《空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計研究開題報告（含提綱）3100字》

-5-開題報告學(xué)生姓名專業(yè)電子信息工程班級1擬選題目基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計選題依據(jù)及研究意義為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的空氣污染問題，國家大力倡導(dǎo)使用清潔能源，但目前我國的主要能源供給還要依靠化石燃料。在未來的很長時間內(nèi)，我國對化石燃料的需求依舊很大。當(dāng)前，我國己經(jīng)建立了1500余個戶外環(huán)境空氣質(zhì)量檢測站，用于檢測當(dāng)前的空氣污染，記錄當(dāng)前的空氣質(zhì)量。但國有檢測站點的檢測設(shè)備成本較高，單個站點設(shè)備成本可達(dá)百萬。影響站點選取因素較多，站點所占的面積較大，需要專門人員進(jìn)行維護(hù)，無法實現(xiàn)大面積布點，因此站點的分布比較分散。而且國有監(jiān)測點只能對區(qū)域內(nèi)的整體污染情況做檢測，無法滿足某些特定情況下具體場所的檢測需求。隨著目前科技水平的逐步發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也隨之提高，在污染嚴(yán)重的今天，人們更希望能有干凈的生活環(huán)境，但是在日常生活中人們不知道在什么時候有毒氣體會對人的身體有害，尤其是室內(nèi)裝修產(chǎn)生的污染氣體等。單片機(jī)作為應(yīng)用系統(tǒng)中的核心部件，按其結(jié)構(gòu)和微電子設(shè)計的優(yōu)點，它已完全融入應(yīng)用系統(tǒng)中，故而單片機(jī)也稱為嵌入式微控制器。在嵌入式微控制器中，數(shù)據(jù)的采集、處理和控制是計算機(jī)實踐應(yīng)用的主要方向之一，做據(jù)的采集、處理和控制等的實現(xiàn)都是該領(lǐng)域的需要核心解決的問題。近年來，單片機(jī)已經(jīng)應(yīng)用到了家用電器、辦公自動化、工業(yè)自動化、智能儀表的控制電路和航空航天電子系統(tǒng)等領(lǐng)域，既微控制技術(shù)已得到不斷發(fā)展，日益完善、充實。本設(shè)計基于AT89C51單片機(jī)要設(shè)計成型的是一種可以在日常生活中使用的，實現(xiàn)比較便攜的快速的檢測目前生活環(huán)境中的空氣質(zhì)量情況進(jìn)行檢測。選題研究現(xiàn)狀（1）關(guān)于空氣粉塵的檢測技術(shù)發(fā)展目前的粉塵檢測技術(shù)是可以檢測空氣中的粉塵、懸浮物，通過科學(xué)的方法對于空氣中的情況給予相關(guān)參數(shù)的指示、測定、分析和檢查的技術(shù)。在我國，檢測人員普遍應(yīng)用到的檢測方法是焦磷酸質(zhì)量法，它是目前我國在粉塵檢測中使用到的最正規(guī)的而且最標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法，但是也有部分檢測人員傾向于使用另一種檢測技術(shù)：使用紅外分光光度計，對于空氣中粉塵的含量進(jìn)行測定。當(dāng)然檢測的方法并不僅僅只有這兩種，濾膜測塵方法也適用于檢測。這種發(fā)發(fā)得檢測原理是采集一定量的空氣，并且將空氣放入到采集器中，進(jìn)行排擠使得空氣通過濾膜，在空氣中懸浮的粉塵等雜質(zhì)就被牢牢的吸附在濾膜或采集器上，然后根據(jù)這濾膜或采集器的重量變化的差值通過一定的公式進(jìn)行計算出這一定量的氣體中所含有的粉塵濃度，并且可以多次測量并選取測量的平均值，確保測量結(jié)果準(zhǔn)確，這中方法的測量比較方便。（2）TVOC、甲醛、溫度的現(xiàn)狀在對房屋內(nèi)部進(jìn)行的修建和裝潢過程中，使用的油漆涂料和粘合劑成為TVOC的主要來源。據(jù)報道，室內(nèi)的TVOC濃度一般在0.2mg/m3到2mg/m3之間，但是如果修建和裝飾過程中使用的材料或者工序不合理，TVOC的濃度能高出數(shù)倍甚至數(shù)十倍。TVOC目前最常見的是熱解吸/毛細(xì)管氣相色譜法。這種方法主要分為4個部分，舉例來說：首先（1）用大氣采樣器和TVOC吸附管到現(xiàn)場采樣，令空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物吸附在了吸附管內(nèi)作為樣品，為后續(xù)測試備用。（2）使用氣相色譜儀對樣品氣體進(jìn)行測試。（3）制作標(biāo)樣吸附管，出圖后用外標(biāo)法求出其校正曲線，然后在同一色譜條件下做出采樣吸附管中的TVOC色譜圖并進(jìn)行定性定量。（4）計算，并將結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，跟進(jìn)后續(xù)的報告。甲醛是具有刺激性氣味的氣體，一般人在低濃度時就可以聞到，其濃度一般可以低至0.06-0.07mg/m3，但是人與人之間的這個數(shù)值差異性也很大，有的人在2.66mg/m3的濃度下才可以嗅到。目前甲醛的檢測大概分為幾種：分光光度法、色譜法、儀器檢測法。其中分光光度法包括乙酰丙酮分光光度法、酚試劑分光光度法和AHMT分光光度法等。色譜法包括氣相、液相色譜法和離子色譜法。色譜法可以參考上文中介紹的TVOC測量方法，與其具有類似的特點，并不適合人們的日常使用。儀器檢測法檢測速度快，靈敏度高，可以進(jìn)行連續(xù)自動化的測量。與此同時儀器作為集成系統(tǒng)的成品被當(dāng)作商品在市場上出售，功能針對性比較強(qiáng)，故成本較高。溫度檢測和濕度檢測隨著材料技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展迅速，目前常見的溫度測量法有薄膜溫度傳感器、熱電偶材料、輻射測溫技術(shù)和光纖測溫技術(shù)等。濕度測量法常見的有電解法、電濕度測量法和電子式傳感器法等等，對于精度要求不高的項目普遍使用的溫濕度傳感器即可滿足需求。研究內(nèi)容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等）在總體方案設(shè)計中以各子系統(tǒng)傳感器作為信號的傳感器，使得設(shè)計的檢測部分穩(wěn)定、準(zhǔn)確。AT89C51單片機(jī)作為主要的控制原件，經(jīng)濟(jì)實用，減少了硬件的復(fù)雜性。并且應(yīng)用了按鍵控制以及顯示電路，極大的提升了本設(shè)計的方便性，在本設(shè)計中，可以認(rèn)為控制家居各設(shè)備的開關(guān)，使得家居管理更加人性化。本設(shè)計的主要原理是光敏電阻和溫度傳感器受到外界條件影響后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，傳送給單片機(jī)一個電信號，在由單片機(jī)經(jīng)過處理后，將信號傳給執(zhí)行設(shè)備，控制設(shè)備做出相應(yīng)的動作，最終實現(xiàn)控制設(shè)備的開閉。在實現(xiàn)一般應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又添加了定時元器件電路，用戶可以自己設(shè)定開關(guān)時間，使自動化性能得到進(jìn)一步提升?；舅悸啡缦滤尽＃?）設(shè)計主要包括硬件和軟件的設(shè)計兩部分。硬件模塊包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、顯示操作模塊、傳感器模塊。其中傳感器模塊包括溫度傳感器、光電傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器以及粉塵傳感器。軟件系統(tǒng)包括：主流程序設(shè)計、溫度測量模塊程序設(shè)計、鍵盤子程序設(shè)計、紅外檢測子程序、PM2.5傳感器監(jiān)控子程序。（2）紅外線被盜警報系統(tǒng)由熱電紅外線傳感器、智能報警、按鈕控制電路、控制電路及相關(guān)管理軟件構(gòu)成。（3）用戶可以按鍵盤的指示和按鈕實現(xiàn)自己的目標(biāo)，很好的實現(xiàn)人機(jī)交互。（4）顯示屏主要顯示用戶按下按鈕所對應(yīng)的數(shù)字，以便用戶在當(dāng)前情況下更清楚地了解遙控器的工作情況。（5）AT89C51是紅外報警器的核心控制部分。單片機(jī)的可編程和運算特性決定了AT89C51的核心控制功能。檢測火災(zāi)、環(huán)境信號，當(dāng)有危情時，熱釋電紅外傳感器來檢測報警情況，如果有危情發(fā)生會自動觸發(fā)傳感器，實現(xiàn)危情報警通知。論文提綱(含論文選題、論文主體框架)此論文設(shè)計名為基于單片機(jī)的PM2.5空氣質(zhì)量檢測儀設(shè)計，主要分為四部分，其中第二部分重點講訴硬件部分設(shè)計以及第三部分軟件部分設(shè)計。一、前言二、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)方案設(shè)計1系統(tǒng)需求分析2設(shè)計要求3基本框架原理三、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)硬件電路設(shè)計1.單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊2.顯示操作模塊3.傳感器模塊4.WIFI無線模塊5.PC機(jī)串口通信電路設(shè)計四、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)1.系統(tǒng)軟件總設(shè)計2.物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件與實現(xiàn)3.系統(tǒng)硬件調(diào)試4.無線通信協(xié)議調(diào)試5.手機(jī)終端獲取數(shù)據(jù)調(diào)試五、結(jié)論主要參閱文獻(xiàn)[1]祝鳳金.基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量及溫濕度檢測儀的設(shè)計[J].2021(2016-2):62-64.[2]鄧然,朱英坤,林德洋.基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2019(33):2.[3]楊菲.室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測與報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子制作,2020(3):3.[4]李磊.基于空氣質(zhì)量檢測的智能窗戶研究[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通,2020(6):1.[5]衛(wèi)亞博,王雪晴.基于GSM的便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].2021(2018-5):27-29.[6]關(guān)靜麗.基于MSP430的空氣質(zhì)量檢測儀設(shè)計[J].自動化與儀器儀表,2020(7):5.[7]劉悅婷.一種基于單片機(jī)的多功能空氣檢測系統(tǒng)[J].2021(2017-11):144-147.[8]付東杰.基于STC89C52單片機(jī)的空氣檢測系統(tǒng)[J].技術(shù)與市場,2019,26(9):3.[9]劉萍萍,郁軍,崔煜.農(nóng)業(yè)大棚空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].時代農(nóng)機(jī),2019(1):2.[10]原忠虎,李沐,杜英魁,等.云誤差修正與復(fù)合濾波的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2019,19(12):5.[11]蔡畫鹢.基于單片機(jī)的艾灸煙霧處理機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2