基于单片机的智能空气净化器的设计毕设论文

完成工作，制定计策全职：班级编号：学生姓名：指导教师：2001年月智能空气净化器设计design of intelligent air cleaner based on MCU专业课：学生姓名：指导教师：学院：年月摘褥子随着生活的日益发展，人们的生活水平日益提高，同时还伴随着很多问题。没有预料到人们对工业发展的负面影响，没有及时预防，现在我们有了三大危机：资源不足、环境污染和生态破坏。环境污染，现在重要的是大气污染、土壤污染、水污染和水污染都与我们的生活密切相关，严重影响我们的生活质量，严重影响我们国家的可持续发展政策，因此，我们国家也重视环境的改造和恢复，回到没有污染的绿色环境。但这是很久以前的事了。冰冻的3英尺不是一天的寒冷，而是环境的优化可以在一夜之间实现。这是为了提高我们的生活质量，同时避免受到环境污染的危害。目前，该设计为空气质量PM2.5设计了基于单片机的空气净化器，当空气污染达到一定水平时，它会自动打开风扇，去除污染的空气，启动空气负离子发生器净化空气。这个系统运行简单适合在小空间净化空气质量检查，我们可以在好的环境下工作，学习，休息，享受。关键词：环境污染；微控制器；空气净化器；负离子发生器ABSTRACTwith the increasing development of life，peoples rising living standards，but also with a lot of problems，Because people are not expected a serious impact on the sustainable development of our country policy，So our country also attachs great importance to the environment change ange as the saying goes，Rome was not built in a day，To optimize the environment of non can be done overnight。in order to improve the quality of our lives，but also avoid we because the environment pollution is hurt，Now，I in indoor air quality of pm 2.5 design based on MCU air purifier，including air automatic detection device，When the detected air ppurifierKey words:环境解决方案；Single chip microcomputer；Air cleaner；Negative generator目录1简介11.1主题研究背景11.1.1空气污染现状11.1.2空气净化器发展史21.2主题研究的意义21.3挑战主要挑战32系统方案42.1系统结构42.2设备结构配置42.2.1空气质量检查第4节2.2.2负离子空气净化器设备驱动部件52.3声光报警系统电路驱动部分62.4系统功能设计73系统硬件设计83.1控制系统设计83.1.1 STC12C5A60S2微控制器简介83.1.2 STC12C5A60S2微控制器内部结构83.2 QS-01空气质量传感器103.2.1 QS-01空气质量传感器简介103.2.2 QS-01的结构103.3红外线控制113.3.1红外设备简介113.3.2红外遥控设备代码123.4液晶显示器133.4.1液晶显示器简介133.4.2液晶显示原理和分类133.5负离子空气净化器153.5.1负离子空气净化器简介153.5.2负离子发生器结构164软件设计174.1 master programming 174.2红外遥控设计194.3液晶屏设计194.4 QS-01传感器运行设计195系统调试和实验结果21结论22附录23参考文献36谢谢37引言11.1主题研究背景1.1.1大气污染现状随着生活的日益发展，人们的生活水平日益提高，同时也出现了很多问题，没有预料到人们对工业发展的负面影响，没有及时预防，发生了我们现在面临的三大危机：资源不足、环境污染和生态破坏。环境污染，现在重要的是大气污染、土壤污染、水污染和水污染都与我们的生活密切相关，严重影响我们的生活质量，严重影响我们国家的可持续发展政策，因此，我们国家也重视环境的改造和恢复，回到没有污染的绿色环境。但这是很久以前的事了。冰冻的3英尺不是一天的寒冷，而是环境的优化可以在一夜之间实现。生活中随时可见的污染是空气污染，PM2.5总是危及我们的健康。PM2.5，即微尘是指周围空气中直径小于2.5微米的微粒。可以在空中停留很长时间，空气中的浓度越高，空气污染就越严重。PM2.5只是地球大气成分的一小部分，但对大气质量和可见性等的影响不容忽视。与其他大气粒子相比，PM2.5具有体积小、面积大、活性强、容易伴随有毒、有害物质(如重金属、微生物等)、大气停留时间长、运输距离远等特点。根据这些特性，PM2.5对人体健康和大气环境的质量有更大的影响。现在我们的生活变化很快，网络时代的到来使我们的生活更加便利，不用出门就能知道天下的事，没有一件事天下的事都可以度过。这种生活节奏，让我们在半封闭的空间里呆很长时间吧。这种生活很方便，在现在的空气污染下，我们不出去，但粒子污染仍然在我们身边无声无息地发生。开门的瞬间，出门回来，朋友来访，把污染粒子带到我们的生活空间，总之我们在一个大空间里，地球！所以必然会受到伤害。现在空气污染太严重了，我们必须预防其危害。预防方法除了减少工业污染外，我们在家的时候也可以做。有三种明显预防PM2.5的方法。1，过滤法包括空调、加湿器、空气清凉器等的优点是PM2.5的浓度会大幅降低，另外还有需要清洗或更换滤膜的缺点。2、水吸附方法超声波雾化器、室内水林、游泳池、鱼缸等具有能吸收空气中亲水性的PM2.5，提高湿度，疏水PM2.5不能有效去除的缺点。3、植物吸收方法植物的叶子表面面积大，可以吸收有害气体，吸附PM2.5，有可以产生有利气体的优点，也有吸收效率低，产生有害气体的植物的缺点。1.1.2空气净化器发展史1823年，约翰和查尔斯迪恩设计了新的烟雾保护装置，以保护消防队员在执行消防工作时免受烟雾的伤害。1854年，一个叫琼斯腾豪斯的人在前辈的发明基础上取得了新的进展，经过多次尝试，他发现在空气过滤器中添加木炭可以从空气中过滤出有害和有毒气体。第二次世界大战期间，美国政府开始研究放射性物质，他们必须开发方法，确保室内空气质量和安全，过滤所有有害粒子，使科学家能够呼吸。在20世纪50和60年代，HEPA过滤器一度受到防空洞设计师和建设者的欢迎。进入20世纪80年代，家庭空气净化器等多种空气净化的多样性改变了空气净化的焦点。过去的过滤器看起来很单一，只有清除空气中的恶臭和有毒气体的好功能，但是对真菌孢子、病毒或细菌却相当无助，而新的家庭和办公室空气净化器不仅可以净化空气中的有毒气体，还可以净化空气，清除空气中的细菌、病毒、灰尘、花粉、真菌孢子等。现在空气净化器根据效果和环境的不同，设计制作方式也不同，每个技术的变化对改善室内空气质量有很大的效果。所有这些目的只有一个：净化室内空气，提高人们的生活质量。1.2主题研究的意义此次开发的空气净化器，由于室内空气环境污染问题严重，通过空气质量传感器测量室内空气环境质量，使用微处理器单片机对输入到收集模块中的信号进行有效分析和处理，目的是净化室内空气，保持室内空气质量，为室内空气提供干净的环境。室内空气净化器在没有使用方便、时间、空间过度限制的情况下，随时净化室内空气，消除有害气体，杀菌、空气净化、除臭等功能优秀，对长时间在室内的人来说尤为重要。这台空气净化器能制造比外部空气干净的室内空气，所以集中精神，心情舒适，对健康有好处。1.3挑战主要挑战如上所述，使用单片机作为控制核心，将作为传感器接收的信号作为开关，启动空气净化装置。空气净化装置可以调节灵敏度，设置不同的质量警报值，达到警报值后自动打开操作模式，或者在特定情况下手动打开净化装置，进行空间内的空气净化。主要研究工作包括：1、以单片机为中心，进行数据处理和设备调试。2、QS-01传感器应用3、红外控制单元的应用4、液晶屏应用程序5、负离子空气净化器的应用2系统方案2.1系统结构本主题包括环境空气检测部分、A/D数据转换部分、人机界面标记部分、继电器电路驱动部分和报警电路驱动部分，环境空气质量测试通过QS-01传感器检测设备空间的空气质量，根据环境质量的优缺点，传感器DATA终端输出的检测电压信号为传感器数据输出端输出响应的线性模拟电压，以及A/D数据转换芯片ADC 01 直接传输到模数转换芯片和外围驱动电路构建，在芯片上接收的模拟电压信号通过芯片内部的集成电路将模拟信号转换为单片机，转换为可被识别为单片机进行数据读取和数据处理的纯数字量信号。 通过传感器和实时数据的预设报警值比较，获得适当的控制标志位，驱动适当的IO端口输出上下级，实现周边继电器电路的驱动、负离子空气净化装置和排气通风装置的操作控制、系统报警电路的驱动、声光报警。此外，系统直观的人机交互显示接口LCD1602通过LCD1602的显示功能以并行接口方式传输数据，不仅保证了数据传输速度，还保证了数据传输的可靠性。图2-1显示了系统结构图。图2-1系统结构图2.2配置设备结构2.2.1空气质量检查部分本设计中的环境空气质量检测传感器使用模拟信号输出的QS-01传感器来调整DC5V的额定工作电压，即针脚1和针脚3之间的5V的工作电压，以及针脚2上的5K-10K的偏置电阻，如图2-2所示。为了确保QS-01传感器电压信号输出的稳定性和准确性，模块第一次通电时预热时间约为10S，模块正常运行时针脚1和3之间的电压为加热电压。如果传