室内空气质量检测仪设计

河南理工大学毕业设计（论文）说明书1目录概述...................................................................11本课题的主要研究内容、方法及总体设计...................................31.1课题设计的内容.....................................................31.2课题设计的方法......................................................31.3总体方案设计........................................................31.3.1系统框图........................................................31.3.2功能设定........................................................32空气质量检测仪的硬件设计...............................................52.1空气质量检测仪系统简介.............................................52.1.1系统硬件结构及原理.............................................52.2STC89C52单片机简介................................................52.2.1STC89C52主要性能参数：..........................................62.2.2时钟电路模块....................................................72.2.3复位电路模块....................................................82.3传感器的选用........................................................82.3.1气体传感器......................................................82.3.2温度传感器.....................................................112.4模数转换电路设计.................................................142.5声光报警电路设计..................................................162.6液晶显示电路设计..................................................162.6.1LCD1602的基本参数及引脚功能....................................162.6.2LCD1602的指令说明及时序........................................182.6.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表..............................192.6.4LCD1602的一般初始化过程........................................192.7按键电路设计.......................................................202.8电路电源设计.......................................................202.9本章小结...........................................................203空气质量检测仪的软件设计..............................................223.1系统软件设计思路..................................................22河南理工大学毕业设计（论文）说明书23.1.1编程语言的选择................................................223.1.2软件功能需求..................................................233.2软件模块设计.......................................................243.2.1主程序模块.....................................................243.2.2AD转换模块.....................................................253.2.3液晶显示模块...................................................263.2.4声光报警模块...................................................263.2.5按键模块.......................................................263.3本章小结...........................................................264系统调试..............................................................274.1系统硬件调试.......................................................274.1.1常见的硬件故障................................................274.1.2硬件调试方法...................................................274.2系统软件调试......................................................274.3本章小结...........................................................28结论..................................................................291主要结论.............................................................292展望.................................................................29参考文献................................................................30致谢..................................................................31附录..................................................................32附录一................................................................32附录二................................................................33河南理工大学毕业设计（论文）说明书1概述一、课题研究的目的及意义空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一。空气质量检测种类包括装修污染、办公室内空气检测、作业场所有害物质检测、食堂油烟检测、锅炉大气及工业窑炉检测及工厂排放工业废气检测。当今，人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后，又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现，在室内空气中存在500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种。危害较大的主要有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”，也成为全世界各国共同关注的问题。据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。本课题主要研究设计基于量化检测的“空气质量检测仪”系统，此系统旨在实现室内空气温度、煤气、烟雾的预警监测，有利于进行全方位的评价室内空气质量，为人类营造一个健康的室内生存空间。空气质量检测仪体积小，功耗低，操作简单，适合应用于家庭和社区的医疗健康保健，能够实时知道室内空气的质量。二、国内外的研究状况国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。据有关统计，美国1996年~2002年烟雾传感器年均增长率为27%~30%。随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得烟雾检测仪器的体积也逐渐变小，提高了烟雾检测仪器的便携性，更加利于生产、运输及市场推广。1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。河南理工大学毕业设计（论文）说明书2我国在70年代初期开始研制烟雾报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。近年来，在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。河南理工大学毕业设计（论文）说明书31本课题的主要研究内容、方法及总体设计1.1课题设计的内容以单片机为核心，选择合适的传感器，实现对室内温度，有毒有害气体的检测。1.2课题设计的方法查阅相关资料，应用电脑软件进行调试，制作硬件设备，在实际环境中测试并进行修改、调试，直至达到课题要求。1.3总体方案设计本设计集VOC气体及温度监测，显示与报警于一体，利用MCU进行数据采集保证了前台数据的及时、准确，有利于进行全方位的评价。具有良好的便携性和通用性，并且使用LCD点阵式液晶屏显示菜单，有良好的人机对话界面。1.3.1系统框图图1-1系统总框图1.3.2功能设定（1）显示部分采用LCD1602显示屏，显示各项测量值的上下限及实际浓度、实际温度。并在按键选择情况下连续显示一个测量值的变化。主控制器气体传感器电源温度传感器AD转换输入键盘声光报警显示模块河南理工大学毕业设计（论文）说明书4（2）当有害气体浓度超出安全范围时进行声光报警。（3）按键操作可进行测量值转换。河南理工大学毕业设计（论文）说明书52空气质量检测仪的硬件设计2.1空气质量检测仪系统简介基于STC89C52的室内便携式智能空气质量监测仪是以室内空气中有毒危险性气体的监测监控为背景，能够实现对室内温度，VOC气体的实时采集处理、显示、报警等功能。仪器使用LCD点阵