【基于蓝牙控制的智能空气净化器的硬件和软件系统设计案例1700字】

31812基于蓝牙控制的智能空气净化器的硬件和软件系统设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u8127基于蓝牙控制的智能空气净化器的硬件系统设计案例 117901.1检测模块 188101.2蓝牙模块 3232022软件系统设计 5227102.1程序设计 5224502.2APP设计 578791.1检测模块在我国发布的《环境空气质量标准》中对于细颗粒物（PM2.5）浓度限值的监测指标有详细的说明。其中分了两类环境空气质量功能区，并相应制定了两级标准。我们日常生活接触较多的居住区、商业区、文化区、交通枢纽以及农村地区执行PM2.5二级标准。具体标准如下表：空气质量等级24小时PM2.5平均值标准值优0~35ug/m3良35~75ug/m3轻度污染75~115ug/m3中度污染115~150ug/m3重度污染150~250ug/m3严重污染大于250ug/m3及以上表3-1PM2.5标准对照表夏普光学灰尘传感器（GP2Y1010AU0F）是常用的空气净化器系统的重要组成。它对非常细微的颗粒物的检测能力十分优秀。在该传感器中心有个洞可以让空气自由流过，一个红外发光二极管和光电晶体管，对角布置，定向发射LED光，形成检测空气中的灰尘的反射光。最后通过检测经过空气中灰尘折射过后的光线来判断灰尘的含量。图3-1夏普光学灰尘传感器其输出电压是一个模拟电压。在一定范围内，线性程度很高，可以视作正比于所测的粉尘浓度。同时，其敏感性达到了0.5V/0.1mg/m3，能够满足我们的测量需求。具体如下图所示：图3-2GP2Y1010AU0F粉尘浓度特性由此，我们选用GP2Y1010AU0F粉尘检测传感器模块作为我们智能空气净化器的检测传感器。并由上述说明绘制出检测模块的电路原理图，具体如下图所示：图3-3检测模块电路原理图在该原理图中，PM2.5的5脚会输出一个模拟量的信号，给ADC0832模块转化成数字量信号传输给单片机用来显示。1脚电源要小于五伏，所以我通过串联一个150Ω的分压电阻进行分压，并加装一个滤波电容使电压更稳定。9013是NPN型的三极管，在这里的作用相当于开关。单片机6脚PM上串联一个100Ω的限流电阻，高电平时三极管导通，PM2.5的3脚接地，ADC0832开始模拟量的转换。42431.2蓝牙模块HC-05蓝牙模块是目前比较常用的一款蓝牙串口模块，它是一个主从一体的蓝牙转串口的设备。当蓝牙模块与其它设备配对连接成功后，我们可以不用在意蓝牙内部的通信协议，将蓝牙直接当作串口使用。蓝牙模块上的串口接收教RXD和串口发送脚TXD，均采用TTL电平，可以直接接到单片机的TXD、RXD上。引脚接口如图所示：图3-4蓝牙模块在使用蓝牙时，首先是要了解该蓝牙模块的串口参数，例如波特率、配对码、设备名称及连接模式等。该模块自带了一个状态指示灯，该灯有3种状态——在模块上电的同时,将STATE设置为高电平(接VCC),此时状态指示灯慢闪(1秒亮1次)，模块进入AT状态，且此时波特率固定为38400；在模块上电的时候，将KEY悬空或接GND，此时状态指示灯快闪（1秒2次），表示模块进入可配对状态（如果此时将KEY在拉高，模块也会进入AT状态，但是状态指示灯依旧保持快闪）；模块串口连接成功后，状态指示灯双闪（1秒2下，2秒1次）。接下来主要是结合蓝牙模块的AT指令，对它的一些设置进行更改。按住HC-05上的按键，再进行接线通电，指示灯间隔2秒闪烁一次，表示进入AT模式。在进行实际的应用时，需要设置重传机制或者超时机制，通过编写定时器中断服务函数来实现该功能。由上述说明绘制出蓝牙模块的电路原理图，具体如下图所示：图3-5蓝牙模块电路原理图在该原理图中，RXD、TXD两个引脚直接连接到单片机上对应的TXD、RXD上，进行数据的读写和收发。

34814软件系统设计71542.1程序设计在程序设计方面，我是用了keilC51这个软件进行程序的编写工作。该软件不仅可以编写主程序，还可以创建头文件并进行编写，方便我们编程时定义和调用函数，避免主程序冗杂。如上所述，除了主程序之外，我在程序设计过程中还另外在头文件中定义了一些子函数，方便主程序调用。在这里主要通过流程框图介绍一下主程序中通过蓝牙判断数据传输的控制流程，程序框图如下：图4-1控制原理流程框图24372.2APP设计在APP设计方面，我采用一款名为AppInventor软件工具进行APP的设计。我们可以通过该工具软件的设计，自行研发在Android系统上使用的应用程序。用户只需要根据自己的需求，将事先编写完毕的软件代码向其中添加即可，这样可以使用户更容易地为Android智能手机编写应用程序。即只需要进行简单的代码程序拼装，就能达到我们的预期目的，便捷快速。如下图所示就是我通过拖放代码块初步制作的APP界面，它由蓝牙搜索、数据显示、数值输入三大板块构成。图4-2APP界面设