大学毕业设计---基于单片机的室内多功能检测系统系统.doc资源-CSDN文库

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基于单片机的室内多功能检测系统系统设计

基于单片机的室内多功能检测系统设计

摘要

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对环境问题及健康问题日

益重视，室内空气品质（IAQ）状况受到越来越多的关；人的一生中有三分之二

的时间是在居室内度过的。本文研究的室内便携式智能空气品质监测仪是以室内

空气中有毒有害气体的监测监控为背景，是以 ATMEL 工公司的一款 8 位超低功耗

单片机 AT89S52 为控制核心，一个 51 单片机的实时操作系统 RTX51tiny 将被应

用到本系统中，使得本系统实时性更高，性能更可靠；该系统能够实现对室内温

湿度、甲醛、CO 和甲烷的实时采集处理、显示及相应的报警等功能。仪器采用

锂电池供电，具有良好的便携性和通用性，并且使用 LCD1602 点阵式液晶屏显示

菜单，有良好的人机对话界面；同时设计了声光报警系统，实现在参数超标时及

时的报警。室内智能空气品质监测仪体积小，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；本设计选用数字化温

湿度传感器 DTH11 对室内温湿度测量,CO 和甲烷传感器采用定电位电解式气体

传感器所需要的气体进行测量；用单片机控制模拟开关达到对 CO、甲烷及甲醛

的交替测量与报警。

关键词:室内环空气质量; 温湿度; 数字显示; 安全; 报警

基于单片机的室内多功能检测系统系统设计

第一章绪论..................................................................................................................1

1.1 室内多功能检测系统的设计背景...................................................................1

1.2 室内多功能检测系统的设计意义...................................................................2

第二章室内空气品质基本介绍..................................................................................4

2.1 室内空气品质及认识......................................................................................4

2.1.1 室内空气研究的背景............................................................................4

2.1.2 室内污染物种类及来源分析................................................................5

2.1.3 室内空气品质的几点认识....................................................................5

2.1.4 甲醛的认识............................................................................................6

2.2 室内空气品质的监测方法及 IAQ 标准.........................................................7

2.2.1 室内空气品质监测方法........................................................................7

2.2.2 改善空气品质方法.................................................................................7

2.3 IAQ 标准及室内空气主要污染物...................................................................8

第三章硬件系统设计................................................................................................10

3.1 总体设计方案.................................................................................................10

3.1.1 系统硬件结构及原理..........................................................................10

3.2 传感器的选用................................................................................................10

3.2.1 气体传感器..........................................................................................10

3.2.2 气体传感器采样方法选择..................................................................12

3.2.3 CO、甲烷传感器 ..............................................................................12

3.2.3.1 MQ 系列气体传感器的工作原理 ..........................................12

3.2.3.2 MQ 气体传感器的特性 ..........................................................14

3.2.3.3 MQ-2 传感器模块 ...................................................................17

3.2.4 甲醛常识及甲醛传感器接口模块的设计...........................................18

3.2.4.1 甲醛传感器接口模块................................................................18

基于单片机的室内多功能检测系统系统设计

第页共 55 页

第一章绪论

1.1 室内多功能检测系统的设计背景

关于室内空气质量问题，可以追溯到远古时代，以原始人类将火种引入洞穴

，引起洞穴烟尘污染为标志；采用科学的办法研究及改善室内空气问题的历史至

少可以追溯到 20 世纪上半叶，1939 年美国成立了工业卫生协会（AIHA），生产

环境对人体健康的影响开始受到社会关注；20 世纪 60 年代的北欧和北美，一些

生活场所，如居室、办公室、会议室、医院、旅馆、图书馆、候车（机、船）厅

等室的内空气质量开始受到关注，正是在那个时期提出了室内空气质量（IAQ）

的概念；当时，促使人们关注室内空气质量问题的原因主要有两个：一是随着环

境保护工作的开展和环境科学的发展，人们的环境意识不断加强；二是空调开始

普及，为了节省能源，建筑物密闭程度不断提高，门窗开启时间越来越短；同时

各种化学制品也开始进入人们的室内生活，导致室内化学污染物浓度提高，如此

，长期在室内滞留的人群常常感到不适；正是那时逐渐出现了“病态建筑综合症

（SBS）”和“军团病”等新问题和概念；人们逐渐发现室内空气污染与哮喘和

肺癌等疾病的发病率的上升有着比较密切关系，并注意到室内环境质量不一定比

室外好，甚至比室外更糟[2]。

随着人们对于室内空气污染问题的不断深化认识，室内环境作为卫生和环境

科学的重要组成部分越来越受到重视；与此同时，一些专门从事室内环境检测、

宣传教育、学术研究和学术交流、咨询和评估的机构开始形成；如美国工业卫生

协会（AIHA）专门设立了室内环境质量(IEQ)委员会；“国际室内空气质量与气

候协会(ISIAQ)”、“美国绿色建筑委员会(USGBC)”和“室内空气质量协会(IAQA)

”也分别于 1992 年、1993 年和 1995 年相继创立；就连北大西洋公约组织(NATO)

这样的军事合作组织也在她的科学与环境事务局所属的高级研究中心开展“室内

空气质量(IAQ)科学”的研究和教育培训计划，每年都要在缔约国开展室内环境

方面的培训工作。

同时，室内空气质量的管理机构也开始在发达国家和地区形成，如美国环保

局于 1988 年在其空气与辐射司下设立室内空气质量(IAQ)程序办公室，1995 年

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