單片機pm2.5檢測電子設計論文

1、<p>　　基于單片機PM2.5智能監(jiān)測系統</p><p><b>　　誠信申明</b></p><p><b>　　本人申明：</b></p><p>　　我所呈交的本科畢業(yè)設計（論文）是本人在導師指導下對四年專業(yè)知識而進行的研究工作及全面的總結。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外，論文中

2、創(chuàng)新處不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京化工大學北方學院或其它教育機構的學位或證書而已經使用過的材料。與我一同完成畢業(yè)設計（論文）的同學對本課題所做的任何貢獻均已在文中做了明確的說明并表示了謝意。</p><p>　　若有不實之處，本人承擔一切相關責任。</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　

3、近些年隨著霧霾天氣的肆虐，我們有理由且必要的做一些措施來注意我們身邊空氣中的PM2.5。人的一生中有三分之二的時間都是在室內度過的，所以對室內的PM2.5做實時監(jiān)測和數據分析尤為必要。然而現有的PM2.5檢測產品功能較單一，只能用來檢測，無法應對空氣PM2.5的惡化情況。正是基于上述情況，應用所學的知識，制作一個經濟，簡單，實用的智能化PM2.5監(jiān)測系統是十分有現實意義的。</p><p>　　本課題針對PM2.

4、5監(jiān)測進行了研究，設計出一套以ST公司的STC89C52單片機為核心的PM2.5智能監(jiān)測系統，該系統主要包括中央處理器、信息采集、控制調節(jié)、數據顯示、報警等幾部分，設計中實時監(jiān)測與智能控制相結合，實現了對室內PM2.5實時采集處理、顯示、報警、自動控制調節(jié)等多種功能。不僅能讓人們非常清楚室內的污染情況，還可以自動控制調節(jié)空氣，為人類營造一個安全、方便、舒適的室內生存空間。</p><p>　　對系統的硬件組成及工

5、作原理進行了研究，同時設計了軟件流程圖，利用結構化的分析與設計方法，設計工作采用軟件工程的思想，各個模塊耦合度低，模塊內聚性高，該系統具有集成度和系統穩(wěn)定性高、設計周期短、可擴展性強的特點，具有一定的實用價值。</p><p>　　關鍵詞：PM2.5　單片機　自動控制　報警</p><p>　　MCU-Based PM2.5 Intelligent Monitoring System<

6、;/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years as the fog weather, we have reason to and necessary to do some measures to pay attention to PM2.5 in the air around us. Two-thirds of

7、the time in one's life is spent indoors, so the indoor PM2.5 do real-time monitoring and data analysis is necessary. PM2.5 testing existing product function is relatively single, however, can only be used to detect,

8、unable to cope with the deterioration of air PM2.5. It is based on the above situation, application of learned knowledge, making an ec</p><p>　　This topic to PM2.5 monitoring are studied, design a set of ST

9、company STC89C52 single-chip microcomputer as the core of PM2.5 intelligent monitoring system, this system mainly includes the central processor, information collection, control, data display, alarm and so on several par

10、ts, combining the design of the real-time monitoring and intelligent control, to realize the real-time acquisition of indoor PM2.5 processing, display, alarm, automatic control and other functions. Not only can make p<

11、;/p><p>　　On the system hardware composition and working principle are studied, and design the software flow diagram, using structured analysis and design methods, design work by adopting the idea of software e

12、ngineering, the low module coupling, module cohesion is high, the system has high integration and system stability, short design cycle, the characteristics of strong extensibility, has a certain practical value.</p>

13、;<p>　　Keywords:PM2.5singlechipautomatic control alarm</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　前　　言1</b></p><p>　　第1章　課題研究背景與價值2</p><p>　　第1

14、.1節(jié)　選題的意義與價值2</p><p>　　第1.2節(jié)　研究綜述3</p><p>　　第1.3節(jié)　課題的研究意義與目的5</p><p>　　第1.4節(jié)　研究范圍與內容7</p><p>　　第1.5節(jié)　研究視角與方法7</p><p>　　第2章　PM2.5檢測研究的概況9</p>&

15、lt;p>　　第2.1節(jié)　PM2.5監(jiān)測系統的基本概念9</p><p>　　第2.2節(jié)　PM2.5監(jiān)測系統的特征9</p><p>　　第2.3節(jié)　PM2.5的基本概況10</p><p>　　第3章硬件選擇與設計12</p><p>　　第3.1節(jié)　系統原理概況12</p><p>　　第3.2節(jié)　

16、硬件電路設計13</p><p>　　第4章系統軟件25</p><p>　　第4.1節(jié)整體設計思路25</p><p>　　第4.2節(jié)　主要模塊設計26</p><p>　　第5章　組裝調試28</p><p>　　第5.1節(jié)　調試分析28</p><p>　　第5.2節(jié)　不足與改

17、進28</p><p><b>　　結　　論30</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　前　　言</b></p><p>　　隨著我國經濟的發(fā)展，人們生活水平不斷改善和提高，環(huán)境問題和健康問題受到日益重視。近些年越來越多的人

18、開始關注居住生活環(huán)境的空氣質量安全問題，尤其是室內的PM2.5污染問題，所以對室內的PM2.5做實時檢測和智能調節(jié)顯得非常重要。</p><p>　　目前，雖然市面上的PM2.5檢測儀器已經有很多種，檢測速度較快，但是絕大部分產品功能單一，只能用來檢測，不具備智能調控的能力。僅僅靠單純的檢測不能實施經濟可行的空氣質量調節(jié)措施，若在檢測的基礎上實現智能控制，使檢測智能化，這樣才能盡快為人們創(chuàng)造良好的室內環(huán)境。因此，

19、設計開發(fā)一套智能化監(jiān)測系統是有現實意義的。正是基于上述情況出發(fā)，本設計將檢測器與空氣凈化器結合，即通過估算當前空氣中污染物濃度，指示空氣凈化器的開關，實現自動控制調節(jié)。主要工作原理是通過傳感器采集室內的環(huán)境信息，送入到單片機通過分析處理得出相應的結果，并輸出到顯示電路，這樣LCD顯示屏能即時顯示檢測到的各室內環(huán)境參數，使人們能及時了解室內環(huán)境的具體情況。并在PM2.5濃度超過預先設置的上限時，指示報警電路發(fā)出報警信號，及時的通知人們并自

20、動控制打開空氣凈化器來改善室內空氣，為人類營造一個安全、方便、舒適的室內生存空間。</p><p>　　第1章　課題研究背景與價值</p><p>　　第1.1節(jié)　選題的意義與價值</p><p>　　1.1.1　理論意義與價值</p><p>　　基于單片機PM2.5智能監(jiān)測系統將檢測器與空氣凈化器結合，即通過估算當前空氣污染物濃度，指示空

21、氣凈化器的開關，實現自動控制調節(jié)。環(huán)境檢測設備和凈化器、智能手機等家電和智能化產品結合，采用智能化檢測設備，通過物聯網，可以把數據傳到電腦或手機上，方便人們的控制。如果做個形象比喻，那就是“給電器裝上眼睛和鼻子”，這是未來發(fā)展的新趨勢。</p><p>　　順應未來智能化檢測的趨勢，設計出應用傳感器周期性從外部采集數據，通過LCD屏幕即時顯示，實時檢測空氣中PM2.5的濃度。如果PM2.5濃度超過預先設置的上限，

22、蜂鳴器報警，并自動控制打開空氣凈化器來改善室內空氣。另外，還可以檢測室內溫度，切換顯示時間日期。在實時監(jiān)測的基礎之上，還要進行PM2.5高濃度預警和自動控制調節(jié)。若能實現實時檢測與自動控制這兩者的結合，會使這個室內應用系統更加人性化。這個方案的解決也是實現PM2.5智能檢測的關鍵，因此這個設計非常有研究價值。</p><p>　　1.1.2　實踐意義與價值</p><p>　　世界衛(wèi)生組織

23、發(fā)布的報告顯示，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，目前大多數城市和農村人口均遭受到顆粒物對健康的影響。那些直徑在2.5微米以下的細顆粒物，還不到成人頭發(fā)絲粗細的1/20，不易被阻擋，被吸入人體后會直接進入支氣管，刺激呼吸道，干擾肺部的氣體交換，從而引發(fā)咳嗽、呼吸困難等呼吸系統的疾病并導致心律不齊、非致命性心臟病等心血管方面的疾病。所以，對PM2.5的監(jiān)測顯得越來越重要。</p><p>　　今年4月22日清華大學在北

24、京發(fā)布了首個室內PM2.5(細顆粒物)污染公益調研報告。結果顯示，相對于室外PM2.5污染，室內PM2.5污染對人的影響更顯著，人均室內PM2.5暴露量和潛在劑量為室外的4倍。“這主要是因為人們一天中有大約20小時是在室內，只有4小時在室外?！?研究組負責人、清華大學電子工程系研究員張林（1968—?。┍硎?，每天攝入人體內的80%的PM2.5來自于室內。此次調研歷時兩個半月，有407名志愿者參與，調研組共獲得累計總時長約11萬小時的室內

25、PM2.5數據，其中包括7703個地理位置點，覆蓋北京市13個區(qū)縣。</p><p>　　對于室內PM2.5濃度，由于房屋面積有限，無法進行直觀的能見度判斷。再加上室內環(huán)境差異性較大，專業(yè)PM2.5檢測設備龐大昂貴，難以進行普遍實時的監(jiān)測，這使得人們一直缺乏對于室內PM2.5污染程度全面系統的認識和研究[1] ?，F代人70%～90%的時間處于室內，室內空氣質量直接影響人體健康。對付室內的PM2.5，開窗

26、通風本是最有效的辦法，但也要依據室外空氣狀況而定，像目前我國的室外空氣質量，就不適宜長期開窗通風。</p><p>　　基于單片機PM2.5智能監(jiān)測系統的設計使實時監(jiān)測與智能控制相結合，不僅能讓人們非常清楚室內的污染情況，還可以實現自動控制調節(jié)，為人類營造一個安全、方便、舒適的室內生存空間。智能監(jiān)測系統不僅能為人們的生活帶來便利，更符合可持續(xù)發(fā)展理念，無論是經濟學角度還是社會學角度來看，這樣做都有著重要的現實意義

27、和經濟價值。</p><p>　　第1.2節(jié)　研究綜述</p><p>　　1.2.1　國內PM2.5檢測的發(fā)展和應用</p><p>　　2013年1月,霧霾天氣侵襲了大半個中國，“霧霾”就成為了年度關鍵詞，而且連續(xù)兩年成為兩會熱議話題。今年2月28日，在柴靜霧霾深度調查紀錄片《穹頂之下》中，國家環(huán)境保護部提供的數據顯示，2014年北京污染天數為175天，天津19

28、7天，成都125天，沈陽152天，蘭州112天，石家莊高達264天！相關數據表明，如今在中國每年因為大氣污染過早死亡的人數有50萬人！紀錄片一出隨即引起全民熱論，使“霧霾”問題再度回到公眾視野，環(huán)境保護的話題迅速升溫。在今年“兩會”上，霧霾治理又成為提及頻度最高的熱點之一。代表委員們認為，政府應該進一步加強防治力度，更加注重運用市場和法治手段，促進企業(yè)更好地履行社會責任，全社會“同呼吸、共奮斗”，形成合力，以切實的成效保護和改善生態(tài)環(huán)境

29、、造福全體人民。</p><p>　　其實早在2007年，中國工程院、環(huán)保部聯手開展的戰(zhàn)略研究就對引入PM2.5標準給予高度關注，將PM2.5納入宏觀戰(zhàn)略目標。2008年環(huán)境保護部啟動環(huán)境空氣質量標準修訂程序，將PM2.5納入環(huán)境空氣標準和空氣污染治理系統之中。在2011年的第七次全國環(huán)保大會上，公布了全國PM2.5檢測時間表，2012年，在京津冀、長三角、珠三角等重點區(qū)域及直轄市和省會城市開展PM2.5監(jiān)測，2

30、013年，在113個環(huán)境保護重點城市和保護模范城市開展監(jiān)測，2015年，在所有地級以上城市開展監(jiān)測，2016年也就是明年在全國實施。</p><p>　　在國內，PM2.5檢測儀器已不鮮見。例如，去年4月初正式上市的漢王藍天科技首款PM2.5檢測儀M1（如圖1.1），和手機大小相似、可隨身攜帶，其原理采用激光測試法，即采用了散射粒子加速度測量法，可以精確獲得粒子質量、運動速度、反光強度等信息，并對空氣中的顆粒物粒

31、徑大小進行統計和分析，從而能較準確地測量空氣中的粒子濃度。</p><p>　　目前，網上關于家用PM2.5檢測儀的叫賣也非?；馃帷Ｈ绻谔詫毦W上輸入關鍵詞“PM2.5檢測儀”，就能跳出近4000件檢測儀，價格從上百元到數萬元不等，銷量好的產品訂單月售量已經超過200單。PM2.5檢測儀能及時評判空氣質量，促進人們改善空氣質量，推動人們尋找空氣安全之道，從而提高全社會的健康指數。因此，PM2.5檢測儀器在家居領域

32、有非常廣泛的使用前景。</p><p>　　圖1.1　漢王霾表M1</p><p>　　1.2.2　國外PM2.5檢測的發(fā)展和應用</p><p>　　在美國，由于工業(yè)排放、機動車尾氣等曾導致發(fā)生了非常嚴重的大氣污染。到二十世紀中期，洛杉磯一帶大氣臭氧濃度很高，光化學煙霧問題突出，在1952年和1955年就發(fā)生了兩次短短數日內上百位老人死亡的慘劇。美國立即采取了區(qū)域

33、環(huán)境管理框架，打破州的界限，開始進行統一管理。環(huán)保機構有權進行立法、執(zhí)法、處罰，并通過強制執(zhí)行手段和監(jiān)控、技術改進等相結合的方式協調開展工作。《清潔空氣法案》修正案在1990年正式獲得通過，到1997年，美國環(huán)保署設立了專門針對大氣PM2.5濃度的標準，以便更好地檢測過去那些被忽略的細小顆粒物。當污染較為嚴重時，美國官方網站還會要求民眾盡量控制外出活動的強度和時間，以此來減少PM2.5對人們身體的傷害。此外，媒體還建議人們不要在繁忙的道

34、路附近鍛煉，不要在室內吸煙，減少使用蠟燭、燒火爐子，以此來控制室內污染。2005年，歐盟出臺了關于限制PM10的法令；到2010年，對PM2.5的監(jiān)控標準生效。目前，歐盟的空氣質量標準包含對PM2.5年均濃度和PM10年均濃度和日均濃度的要求，是世界上對PM10監(jiān)控標準最嚴格的地區(qū)之一。</p><p>　　去年由加拿大研究人員研發(fā)出了一項便攜式PM2.5在線實時測量技術，該系統首先使用一個PM2.5采樣器把PM

35、2.5從總的大氣顆粒中分離提取出來，通過顆粒計數系統監(jiān)測這些顆粒，然后利用基于懸浮顆粒物的基本原理,計算出測量地點的PM2.5數值,并即時顯示出PM2.5測量結果。這種便攜式PM2.5在線檢測儀器可以應用在幾乎任何空氣檢測的場所，也可以進一步研發(fā)出用于科研用的高精度的測量儀器。</p><p>　　第1.3節(jié)　課題的研究意義與目的</p><p>　　1.3.1　理論意義</p>

36、;<p>　　隨著微電子技術的發(fā)展，傳感器的使用數量越來越大，性能和種類也得到不斷的提高和豐富，傳感器已經趨于標準化、模塊化，這使得基于微電子芯片控制的室內環(huán)境實時監(jiān)測系統成為可能。</p><p>　　現在PM2.5相關的檢測儀器已經有很多種，絕大部分產品只能用來檢測，對檢測到的數據不能采取任何應對措施，只是進行單純的檢測而不能提供經濟可行的空氣質量調節(jié)措施是遠遠不夠的。針對上述情況，設計出一套相

37、對來說更加智能化的監(jiān)測系統，使檢測變得智能化，讓它具備最基本的解決實際問題的能力，這樣才能使檢測更有意義，為人們創(chuàng)造更好的室內環(huán)境。</p><p>　　本設計具體研究內容為：</p><p>　　（1）研究基于STC89C52系列單片機的PM2.5智能監(jiān)測系統的基本功能，設計系統的總體方案；</p><p>　?。?）結合課題實現完成的實際功能設計合適的算法和軟硬

38、件整體設計；</p><p>　?。?）以STC89C52芯片為核心搭建系統硬件架構，實現對系統的控制及信號的處理；</p><p>　　（4）自動實時檢測和A/D數模轉換功能的設計與實現；</p><p>　　（5）在軟硬件平臺上研究系統各部分所實現的功能，用C語言完成算法以及各接口和驅動程序的編寫，以實現智能檢測系統的整體功能。</p><p

39、>　　本課題要解決的關鍵問題是：設計系統整體硬件框架工作流程；理解整個系統的工作原理，設計出合理的電源電路和接口電路，來保證電源以及輸入信號的穩(wěn)定性；選擇合適的算法，來保證系統處理被測信號的準確性以及突出系統智能檢測的特點。</p><p>　　1.3.2　實踐意義</p><p>　　在過去的20年間，國內外都進行了大量PM2.5相關的研究，主要包括PM2.5污染特征、排放清單、排

40、放特征譜、源解析以及PM2.5對大氣能見度和人體健康影響等方面。尤其是在美國加州地區(qū)進行細微顆粒物研究的最多，在PM2.5源排放特征譜的研究方面，研究人員對地殼物質、機動車尾氣和燃料等主要污染源的排放特征進行了較為全面的研究，并建立了用于源解析研究的源排放特征譜庫。</p><p>　　然而我國對PM2.5的監(jiān)測相對滯后，大氣PM2.5及大氣污染監(jiān)測裝備技術研究起步較晚，現有的PM2.5監(jiān)測設備和技術，與實際需求

41、相比差距仍然較大，大部分監(jiān)測設備幾乎完全依賴進口，部分自主開發(fā)的儀器設備尚未開展工程化、標準化、工藝以及網絡化等關鍵技術研究。在市場初期，國產產品還面臨著不被接受的尷尬，研發(fā)擁有自主知識產權的先進的空氣監(jiān)測設備，將是目前國內儀器生產企業(yè)的重中之重。本課題針對PM2.5監(jiān)測進行了研究，不僅可以加快中國PM2.5監(jiān)測的研究發(fā)展速度，還能給氣象、環(huán)保、防災等領域實現產業(yè)化作出貢獻。</p><p>　　人的一生中大概有

42、三分之二的時間是在室內度過的，室內空氣質量受到越來越多的關注。因此，智能監(jiān)測系統在家居領域有著很大的需求發(fā)展空間。本文研究的基于單片機PM2.5智能監(jiān)測系統是以STC公司的一款低功耗、高性能CMOS8位單片機為控制核心，能夠實現對室內PM2.5實時采集處理、顯示、報警、自動控制調節(jié)等功能。進行智能化監(jiān)測系統研究將會帶來巨大的經濟效益，同時可以推動相關聯科研項目發(fā)展，為國產監(jiān)測裝備逐漸滿足國家大規(guī)模聯網布設的需求做出貢獻。</p&g

43、t;<p>　　第1.4節(jié)　研究范圍與內容</p><p>　　本設計主要利用GP2Y1010AU0F粉塵傳感器和DS18B20溫度傳感器分別采集PM2.5濃度和空氣溫度數據，送入單片機進行分析處理。然后通過LCD屏幕即時顯示，如果PM2.5濃度超過預先設置的上限，蜂鳴器發(fā)出報警信號，并自動控制打開空氣凈化器來改善室內空氣。本課題研究基于單片機的PM2.5智能監(jiān)測系統研究內容涉及單片機技術、傳感器技

44、術、自動檢測技術等學科領域。</p><p>　　本課題主要集中在檢測、顯示、報警、調節(jié)四個方面。本文內容安排如下:</p><p>　　第1章：對PM2.5監(jiān)測課題的提出及意義，介紹國內外的研究狀況及確定總體方案。</p><p>　　第2章：首先介紹PM2.5監(jiān)測系統的基本情況，然后對PM2.5的定義、來源、標準、危害、應對措施進行詳細敘述。</p>

45、<p>　　第3章：對PM2.5監(jiān)測系統的硬件設計及實現過程進行了分析。首先給出了系統硬件的總體結構及框圖，然后以模塊的形式對電源供電部分、單片機主控部分、信息采集電路部分、A/D轉換電路、LCD顯示電路、報警電路等幾部分進行了詳細的介紹。</p><p>　　第4章：系統的軟件設計。給出了系統軟件工作的具體流程，并對關鍵模塊程序流程進行簡單介紹。</p><p>　　第5章

46、：簡單敘述了系統的組裝調試和開機測試以及設計存在的不足之處。</p><p>　　第1.5節(jié)　研究視角與方法</p><p>　　1.5.1　課題的研究視角</p><p>　　本課題研究基于單片機PM2.5智能監(jiān)測系統從多視角來進行，從PM2.5檢測的發(fā)展背景與應用的意義著手，多角度地認識與評價這樣一個智能監(jiān)測系統的現實意義與其存在的優(yōu)缺點，從而做出正確的評價與研

47、究。對這樣一個實用的PM2.5監(jiān)測系統的應用有著貢獻的技術做出一個客觀評價，顯得尤為必要。既為了讓我們更清楚地了解當前PM2.5檢測應用產品存在的問題，也為了更進一步對其討論研究。從PM2.5監(jiān)測系統的研究與未來的應用來看，它將會起到尤為重要的作用，為此在多領域范圍的普及使用還需要進一步的考察與研究。</p><p>　　1.5.2　課題的研究方法</p><p>　　本文采用國內外的文獻

48、、期刊及學術論文進行研究，通過查閱與空氣檢測的相關資料、以及國內外學者已有的研究成果和網絡論壇等方式進行比較、學習、借鑒，從而系統而全面的分析介紹與研究討論該系統。</p><p>　　第2章　PM2.5檢測研究的概況</p><p>　　第2.1節(jié)　PM2.5監(jiān)測系統的基本概念</p><p>　　1.1.1　PM2.5監(jiān)測系統整體介紹</p>&l

49、t;p>　　本PM2.5監(jiān)測系統是一種基于單片機的PM2.5數據實時監(jiān)控，對PM2.5高濃度預警和自動調節(jié)室內的應用系統的設計與實現。該系統主要包括中央處理器、信息采集、控制調節(jié)、數據顯示等幾部分。信息采集部分主要有：GP2Y1010AU0F粉塵感器和DS18B20溫度傳感器，對空氣中PM2.5濃度和溫度進行實時采集?？刂普{節(jié)部分是通過由繼電器模塊控制的LED燈來模擬控制空氣凈化器。傳感器周期性從空氣中檢測采集數據后先通過ADC0

50、832數模轉換模塊轉換為數字信號，然后傳輸到控制器單元進行比較和分析處理再通過LCD顯示屏即時顯示檢測結果。當達到限制值時，蜂鳴器自動報警，并且實現自動控制調節(jié)，即PM2.5濃度過高超過設定的閥值將啟動報警并打開空氣凈化器，恢復正常則關閉并停止報警。為了方便供電，固設計了兩種可互相切換的供電模式：一種是直接使用常見的USB電源5V為設備供電，另一種是通過LM7805轉換芯片對設備供電。</p><p>　　1.1

51、.2　PM2.5監(jiān)測系統各部分功能</p><p>　　設計各部分實現的功能：</p><p>　?。?）通過GP2Y1010AU0F粉塵傳感器采集空氣中PM2.5濃度數據； </p><p>　?。?）通過DS18B20溫度傳感器采集空氣溫度；</p><p>　　（3）通過繼電器控制的LED燈模擬自動控制空氣凈化器；</p>

52、<p>　?。?）通過DS1302時鐘模塊控制計算時間和日期；</p><p>　　（5）通過蜂鳴器實現PM2.5高濃度預警；</p><p>　?。?）通過LCD1602液晶顯示器顯示PM2.5濃度、空氣溫度、時間。</p><p>　　第2.2節(jié)　PM2.5監(jiān)測系統的特征</p><p>　　近些年越來越多的人開始關注居住生活

53、環(huán)境的空氣質量問題，尤其關注室內的PM2.5污染問題。從網上可以看到關于家用PM2.5檢測儀的生意非常火熱，價格從上百元到數萬元不等。由此看來，PM2.5檢測儀器在家居領域有非常廣泛的使用前景。</p><p>　　本設計的基于單片機PM2.5智能監(jiān)測系統與其他常見的檢測儀器最大的不同在于檢測器與空氣凈化器的結合，不僅可以實時監(jiān)測室內環(huán)境的PM2.5濃度，進行即時顯示和預警，還可以通過估算當前PM2.5濃度，指示

54、空氣凈化器的開關，實現自動控制調節(jié)。即能夠實現對室內PM2.5實時采集處理、顯示、報警、自動控制調節(jié)等眾多功能，使PM2.5監(jiān)測更加智能化和人性化。</p><p>　　本設計采用光散射原理的粉塵傳感器，測量快速，靈敏度較高，不怎么需要維護，適合家用和實時監(jiān)測。</p><p>　　第2.3節(jié)　PM2.5的基本概況</p><p>　　2.3.1　PM2.5的定義及

55、來源</p><p>　　近年來我國霧霾天氣多發(fā)，PM2.5被稱為霧霾天氣的元兇。PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。PM的英文全稱為particulatematter(顆粒物)，科學家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒物的含量。2013年2月，全國科學技術名詞審定委員會將PM2.5的中文名稱命名為細顆粒物。細顆粒物的化學成分主要包括有機碳(OC)、元素碳

56、(EC)、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽(Na+)等。這個值越高，就表明空氣污染的越嚴重。</p><p>　　PM2.5的主要來源是日常發(fā)電、工業(yè)生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質。一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵等；2.5微米以下的細顆粒物（PM2.5）則主要來自化石燃料的燃燒（如機動車尾氣、燃煤）、揮發(fā)性有機物等。對于室內來說主要來源為烹飪、吸

57、煙、打掃和其他增塵行為。</p><p>　　2.3.2　PM2.5的危害及標準</p><p>　　因為粒徑較小，PM2.5可以穿透呼吸道的防護結構，深入到支氣管和肺部，直接影響肺的通氣功能，誘發(fā)肺部硬化、哮喘和支氣管炎，甚至導致心血管疾病。此外，細粒子顆粒物吸附在肺泡上很難脫落。更為可怕的是PM2.5還能攜帶空氣中的病毒、細菌、放射性塵埃和重金屬等物質，對呼吸系統、心血管、免疫系統、生

58、育能力、神經系統和遺傳等都有影響。</p><p>　　近年來我國PM2.5污染問題日益凸顯。將PM2.5放入強制性污染物監(jiān)測范圍，出發(fā)點就是針對當前危害人體健康和生態(tài)環(huán)境的突出環(huán)境問題，引導有關區(qū)域的各級政府和社會各界積極開展相應的大氣環(huán)境保護工作，防控灰霾等重點大氣污染問題。既是我國以人為本，保護人體健康的需要，也是解決灰霾等環(huán)境管理的需要，有利于提高環(huán)境空氣質量評價工作的科學水平，有利于消除或緩解公眾自我感

59、觀與監(jiān)測評價結果不完全一致的現象。</p><p>　　新環(huán)境空氣質量標準（GB3095－2012）將于2016年1月1日在我國全面實施,其中調整了顆粒物（粒徑小于等于10毫克）、二氧化氮、鉛和苯并[a]芘等的濃度限值,增設了顆粒物（粒徑小于等于2.5毫克）濃度限值和臭氧8 小時平均濃度限值。在新標準中，24小時平均值標準值分布PM2.5年和24小時平均濃度限值分別定為0.035毫克/立方米和0.075毫克/立方

60、米[2]。將PM2.5濃度值列入環(huán)境空氣質量評價，這也是我國首次制定PM2.5標準。</p><p>　　2.3.3　PM2.5的應對措施</p><p><b>　?。?）家居預防方法</b></p><p>　　過濾法。包括空調、加濕器、空氣凈化器等，優(yōu)點是明顯降低PM2.5的濃度，缺點是濾膜需要清洗或更換。</p><

61、p>　　水吸附法。超聲霧化器、室內水簾、水池、魚缸等，能夠吸收空氣中的親水性PM2.5，缺點是增加濕度，憎水性PM2.5不能有效去除。</p><p><b>　?。?）生活應對方法</b></p><p>　　盡量減少吸煙甚至不吸煙。</p><p>　　霧霾天氣少開窗，最好不出門或晨練。</p><p>　　外

62、出戴專業(yè)防塵口罩，如KN90，KN95，N95級別的防塵口罩才能有效過濾這類細顆粒物。</p><p>　　第3章　硬件選擇與設計</p><p>　　第3.1節(jié)　系統原理概況</p><p>　　3.1.1　系統的功能分析及體系結構設計</p><p>　　基于STC89C52的PM2.5智能監(jiān)測系統總體上主要由供電單元、核心處理單元、粉塵

63、傳感器電路、LCD顯示模塊電路、溫度檢測電路、報警電路、控制調節(jié)電路等幾部分組成。應用GP2Y1010AU0F粉塵傳感器設計的PM2.5智能監(jiān)測系統設計原理如下：粉塵傳感器實時的檢測空氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物的含量，并根據含量比例輸出模擬電壓信號，該信號經過A/D轉換后，由單片機進行采集、計算、數據處理后，在LED顯示屏上顯示出PM2.5的數值。當PM2.5超過系統設定值時，使用蜂鳴器電路對系統出現的突發(fā)情況進行及時報警，并

64、實現自動控制空氣凈化器調節(jié)空氣。另外，本系統采用了DS18B20溫度傳感器對現場溫度進行實時采集，還使用了DS1302時鐘模塊顯示當前時間和日期。</p><p>　　3.1.2　系統的功能特點</p><p>　　本系統實現了PM2.5的檢測，并能夠根據現場PM2.5濃度的大小做出實時判斷來決定是否打開空氣凈化器調節(jié)空氣。其實現的功能具有如下特點：</p><p>

65、;　　(1)　LCD顯示屏可以展示必要的信息，具有良好的人機對話界面；</p><p>　　(2)　硬件采用低成本的STC89C52單片機和外設電路元件，使系統具有性價比高的優(yōu)點；</p><p>　　(3)　本系統電路精簡，設計整體有著簡單、實用、靈巧的特點，用戶舒適度好；</p><p>　　(4)　系統可擴展性強，還有數碼管預留電路，為以后產品升級以及功能擴展

66、做準備。</p><p>　　所以系統具有集成度和系統穩(wěn)定性高、設計周期短、可擴展性強的特點，產品以實用性、易用性和人性化為主，目標是為人們提供一個舒適、方便和高效的生活環(huán)境。</p><p>　　PM2.5智能監(jiān)測系統總體結構框圖如圖3.1所示</p><p>　　圖3.1　系統結構框圖</p><p>　　第3.2節(jié)　硬件電路設計<

67、;/p><p>　　3.2.1　單片機核心系統電路設計</p><p>　　本文所選單片機控制芯片是STC89C52單片機，STC89C52RC 單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，使用經典的MCS-51內核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統51單片機不具備的功能。指令代碼完全兼容傳統8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。具有8K在系統可編

68、程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，這使得STC89S52可以為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。 </p><p>　　STC89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，三個16位定時器/計數器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構（兼容傳統51的5向量2級中斷結構），全雙工串行口。片內晶振及

69、時鐘電路。此外，STC89S52可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p>　　STC89C52引腳圖如圖3.2所示，其電路圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.2　STC89C

70、52引腳圖</p><p>　　圖3.3　STC89C52核心控制器</p><p>　　中央處理單元采用STC89C52微處理單元，其在本設計中發(fā)揮著至關重要的作用，作為這個系統的控制核心，STC89C52與外圍的硬件相連，進行采集、計算、數據處理，在顯示屏上顯示當前PM2.5的濃度值、溫度，還可以六秒切換顯示時間和日期。同時對數據結果進行超限比較。當被測PM2.5的濃度超過設定的報警閾

71、值時，儀器產生蜂鳴器報警，單片機發(fā)出指令打開空氣凈化器，PM2.5濃度恢復正常則關閉并指示蜂鳴器停止報警。</p><p>　　3.2.2　供電電路的設計</p><p>　　本系統設計了兩種不同的電源輸入，一種是直接使用常用的USB電源5V為設備供電，另外一種是通過LM7805轉換芯片對設備供電，在LM7805芯片輸入端加上合適電壓，輸出端就會輸出5V電壓，兩種供電模式的切換通過P6排針

72、短接跳線帽的方式實現，簡單方便。本電源單元負責為系統的其他單元供電，其中傳感器單元不但需要工作電壓，還需要加熱電壓，使氣室維持一個理想的溫度，使測量結果盡量準確。試驗證明本系統的電源設計可以滿足PM2.5智能監(jiān)測系統的供電要求。</p><p>　　電源設計的典型電路如圖3.4所示。</p><p><b>　　圖3.4　電源電路</b></p><

73、;p>　　3.2.3　粉塵傳感器電路的設計</p><p>　　夏普粉塵傳感器GP2Y1010AU在其內部對角安放著紅外線發(fā)光二極管和光電晶體管，中心有個洞可以讓空氣自由流過，定向發(fā)射LED光，通過檢測經過空氣中粉塵折射過后的光線來判斷粉塵的含量。即使非常細小的如煙草煙霧顆粒也能夠被檢測到。實物圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5　GP2Y1010AU實物圖</p

74、><p>　　粉塵傳感器GP2Y1010AU安裝保養(yǎng)方便，使用壽命長，精度高，穩(wěn)定性好。又體積小巧，靈敏度高，可以用來測量0.8微米以上的微小粒子，可用于室內環(huán)境中香煙煙塵、房屋灰塵、花粉等濃度的檢測。該傳感器還具有非常低的電流消耗（最大20mA，典型值11mA），可以搭載高達7VDC的傳感器。輸出的是一個模擬電壓正比于所測得的粉塵濃度。傳感器內部結構如圖3.6所示，主要技術參數如表3.1所示。</p>

75、<p>　　圖3.6　粉塵傳感器內部結構圖</p><p>　　表3.1　主要技術參數</p><p>　　通過對灰塵和煙檢測時輸出波形的區(qū)別研究，作以下介紹：</p><p>　　通常香煙的煙是細微的粒子，密度高，會擴散式的大范圍漂移。然而，灰塵是一個個大顆粒，密度低，斷斷續(xù)續(xù)式的進入灰塵傳感器的檢測區(qū)域。所以煙表現是出連續(xù)的較高的輸出電壓，而灰塵表現

76、是出間隔的較高的輸出電壓。因此，根據傳感器的輸出電壓值在時間上的推移向微機軟件的讀取，是否有煙/是否有灰塵，不管是哪種狀態(tài)，以及空氣污染的程度是多少，都可以進行檢出。具體電路如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7粉塵傳感器電路設計</p><p>　　夏普粉塵傳感器（GP2Y1010AU）其測量結果為相對濃度（計數濃度除外），它和質量濃度成正比，有一個修正系數。但其特點是測量快速，

77、靈敏度高，不怎么需要維護，適合家用和實時監(jiān)測。試驗證明其性能優(yōu)越，靈敏度較高，滿足本設計要求。</p><p>　　3.2.4　A/D轉換電路的設計</p><p>　　ADC0832是美國國家半導體公司生產的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉換芯片。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)的歡迎，現已經有很高的普及率。ADC0832各腳功能如表3.2所示。</p

78、><p>　　ADC0832 具有以下特點：</p><p>　?。?）8 位分辨率；</p><p>　　雙通道 A/D 轉換；</p><p>　?。?）輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容；</p><p>　?。?）5V 電源供電時輸入電壓在 0~5V 之間；</p><p>　?。?）

79、工作頻率為 250KHZ，轉換時間為 32μS；</p><p>　　（6）一般功耗僅為 15mW；</p><p>　　芯片頂視圖如圖3.8所示：</p><p>　　圖3.8 芯片頂視圖</p><p>　　表3.2　ADC0832各腳功能</p><p>　　ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉換芯片，其

80、最高分辨可達 256 級，可以適應一般的模擬量轉換要求。芯片轉換時間僅為 32us，具有雙數據輸出可作為數據校驗，以減少數據誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI數據輸入端，可以輕易的實現通道功能的選擇。在本設計中ADC0832的功能是將粉塵傳感器輸出的模擬信號轉化為數字信號，然后將信號送入單片機進行處理，試驗證明，本電路滿足本設計要求，其具體電路如圖3.9所示。</p&g

81、t;<p>　　圖3.9　A/D轉換電路</p><p>　　3.2.5　控制調節(jié)電路的設計</p><p>　　在本系統中PM2.5濃度過高超過設定的閥值則系統會報警并打開空氣凈化器，PM2.5濃度恢復正常則關閉空氣凈化器并停止報警。在本設計中凈化器用繼電器控制的LED燈來模擬，即控制它的通斷。</p><p>　　本設計使用松樂繼電器（SRD-05

82、VDC-SL-C），理論上可以開斷的最大功率是2500W,不過我們電壓都是220V，所以可以開斷的最大功率是2200W，但實際使用要留余量，最好不要超過1100W，如果是容性或感性負載應該留更大的余量。鑒于當前大多數空氣凈化器都屬于小功率電器，所以使用此繼電器符合模擬空氣凈化器的要求。</p><p>　　在本電路中，單片機引腳P11為高電平時繼電器就會閉合，LED燈就會亮；反之，繼電器斷開，LED燈不亮，具體設

83、計電路如圖3.10所示。</p><p>　　圖3.10　控制調節(jié)電路</p><p>　　3.2.6　LCD顯示電路的設計</p><p>　　LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。其中字段顯示與LED顯示相似，只要送對應的信號到相應的管腳就能顯示。字符顯示是根據需要顯示基本字符。本設計采用的是字符型LCD1602作為顯示器件輸出信息顯示。LCD1602采用標準

84、的16腳接口，有8位數據總線D0～D7，和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{節(jié)和背光功能，主要技術參數如表3.3所示。</p><p>　　表3.3　主要技術參數</p><p>　　本電路根據各管腳的功能電路設計如圖3.11所示：</p><p>　　圖3.11　LCD1602顯示電路</p><p>　　

85、系統中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統的LED數碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富等優(yōu)點，而且不需要外加驅動電路，在本設計中LCD1602顯示器顯示內容為四項：日期、時間 和 溫度、PM2.5濃度。前兩項和后兩項內容6秒切換顯示。試驗證明，LCD1602顯示屏滿足本設計要求。</p><p>　　3.2.7　溫度檢測電路的設計</p><p>　　

86、本設計選用的溫度傳感器選擇的是DS18B20傳感器，其具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點。其技術性能描述如下：</p><p>　　（1）獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊；</p><p>　?。?）測溫范圍 －55℃～+125℃，固有測溫誤差1℃；</p><p>　　（3

87、）工作電源: 3.0～5.5V/DC （可以數據線寄生電源）；</p><p>　?。?）測量結果以9～12位數字量方式串行傳送；</p><p>　?。?）支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，最多只能并聯8個，實現多點測溫，如果數量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸的不穩(wěn)定。</p><p>　　DS18B20傳感器外部有三個引腳

88、，單線數據傳輸總線端口DQ、外接電源端口VDD、地線端口GND。兩種供電方式可供選擇：一種是數據線供電的方式，用單片機的一個I/O口來完成對傳感器總線的上拉。它是通過內部電容在空閑時從數據線獲取能量來工作；另一種是外部供電方式，此時VDD接+5V。第二種相對來說完成溫度檢測轉換時間較短，固本設計選用第二種供電方式，其設計電路圖如圖3.12所示。</p><p>　　圖3.12　溫度檢測電路</p>

89、<p>　　DS18B20溫度傳感器可編程的分辨率為9～12位，溫度轉換為12位數字格式最大值為750毫秒?，F已廣泛應用于恒溫控制、工業(yè)系統、熱敏感系統等領域。試驗證明DS18B20溫度傳感器滿足本設計要求。</p><p>　　3.2.8　按鍵電路的設計</p><p>　　為防止在設計中需要的按鍵較多對單片機有限I/O口的占用，本設計使用了3*3的矩陣鍵盤作為信息的手動輸入方

90、式，在該3*3矩陣鍵盤中，每條水平線和垂直線相交叉處不直接連接，而是通過一個按鍵進行連接，這樣在3條水平線和3條垂直線之間就有最多可以有9個按鍵，大大減少了按鍵對單片機I/O口的占用。本文所涉及的按鍵功能主要是設置PM2.5濃度閥值相關按鍵，其他按鍵功能暫作保留，以便為后期擴展功能所用。其電路設計如圖3.13所示。</p><p>　　圖3.13　鍵盤電路</p><p>　　系統的用戶輸

91、入單元由九個按鍵組成，分別為“設置鍵”、“確定鍵”、“粉塵濃度上限加鍵”、“粉塵濃度上限減鍵”，其他按鍵功能保留。“設置鍵”用于告訴系統進入中斷，設置粉塵濃度超限值?！按_定鍵”用于告知系統設置完成。</p><p>　　3.2.9　時鐘電路的設計</p><p>　　在本系統中設計DS1302時鐘模塊為系統提供時鐘功能顯示時間和日期，DS1302芯片是由美國DALLAS公司推出的具有涓細電

92、流充電能力的低功耗實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償等多種功能。采用了雙電源供電（主電源和備用電源）：當Vcc2>Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電；當Vcc2<Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電。DS1302可用于數據記錄，特別是對某些具有特殊意義的數據點的記錄上，能實現數據與出現該數據的時間同時記錄，現已廣泛應用于多種測量系統中。</p><

93、p>　　DS1302時鐘模塊與單片機的連接需要5條線：CE引腳，SCLK串行時鐘引腳，I/O串行數據引腳，Vcc為電源，GND為接地端。外接32.768kHz晶振，為芯片提供計時脈沖。實驗證明完全滿足本設計系統的需求，具體設計電路如圖3.14所示。</p><p>　　圖3.14　時鐘電路</p><p>　　3.2.10　報警電路的設計</p><p>　　

94、本系統所采用的報警模塊為5V有源蜂鳴器模塊，電路中采用三極管8050來驅動，只要單片機P10引腳為高電平，蜂鳴器就會鳴響，反之則不鳴響。其設計電路圖如圖3.15所示。</p><p>　　圖3.15　報警電路</p><p><b>　　第4章系統軟件</b></p><p>　　第4.1節(jié)整體設計思路</p><p>

95、　　4.1.1　軟件設計思想</p><p>　　在系統硬件電路確定以后，其主要功能的實現將依賴于軟件來實現。其設計軟件基本要求:</p><p>　?。?）可靠性。可靠性是軟件設計的重要指標，具有較強的抗干擾能力。</p><p>　?。?）易理解性、易維護性。編制的軟件要求易讀，容易發(fā)現和糾正錯誤，容易修改和補充。</p><p>　?。?/p>

96、3）實時性。系統能夠及時響應外部事件的發(fā)生并能及時做出處理結果。</p><p>　?。?）準確性。保證系統進行計算數據的精度。</p><p>　　本系統采用C語言編寫方法，主要有以下特點：</p><p>　?。?）編制的程序效率高，占用存儲空間小，運行速度快。</p><p>　?。?）能寫出最優(yōu)化程序，且能反映出計算機的實際運行情況。

97、</p><p>　?。?）程序模塊化，主程序模塊、顯示模塊、數模模塊、時鐘模塊等容易閱讀、維護等優(yōu)點，且編寫的模塊程序易于移植。</p><p>　　（4）中斷響應外部事件，提高了系統的實時處理事件能力。</p><p>　?。?）軟、硬件抗干擾，軟件抗干擾措施提高了系統的可靠性。</p><p>　　4.1.2　功能實現圖</p&g

98、t;<p>　　圖4.1　功能實現圖</p><p>　　第4.2節(jié)　主要模塊設計</p><p>　　4.2.1　主程序模塊</p><p>　　軟件要實現的主要功能是實現對傳感器信號的數據采集，然后進行數據的計算、分析、送液晶進行顯示。程序開始時，先關閉中斷，對系統進行初始化，包括單片機的各寄存器、RAM、定時器裝載初值、中斷設置及各模塊初始化等。

99、完成初始化后，開始調用顯示、讀PM2.5濃度、讀溫度、鍵盤等模塊程序，從而完成顯示、報警、自動控制調節(jié)。主程序運行流程圖如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2　主程序流程圖</p><p>　　4.2.2　液晶顯示模塊</p><p>　　本設計所用的顯示器件為1602液晶顯示器，該液晶能顯示32個字符，滿足顯示要求。1602液晶與單片機是并口通信，由單片機

100、的P1.4、P1.5、P1.6引腳來控制1602的讀寫數據命令功能，單片機P0口傳輸數據到1602進行顯示。</p><p>　　圖4.3　1602工作流程圖</p><p>　　4.2.3　矩陣鍵盤模塊</p><p>　　圖4.4　按鍵工作流程</p><p><b>　　第5章　組裝調試</b></p>

101、<p>　　第5.1節(jié)　調試分析</p><p>　　5.1.1　電路焊接</p><p>　　硬件電路板焊接調試時遇到不少問題，由于以前都是在實驗箱設計開發(fā)，現在是第一次親自動手設計的電路圖，所以在設計時考慮不周全，出現的問題必須在調試時解決。尤其在在焊接過程中，通過仔細與電路對照，查找到錯誤所在并及時的修正。</p><p>　　應用系統的硬件調試

102、和軟件調試是不可分開的，有許多硬件故障是在調試軟件時才發(fā)現的。在設計硬件電路時，調試也應該同時進行，通常是先排除系統中明顯的硬件故障后才和軟件結合起來調試，如此有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，從而可以節(jié)約大量的調試時間。調試的總原則是本著節(jié)省時間和保證成功率的前提下，分模塊化進行調試，在已經調試成功模塊的基礎上，逐步累加新加入的未調試的模塊，然后再分級調試下去，這樣可以保證調試的逐級進行，最后能夠在最有效的時間內使整塊開發(fā)板

103、能夠經過檢測調試后能夠按照預先的要求正常運行。</p><p>　　尤其對于供電單元應事先做好單獨調試，調試好后。檢查其電壓值、負載能力、極性等是否符合要求，正確無誤后才能連接到系統上。另外在不插單片機的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，還特別注意單片機插座上的各點電位是否正常，防止聯機是出現損壞電子器件的情況。</p><p>　　5.1.2　實物運行<

104、/p><p>　　第5.2節(jié)　不足與改進</p><p>　　本文完成了基于STC89C52單片機的PM2.5智能監(jiān)測系統的軟、硬件設計，通過各模塊調試和系統測試，基本達到設計要求。系統已經具有一定的智能化，但是由于本人的學識、成本控制等各方面的條件限制，設計中還有很多方面不夠完善，主要可以在以下幾方面進行研究和改進：</p><p>　　（1）電路的優(yōu)化設計，對各模塊

105、電路進行參數測試，針對性的改進參數，力求可以進一步的提高工作效率。</p><p>　?。?）粉塵傳感器如果選擇進風式的產品（專業(yè)的大多有內置的采樣泵），其測量值受環(huán)境影響小，會更穩(wěn)定一些。被動采樣在有風無風時的測量值可能會有很大不同，所以以后會考慮更換粉塵傳感器的型號。</p><p>　?。?）本設計尚不屬于專業(yè)測試儀器，只能對空氣質量做一個暫定量測試，或者作出一個趨勢性預測。其檢測數

106、據算不上科學權威，僅供用作空氣質量趨勢參考。</p><p>　?。?）時鐘模塊自帶備用電源，即使在外部斷電的情況下，時間都不會丟失。因此未加入調時功能，但萬一時間丟失，校準時間麻煩，因此以后要增加此功能。</p><p>　?。?）雖然實現了自動控制調節(jié)，但只是通過繼電器簡單的控制電器電源開關。目前，智能手機、智能家居得到大眾青睞，設計一個高度智能PM2.5監(jiān)測系統也是市場需求。本設計可

107、以在以后的工作中外擴接口，考慮接入RS485遠程控制系統、ZigBee無線控制系統、以及網絡智能控制系統等，實現預測報警和信息發(fā)送，并能與家電系統配合聯動，實現家庭室內環(huán)境的自動化場景化的模式控制，提高人們的生活質量，減少能源消耗，真正做到人性化和智能化。</p><p><b>　　結　　論</b></p><p>　　隨著傳感器技術的不斷發(fā)展，越來越多的傳感器應用