2.5颗粒物浓度，将检测到的数据传输给单片机进行处理，并通过显示模块将结果展示给用户。本系统采用的传感器为激光散射式PM2.5传感器，其测量范围为 0-500ug/m3，具有较高的测量精度和稳定性。单片机选用STM32系列的单片机，具有较强的数据处理能力和稳定性。显示模块采用OLED屏幕，能够高清显示PM2.5浓度数据。 2.硬件设计 传感器通过串口与单片机相连，将采集到的PM2.5浓度数据发送给单片机，单片机通过串口接收数据，并进行相应的处理。单片机还负责控制显示模块，将处理后的数据显示在屏幕上。为了保证系统的稳定性和可靠性，还需设计相应的电源管理模块和防静电保护模块。电源管理模块用于提供稳定的电源给传感器、单片机和显示模块，防静电保护模块则用于防止静电对系统的损害。 单片机的主要任务是接收传感器采集的数据，并进行相应的处理，最后将结果显示在屏幕上。需要编写串口通信的驱动程序，以便单片机能够与传感器进行数据通信。还需要编写PM2.5数据处理的算法，对传感器采集的原始数据进行处理和转换，最终得到PM2.5的浓度数据。还需编写显示模块的驱动程序，实现将数据显示在屏幕上的功能。 4.系统性能测试 为了验证系统的性能，需要对系统进行相应的性能测试。需要对传感器进行校准，以保证其测量精度和稳定性。然后，通过对不同环境下的PM2.5浓度进行检测，验证系统的准确性和灵敏度。还需要对系统的稳定性和抗干扰能力进行测试，以保证系统在各种复杂环境下均能正常工作。 通过以上设计，基于单片机的PM2.5检测系统已初步完成。该系统具有较高的测量精度和稳定性，能够准确、快速地检测周围环境中的PM2.5浓度，为大气污染防控提供了技术支持。基于单片机的PM2.5检测系统仍有待进一步优化和改进，以满足不同应用场景的需求。未来，我们将继续深入研究，不断完善该系统，为环境保护事业做出更大的贡献。
一种基于STM32 的PM2.5 检测系统的设计 介绍 随着城市化进程的加快，空气污染问题日益突出，尤其是细颗粒物（PM2.5）对人体健康的影响不可忽视。PM2.5 是指在空气中直径小于等于2.5 微米的悬浮颗粒物，它们能够深入人体呼吸道，造成氧气和营养物质的供应不足，导致多种呼吸道疾病和心脑血管疾病的发生。 因此，发展一种便于实用的PM2.5 检测系统对于空气污染治理至关 重要。本文提出的是一种基于STM32 的PM2.5 检测系统，旨在检测PM2.5 颗粒物浓度、记录数据、报警等功能，使人们能够及时了解自身所处环 境的空气质量和采取相应措施。 系统硬件设计 本系统的硬件设计主要包括以下模块： （1）传感器模块 PM2.5 传感器是该系统的核心部件，负责检测PM2.5 颗粒物浓度。本系统中选用的是LD-11 型PM2.5 传感器，其工作电压为5V，相对误差小于10%。 传感器通过光学原理，将空气中的颗粒物射入传感器中，并通过处 理单元测量出颗粒物的直径和数量，最后得到PM2.5 颗粒物的质量浓度。该传感器输出的电信号与PM2.5 浓度成正比，可以直接接入STM32 单片机进行数据采集和处理。 （2）串口模块 本系统的串口模块采用蓝牙串口模块HC-05，通过串口和STM32 单片机进行通信。该模块工作电压为3.3V，最大传输距离为10 米，适用于无线传输。
蓝牙串口模块与STM32 单片机的连接方式为：RXD 接单片机的TXD，TXD 接单片机的RXD，VCC 接3.3V，GND 接GND。通过蓝牙串口模块，用户可以通过手机APP 对PM2.5 浓度进行实时监测和数据记录。 （3）LCD 显示模块 该系统采用1602 液晶屏，用于显示PM2.5 浓度和系统状态信息。 液晶屏的连接方式为：VSS、VDD 接GND 和5V，VO 接单片机的PA1，RS 和EN 接单片机的PC13 和PC14，D4~D7 接单片机的PC0~PC3。液 晶屏可以显示PM2.5 浓度和系统状态信息，提高用户的交互体验和操作 便捷性。 （4）报警模块 当PM2.5 浓度超过一定阈值时，系统将触发报警模块，提示用户采取相应的防护措施。本系统的报警模块选用的是蜂鸣器，由STM32 单片机控制。 系统软件设计 本系统主要由STM32 单片机控制，程序采用Keil5 开发工具编写。 程序流程图如下所示： 系统启动后，首先进行硬件初始化，包括PM2.5 传感器、蓝牙串口 模块、液晶屏、蜂鸣器等硬件设备的初始化。随后，系统进入主循环流程。 主循环中，系统首先从PM2.5 传感器读取数据，并计算出PM2.5 浓度。如果PM2.5 浓度超过了一定阈值，系统触发报警模块，提示用户采取防护措施。 同时，将PM2.5 浓度数据通过蓝牙串口发送给手机APP。用户可以 通过APP 实时监测PM2.5 浓度变化，并进行数据记录。此外，液晶屏显 示PM2.5 浓度和系统状态信息，提高用户的操作便捷性。 总结
基于51单片机的PM2.5检测仪设计摘要我国现代社会迅速发展，人们也提高了对生活的质量的要求，都想在健康、安逸的环境生活。我国也正在加强生态文明建设，不断减少各种空气污染。PM2.5这种污染物随着雾霾加重被人们数值，由于其颗粒极小，含有高浓度的有毒、有害物质并且具有长时间停留漂浮等特性。尽管近年来雾霾已经大大减少，但对于PM2.5的监测依然不能掉以轻心。 本设计采用STC89C51单片机为控制器件，利用传感器监测大气中颗粒物含量，通过AD 转换器将传感器输出信号处理后传给单片机处理，最终LCD显示含量。系统还可以通过按键进行设置上限值，当浓度超过设定值时将会触发报警。结果表明，该PM2.5检测仪电路简单小巧、检测精度高，具有良好的稳定性，具备良好的实用意义。 关键词STC89C51单片机、空气质量传感器、LCD 第1章引言 1.1 设计背景 步入二十一世纪，我们迎来了多姿多彩、进步迅猛的现代信息社会。人类已经迈入信息社会、正分享着信息丰富迅捷的好处并不断勇于开拓继续向前发展，我们会发现无论是现在还是未来信息的获取、传输与利用将无处不在无时不有，而首要任务就是如何获取准确可靠的信息，其中可以广泛分布感知探测信息的传感器是帮助人们实时获取大量信息的主要途径。传感技术发展已久，但毫无疑问进入二十一世纪以来，随着科学技术的快速更新迭代，经济实力和人们对美好生活的需求日益增长，再加上环境保护、生态文明、智慧城市等概念的火热，更加促进了传感技术的广泛应用。工业商业农业军事，处处都有传感技术的身影。 不得不承认，尽管蓬勃强劲的工业发展为繁荣兴旺的现代物质文明提供了坚强的物质基础，但环境保护的不完善和缺位，使得工业发展产生的各种废物污染给我们的生活尤其是身体健康带来了严重的负面影响。以大气污染为例，近十年来来人们最熟知的、关注度最高的莫过于雾霾。从从未听说过这个词汇再到“谈霾色变”，最主要的原因还是因为这种类似于阴天的天气暗藏杀机——在看似平静的的空气里，弥漫着各种微小的有害颗粒物。雾霾主要组成部分有PM2.5、PM10、PM0.1及重金属等颗粒。这些严重影响人体健康的颗粒主要来自于不加过滤的粗放式的工业生产和数以千万级的普通汽车尾气排放等。美国作为西方最发达的国家，很早就开始监测大气指标，早在上世纪的1997 年，美国就将将PM2.5纳入空气质量检测的监测标准，随后其他西方发达国家也效仿列入监测指标，并制定一系列的标准。根据资料，人们把颗粒物直径小于2.5微米的称为PM2.5，即可以进入肺部的颗粒物。与其他大气颗粒物相比，PM2.5具有直径小，有毒有害，滞留时间长、传播距离远。这些明显的特征使得一般的仪器很难对其进行监测和过滤，人体的生理结构对PM2.5没有任何能力过滤、阻拦，一旦超
P M2.5检测系统毕业设计(总26页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-
摘要 大气颗粒物污染对人类健康和生态环境造成了很大的影响，这让人们逐渐重视起对细颗粒物检测技术的研究。本文阐述了浓度检测的五种方法，在对上述各方法分析总结的基础上针对日常生活中污染检测的实际需求，设计了一种浓度检测的方案。本设计通过GP2Y1010AU0F粉尘传感器采集周围环境空气中的浓度值，由ADC0832模数转换芯片将传感器输出的模拟电压转信号转换成数字信号，并将数据传送给单片机STC89C52。单片机分析处理数据得到最终的检测结果，将其显示在LCD1602液晶屏上。当检测到的浓度值大于预先设置的浓度值时，蜂鸣器和发光二极管发出声光报警。本论文对这些功能模块进行了设计，并制作电路实现了相应的功能。通过进一步的调试与集成，实现整个系统的功能，达到检测目的。 关键词：；粉尘传感器；检测系统
Abstract The pollution of ambient fine particulate matter has a great negative effect on human health and the ecological environment. It makes people gradually pay attention to the detection of . In this paper, described five kinds of test methods of . In terms of the actual demand of pollution detection in daily life，this paper puts forward a design of test system. This design uses the GP2Y1010AU0F dust sensor collected of concentrations. In addition, sensor analog quantity turn into digital quantity by ADC0832 and data is transmitted to the MCU. Single-chip microcomputer process data to get last detect result on the LCD screen. When the test concentration is detected is greater than the preset concentration, the buzzer and the light-emitting diode emit will sound and light alarm. In this paper, designed the function modules and realized the corresponding function by production circuit. Through further debugging and integration to achieve the function of the whole system，so as to achieve the purpose of detection. Key words：；Dust Sensor；Detection System
摘要 如今的世界是一个现代化信息世界，随着计算机科学和信息技术的普及和飞速发展，我们可以人为的利用信息科技的手段去针对环境进行高质量的环境检测，这被认为是一个快速准确地反映当前的环境质量状况的方法是最直接，有效的方法。追求室内环境之美是当代的人们对住房的普遍需求。为了满足人们追求完美的室内环境之美，人们通过制造和使用大量的天然合成化学材料来建造和装饰自己的房屋，这样的设计可以说明我们可以极大地促进环境改善和充分保留了房屋的美观性，但是也会给我们引起一个很重要的问题，就是室内会充分保留了有害的气体，这样会给人增加危险。由于室内外环境的变化和异常的气候，灰尘在大气层变得越来越容易受到严重的污染，经常的还会引起呼吸系统的疾病，例如急性鼻炎。由此可知，我们身处的室内大气环境中的有害气体PM2.5浓度将一定会持续地得到自然界和人类的高度注视，因为它与我们的呼吸系统健康状况息息相关。我们的本次实验室设计最基本的需要为我们准备的是PM2.5zph01检测温湿度的传感器，STM32f103c8t6单片机和1602液晶触摸屏显示器这三个是本次设计需要的元器件。 关键字：PM2.5浓度 STM32单片机液晶显示器室内环境 Abstract The world today is a modern information world. We can use existing technology to design some equiPMent that can detect the surrounding environment.which is the most direct and effective method to reflect the current environmental situation quicKly and accurately. The beauty of indoor environment is the demand of contemporary people's housing. In order to pursue the beauty of indoor environment，people decorate houses by using a large number of synthetic chemical materials，which can greatly improve and retain the beauty of the house，but it will cause the problem that the indoor will retain harmful gases，which will increase the risK. As a result of environmental changes and abnormal climate，the dust layer becomes increasingly polluted，often causing respiratory system diseases，
2系统的硬件电路设计 2.1 主控制器电路设计 主控芯片是整个系统的数据处理单元。主控芯片主要负责数据操作、中断响应等各种逻辑指令。主控芯片的工作频率与整个系统设计相关的内部硬件资源是好还是坏，要充分了解资源需求等系统要求，自行选择适合恰当的控制器。否则，选择低性能主控芯片可能会影响整个系统性能，并为设计增加额外的困难。本设计中采用STC89C52单片机最小系统。STC89C52单片机最小系统具有体积小、质量轻、功能强、功耗低、性价比高等特点。在本设计整套系统中起到了信号处理实时控制的作用，可以监测按键和采集传感器的各项参数，同时还能驱动LCD1602液晶显示检测到PM2.5浓度数据。STC89C52单片机最小系统由STC89C52芯片、复位电路、时钟电路及输入/输出端口设备等构成。 STC89C52单片机是美国STC公司开发制造的一种8位微控制芯片，拥有512字节的数据存储空间和8K字节的程序存储空间。共40个引脚，2个优先级设置，3个十六位强大定时/计数器，4个八位并行I/O端口，5个优质中断源。STC89C52单片机的时钟引脚为XTAL1 和XTAL2；控制信号的引脚有RST，ALE，PSEN 和EA；I/O端口有P0，P1，P2和P3。 复位电路主要用于协助单片机来实现启动过程，控制单片机工作的起始状态。在单片机工作过程中，受到外界干扰而出现代码丢失、运行出错或直接死机、停止运行的时候，此时通过复位，单片机内部的烧录代码就会自动重新执行。复位方式一般分为自动复位和手动按键复位，本设计为了编程的简单化，采用了外部手动按键复位的方式。STC89C52单片机的P0脚内无上拉电阻，为开漏输出。所以在本设计中P0脚用作输出端口，需另加上拉电阻以加大输出的驱动能力，本设计采用10K的排阻作为上拉电阻。 时钟电路好比心脏，单片机的工作动力都来源于它。时钟电路其实本质就是一个晶体振荡电路，提供一个正弦波信号作为基准让单片机进行工作，因此单片机的运行速度及处理能力都是由时钟电路决定。XTAL1为反相放大输入端，XTAL2为反向放大输出端。本设计中外接的石英晶体振荡器具有11.0592MHZ的振荡频率。 STC89C52芯片内部结构框图如图2.1所示:
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印--- 摘要 PM2.5、PM10、SO2和重金属铅砷镍铬为雾霾的主要成分，PM2.5的空气动力学当量直径小于2.5 µm，它是可吸入颗粒物，它不仅属于严重的空气污染物，而且还是多种重金属以及其他粉尘的载体。PM2.5常常可以长时间的在空气中漂浮，随风移动，因此其具有污染距离长范围广的特性。由于PM2.5的强传播性、长停留性、使空气能见度变低、重金属和有毒物质易附性、强污染性等特性导致它严重影响城市和地区的环境空气质量和正常的居民日常生产生活，因此实时监PM2.5是十分重要的。本设计通过使用夏普GP2Y1010AU0F芯片检测PM2.5的浓度电压，再由模数转换芯片ADC0832将检测的模拟电压转换为数字电压输入AT89C51单片机最小系统，最后把测量值显示在显示器上，显示器使用LCD1602液晶显示，当检测浓度大于预设浓度时LED灯亮并且蜂鸣器报警。 关键词：PM2.5，单片机，夏普GP2Y1010AU0F，检测，报警。
Design and Realization of PM2.5 Concentration Detection and Alarm System Based on Single Chip Microcomputer Abstract The main components of the haze are PM2.5, PM10, SO2 and heavy metal lead arsenic nickel chrome and other particles. PM2.5 is an inhalable particulate matter; it not only belongs to the serious air pollutants, but also is a carrier of variety heavy metals and other dust. PM2.5 can often float in the air for a long time and move with the wind, so it has a wide range of characteristics. Due to the characteristics of strong propagation, long stay, low visibility, easy adsorption of heavy metals and toxic, strong pollution, PM2.5 lead to serious environmental and seriously affects the urban and regional environmental air quality and residents’ daily life, so real-time monitoring PM2.5 is very important. This design detects PM2.5 concentration voltage by using Sharp GP2Y1010AU0F chip, and then converter the analog voltage into digital voltage using chip ADC0832 input AT89C51 microcontroller minimum system. Finally, the measured value is displayed on the display, LCD1602 liquid crystal display, the LED lights and buzzer alarm when the detection concentration is greater than the preset concentration. Keywords：PM2.5, MCU, SHARP GP2Y1010AU0F, Detection, Alarm.
基于单片机的空气质量检测系统设计 专业：通信工程 班级：2013级1班 姓名：王世达
引言 (3) 1 概述 (5) 1.1 系统组成 (5) 1.2 硬件设计 (5) 1.3 软件设计 (6) 2 电路设计 (7) 2.1 原理图 (7) 2.2 单片机及外围电路设计 (7) 2.3 传感器电路设计 (16) 2.4 A/D模数转换电路 (17) 2.5 LCD显示电路 (19) 2.6 LED显示电路 (20) 2.7 报警模块 (21) 3 程序设计 (23) 3.1 主程序设计 (23) 3.2 按键部分........................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3 显示部分 (23) 3.4 A/D转换部分 (24) 4 应用软件介绍 (29) 4.1 keil的应用 (29) 4.2 protel99se的应用 (30) 4.3 Proteus的应用 (31) 5 设计的应用 (33) 5.1 主要用途 (33) 5.2 应用场景 (33) 6 结果与分析 (34) 总结 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 附录1 原理图 (38) 附录2 程序源代码 (39)
随着现代科技的高度发展，工业生产力正在不断提高，而由此带来的负面影响也尤为显著，那就是环境的污染，它严重危害着人类的健康和生活。雾霾，为大气污染之一，一直以来广受人们关注。现在有越来越多的地区和国家开始高度重视雾霾天气，并将其视为一种灾害性天气。其实，很早以前就报道过一些雾霾灾害的重大事件，在这几次事件当中，不仅危害到人们的健康，甚至还剥夺了很多人的生命，比如1952年伦敦杀人雾事件和2013年北京雾霾事件。PM2.5，指环境中直径小于2.5μm的颗粒物，是雾霾的主要成分之一，由于其粒径小，活性强，易附有毒、有害物质，因而对人体健康威胁很大。因此，对PM2.5的测量显得越来越重要。本文将空气中PM2.5的浓度作为评定空气质量的依据。本设计的控制核心采用的是非常实用的51系列单片机AT89C52，配合粉尘浓度采集装置和显示设备，共同完成数据的采集，处理及显示。并会根据设置好的报警值报警提示，并且用不同颜色的指示灯显示空气质量。本文详细介绍了各个单元的电路设计过程及各功能的实现方法，该系统有良好的人机交互界面，有较高的测量精度，不仅简单实用而且便于携带。相信，它的价值一定会得到体现。 关键词： 雾霾；大气污染；PM2.5；单片机；AT89C52；空气质量