基于单片机PMC2.5空气质量温湿度检测仪系统设计报告

基于单片机蓝牙PM2.5空气质量检测设计报告1、选题背景（含国内外相关研究综述及评价）与意义粉尘又称可以入颗粒物，它是能进入呼吸道的，直径为10um的颗粒物，对人的眼睛、鼻腔、上呼吸道都十分有害。同时这种可吸入粉尘能长驱进入肺泡且沉积时间长，可导致心肺病、心血管疾病。粉尘做为病菌的载体，一同散入空气中，极易传播疾病。生产中许多及其工作环境对粉尘浓度也有要求，工厂中的很多粉尘携带有毒化学物质，人们长久呼吸或长久散落皮肤上容易导致癌症的产生。由此可以看出粉尘对人体健康和生产的巨大危害性，煤矿井下管道作业、煤炭生产都要产生大量的粉尘，加之煤炭井下通风条件较差，在炮采，纵采工作面，煤尘浓度可高达1000mg/m以上。在此环境中工作的工人就会吸入这些细微灰尘，粉尘长时间进入人的呼吸系统，就会造成大量粉尘在肺泡中沉，引起慢性职业病，危机人的身体健康。此外粉尘还是煤矿安全生产的重大隐患，我国煤矿安全规程规定：粉尘中游离的sio2含量10%时，粉尘浓度不得大于2mg/m：当粉尘中游离sio210%时，粉尘浓度不得大于10mg/m。因此，必须对煤矿井下粉尘进行实时检测，及时了解煤矿井下工人的劳动环境，掌握井下煤尘浓度及变化情况，为安全，防尘，降尘等措施提供必要现场数据。因此，空气质量检测仪意义重大是现代生活中不可缺少的必备品。2、国内外发展状况在国内大多采用先进的测试技术，有的是射线原理，其吸收量只与吸收物质的重量有关，而与吸收物质的物化性质无关完全等同于称重法，可直接读粉尘浓度。并且配不同的采样入口装置，可实现对总粉尘、可吸入粉尘、呼吸性粉尘进行监测。使用称重法比较，其相关系数大于97%，相对偏差小于10%。仪器采用的射线源符合核安全标准，可长期稳定工作。 袖珍式激光粉尘仪是以激光管为光源，采用前向光散射原理设计，具有国际先进水平的最新型粉尘仪。该仪器适用于公共场所可吸入颗粒物浓度的快速测定以及环境保护，劳动卫生等方面粉尘浓度检测、工矿企业生产现场粉尘浓度的监测。3、总体方案设计 本设计采用由STC89C52单片机最小系统、GP2Y1010AU粉尘传感器、ADC0832模数转换器模块、LCD1602液晶模块、电源模块、温湿度传感器HDT11、蜂鸣器报警模块和按键模块模块组成。单片机实时通过ADC0832转换芯片采集GP2Y1010AU粉尘传感器的粉尘的浓度，通过单片机的数据转换处理后在液晶屏上显示空气中的质量，当测量空间中的粉尘浓度大于设置粉尘浓度时，蜂鸣器和发光二极管发出声光报警。同时检测室内温湿度传感器上温度，湿度的测量值，当温度湿度的测量值大设置值上限或者小于设置值的下限值发出声光报警。粉尘的浓度报警值，温湿度的上下限报警值可以通过按键进行设置。系统总体框图如图2-1所示：电源部分按键模块ADC0832单片机STC89C52液晶显示粉尘传感器蜂鸣器报警DHT11蓝牙模块 4、设计过程中的问题1. 对原理图的理解不够充分，导致焊接错误难以查找出全部错误，最后在同学的帮助下检查出错误，完成主要的功能。2.电路中的按键模块不太灵敏，在长按时有时无法回到主界面，还有上调和下调数值时好像不能很好的调节。5、源代码分析：#includeLCD1602.h /添加LCD1602头文件#includedht11.h /添加DHT11头文件#includeadc0832.h#includesbit BUZZER = P13; /蜂鸣器驱动端口=P13sbit Reduc = P32; /按键键输入端口=P17sbit Add = P33; /按键加输入端口=P31sbit Mode = P34; /按键加输入端口=P31sbit LED1=P20;sbit LED2=P21;uchar Rx_buf4,Rxnum=0;uchar T1L=15,T1H=35,R1L=30,R1H=80;void InitUART(void) /这是串口的基本配置，配置他的波特率是9600.这些参数都是标准的。 TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xFD; TL1 = TH1; PCON = 0x00; EA = 1; ES = 1; TR1 = 1;/* * UART 发送一字节*/void UART_send_byte(char dat)SBUF = dat;while (TI = 0);TI = 0;/* * UART 发送字符串*/void UART_send_string(unsigned char *buf)while (*buf != 0)UART_send_byte(*buf+);/* 函数名称 ： void main(void)* 函数功能 ： 主函数* 输 入 ： 无* 输 出 ： 无* 说 明 ：*/void main(void)double PM,pm1,pm2;int PMVAL=0,HPM=200,PM_count=0,pm1_count=0;uchar T1_data=0,R1_data=0,T2_data=0,R2_data=0;/温度、湿度变量uchar shezhi_flag=1,Mode_flag=1,n=1;/设置变量uchar bueezr_flag=0,count=0,buzzer_time=9;/蜂鸣器报警变量uint Mode_count=0; uchar disp16 =PM2.5:0000ug/m3 ;uchar disp116= T :00C RH:00%; uchar Tx_Buf15; InitUART();/初始化串口 LCD_Init(); WriteChar(1,0,16,disp); /在第一行显示内容WriteChar(2,0,16,disp1); /在第二行显示内容while(1)T1_data=Read_TRH(0,0);/温度disp13=T1_data/10+0x30;/十位disp14=T1_data%10+0x30;/个位R1_data=Read_TRH(1,0);/湿度disp113=R1_data/10+0x30;/十位disp114=R1_data%10+0x30;/个位 pm1+=read_data(1);if(+PM_count=20) PM_count=0; pm1=pm1/20;pm2+=pm1;pm1=0;if(+pm1_count=5)pm1_count=0;PM=pm2/5;PM=PM*50/255;PM-=4; PM/=5;PM*=1000;PMVAL=PM;PMVAL+=235;PMVAL=PMVAL/9;if(PMVAL=9999)PMVAL=9999;WriteCOMDATA(0x86,0);if(PMVAL0)/PMVAL=0;WriteCOMDATA(0+0x30,1);PMVAL=abs(PMVAL);else WriteCOMDATA(PMVAL/1000+0x30,1);WriteCOMDATA(PMVAL/100%10+0x30,1);WriteCOMDATA(PMVAL/10%10+0x30,1);WriteCOMDATA(PMVAL%10+0x30,1);PM=pm1=pm2=0;/*调用报警函数，温湿度是否在设定范围内*/温度值与报警值比较if(T1_dataT1H)bueezr_flag=1;/报警标志位置1 /湿度值与报警值比较if(R1_dataR1H)bueezr_flag=1;/报警标志位置1/PM值与报警值比较if(PMVALHPM)bueezr_flag=1; if(T1_dataT1L&T1_dataR1L&R1_dataR1H & PMVALbuzzer_time*10)count=buzzer_time+1;if(count%buzzer_time=0 & bueezr_flag)BUZZER=BUZZER;/蜂鸣器取反 发出声音提示/*Mode键设置报警参数*/ if(Mode=0 & Mode_flag) WriteCOMDATA(0x0F,0);/LCD显示光标Delay(100);if(Mode=0)BUZZER=1;bueezr_flag=0;Mode_flag=0;shezhi_flag=1;n=1;while(1) switch(shezhi_flag)case 1:if(n)n=0;WriteChar(1,0,16,T1L:00C T1H:00C);/在第一行显示内容 WriteChar(2,0,16,R1L:00% R1H:00%);/在第二行显示内容WriteCOMDATA(0x8D,0);WriteCOMDATA(T1H/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0x8E,0);WriteCOMDATA(T1H%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(R1L/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xC5,0);WriteCOMDATA(R1L%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(R1H/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(R1H%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0x84,0);WriteCOMDATA(T1L/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0x85,0);WriteCOMDATA(T1L%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0x85,0);break;case 2:WriteCOMDATA(0x8D,0);WriteCOMDATA(T1H/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0x8E,0);WriteCOMDATA(T1H%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0x8E,0);break;case 3:WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(R1L/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xC5,0);WriteCOMDATA(R1L%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xC5,0);break;case 4:WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(R1H/10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(R1H%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xCE,0);break;case 5:if(n)n=0;WriteChar(1,0,16, PM2.5 SET );/在第一行显示内容 WriteChar(2,0,16,HPM2.5: ug/m3);/在第二行显示内容WriteCOMDATA(0xC7,0);WriteCOMDATA(HPM/1000+0x30,1);WriteCOMDATA(HPM/100%10+0x30,1);WriteCOMDATA(HPM/10%10+0x30,1);WriteCOMDATA(HPM%10+0x30,1);WriteCOMDATA(0xCA,0);break;Delay(200);/加if(Reduc=0)Delay(200);/while(Reduc=0); switch(shezhi_flag) case 1:T1L+=1;break;case 2:T1H+=1;break;case 3:R1L+=1;break;case 4:R1H+=1;break;case 5:HPM+=1;break;/减if(Add=0)Delay(200);/while(Add=0);switch(shezhi_flag)case 1:T1L-=1;break;case 2:T1H-=1;break;case 3:R1L-=1;break;case 4:R1H-=1;break;case 5:HPM-=1;break;/短按切换设置项目 长按退出设置页面if(Mode=0)Delay(300);while(Mode=0)Delay(300);Mode_count+;if(Mode_count6) WriteChar(1,0,16,PM2.5:0000ug/m3 );/在第一行显示内容WriteCOMDATA(0x86,0); if(PMVAL6)Mode_count=0;shezhi_flag=0;/当下限值大于上限值时，蜂鸣器鸣叫1S提示，参数设置有误if(T1LT1H | R1LR1H)BUZZER=0;Delay(1000);BUZZER=1;/否则退出设置页面，返回主页面else WriteCOMDATA(0x0C,0);/关闭LCD光标Delay(10);n=0;break;else Mode_count=0; shezhi_flag+;if(shezhi_flag5)shezhi_flag=1;if(shezhi_flag=1 | shezhi_flag=5)n=1;pm1+=read_data(1);if(+PM_count=20) PM_count=0; pm1=pm1/20;pm2+=pm1;pm1=0;if(+pm1_count=15)pm1_count=0;PM=pm2/15;PM=PM*50/255;PM-=4; PM/=5;PM*=1000;PMVAL=PM;PMVAL-=480;PMVAL=PMVAL/3;if(PMVAL=9999)PMVAL=9999;PM=pm1=pm2=0;/*LCD1602显示*/ /WriteChar(1,0,16,disp); /在第一行显示内容WriteChar(2,0,16,disp1); /在第二行显示内容if(Mode_flag=0)Mode_count+;if(Mode_count20)Mode_count=0;Mode_flag=1;Tx_Buf0=T;/帧头 Tx