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基于单片机的室内空气质量检测.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.86M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    天津工业大学毕业设计（论文）任务书
    天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表
    天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表
    目 录
    绪 论
    1.1课题的目的及意义
    1.1.1室内空气品质(IAQ)的重要性
    1.1.2课题研究目的及意义
    1.2国内外的研究状况
    1.3本文的主要研究内容及总体方案设计
    1.3.1本文的主要研究内容
    1.3.2总体方案设计
    图1.1 系 统结构框图
    第二章 室内空气品质基本介绍
    2.1室内空气品质及认识
    2.1.1室内空气研究的背景
    2.1.2室内污染物种类及来源分析
    2.1.3室内空气品质的几点认识
    2.2室内空气品质的监测方法及改善空气品质的方法
    2.2.1室内空气品质监测方法
    2.2.2改善空气品质方法
    2.3室内空气品质测试指标的选定
    第三章 室内空气品质监测仪的硬件设计
    3.1室内空气品质监测仪系统简介
    3.1.1系统硬件结构及原理
    3.1.2 AT89S52单片机简介
    3.1.3AT89S52单片机与其扩展
    3.2传感器的选用
    3.2.1气体传感器
    3.2.2温湿传感器
    3.3前置放大滤波电路的设计
    3.4模数转换电路的设计
    3.5声光报警电路的设计
    3.6液晶显示电路设计
    3.7复位电路设计
    3.8电源电路设计
    3.9本章小结
    第四章 室内空气品质监测仪的软件设计
    4.1系统软件设计思路
    4.1.1编程语言的选择
    4.1.2软件功能需求
    4.2软件模块设计
    4.2.1主程序模块
    4.2.2 AD转换模块
    4.2.3液晶显示模块
    4.2.4声光报警模块
    4.3本章小结
    第五章 仿真调试
    5.1 Proteus 软件仿真调试
    5.1.1显示电路调试
    5.1.2键盘电路以及气体测量电路调试
    5.1.3温湿度测量电路调试
    5.1.4声光报警电路调试
    5.2 实物调试
    5.3本章小结
    第六章 结论与展望
    6.1主要结论
    6.2展望
    参考文献
    附 录
    附录一 原理电路图
    附录二 PCB板
    附录三 程序清单
    附录四 外文翻译
    致 谢
    天津工业大学 毕业设计（论文） 题目：室内便携式智能空气监测仪的设计 姓 学 专 名 上官金霞 院 机械工程学院 业 测控技术与仪器 指导教师 张宏杰 职 称 讲师 2011 年 06 月 06 日
    天津工业大学毕业设计（论文）任务书 题目 室内便携式智能空气监测仪的设计 学生姓名 上官金霞 学院名称 机械工程学院 专业班级 测控 072 课题类型 设计类 由于建筑材料品质不一、劣质燃料、通风不良等原因，室内的空气状况往往不 如室外，尽管空调系统被应用到室，但为了节能，减少了自然通风，使室内空气品 质进一步恶化。目前，对于室内环境监测仪表有很多种，成本不是很高，监测速度 课题意义 较快，但大数产品只是用来监测，不具备自动调节室内空气质量的能力。实际上， 单纯的监测不能提供经济可行的空气质量调节措施，只有以控制作为监测的后备支 持，监测工作才可以深入持久地开展下去，才能达到监测和控制的有机结合。因此， 本系统旨在实现室内空气温度、湿度、有害气体的监测及自适应智能调节，为人类 营造一个健康的室内生存空间。 任务: 1. 选择合适的单片机，进行单片机主电路设计； 2. 完成传感器、信号调理、键盘、显示、声光报警、智能控制等接口电路设计； 3. 编写各模块子程序、proteus 软件仿真 和实物调试 进度要求: 第 1-3 周 实习，查询相关资料及总体方案设计 第 4 周 开题报告 第 5-6 周 气体、温湿度传感器选型，绘制原理电路图和 PCB 图 第 7-10 周 编写气体、温湿度采集等程序并通过 proteus 调试仿真 第 11-13 周 购买元器件，动手焊接电路板并下载程序实物调试 第 14 周 第 15 周 第 16 周 写论文及外文翻译 修改论文 准备答辩 [1]彭军.传感器与监测技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.74~95. [2]张齐,杜群贵.单片机应用系统设计技术[M].电子工业出版社,2004.117~128. [3]张道德.单片机接口技术(C51 版)[M].中国水利水电出版社,2007.230~247. [4]戴仙金.51 单片机及其 C 语言程序开发实例[M].清华大学出版社,2008.379~403. 2 月 21 日——6 月 6 日 任务与进 度要求 主要参考 文献 起止日期 备注 院长 教研室主任 指导教师
    毕业设计（论文）开题报告表 2011 年 3 月 12 日 姓名 上官金霞 学院 机械工程学院 专业 测控 班级 072 题目 室内便携式智能空气监测仪的设计 指导教师 张宏杰 一、 与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义： 随着人们生活水平的改善和提高，建筑结构的封闭化室内办公人员的增加，Indoor Air Quality （IAQ）室内空气品质的研究吸引了越来越多人的关注。目前，对于室内环境监测具仪表已经有很多种， 虽然此类仪表成本不是很高，监测速度较快，但是绝大数产品只是用来监测，不具备自动控制调节室内 空气质量的能力。实际上，单纯的监测不能提供经济可行的空气质量调节措施，因此只有以控制作为监 测的后备支持，监测工作才可以更深入持久地开展下去，才能达到监测和控制的有机结合，尽快为人们 创造良好的室内环境。因此，本文基于量化监测，提出“室内便携式智能空气品质监测仪”系统，此系 统旨在实现室内空气温度、湿度、有害气体的预警监测及自适应智能调节，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，为人类营造一个健康的室内生存空间。 本课题主要内容如下： 1．IAQ 以及温湿传感器选择 2．信号采集模块设计 3．单片机主控电路的设计 4．系统程序设计 二、进度及预期结果： 起止日期 主要内容 第 1-3 周 实习，查询相关资料及总体方案设计 第 4 周 开题报告 预期结果 确定总体方案 完成 第 5-6 周 气体、温湿度传感器选型，绘制原理电路图和 PCB 图 完成电路图 第 7-10 周 编写气体、温湿度采集等程序并通过 proteus 调试仿真 第 11-13 周 购买元器件，动手焊接电路板并下载程序实物调试 第 14 周 第 15 周 第 16 周 写论文及外文翻译 修改论文 准备答辩 仿真成功 做出实物 完成论文 完成 答辩顺利 完成课题的 现有条件 审查意见 学院意见 计算机，图书馆，网络论坛以及一些相关材料 指导教师： 年 月 日 主管领导： 年 月 日
    天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表 （设计类） 室内便携式智能空气监测仪的设计 毕业设计 题目 学生姓名 上官金霞 学生班级 测控 072 指导教师姓名 张宏杰 评审项目 指标 满分 评分 能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工 选题 作量饱满，能得到较全面训练。 题目与生产、科研等实际问题结合紧密。 课题调研 文献检索 能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理 解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中 获取新知识的能力。 外文应用 能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。 设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全 合理，能正确使用国家标准单位。 设计说明 书（论文） 设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚，文字通顺， 用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。 能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处 理正确无差错，对实验结果的分析准确。 设计具有创新性或实用价值。 意见及建议 合计 10 10 15 5 15 15 20 10 100 评阅人签名： 年 月 日
    天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表 学生姓名 上官金霞 学院名称 机械工程学院 专业班级 测控 072 题目 室内便携式智能空气监测仪的设计 1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩： 成绩： 指导教师签字： 2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩： 年 月 日 成绩： 答辩主席（或组长）签字： 年 月 日 3．毕业设计（论文）总成绩： a.指导教师 给定成绩 b.评阅教师 给定成绩 c.毕业答辩成绩 (a×0.5+b×0.2+c× 总成绩 0.3)
    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注。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，能够实现对室内温度，湿度，甲醛，苯和氨 的实时采集处理、显示、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。 关键词：AT89S52；室内空气品质；LCD 显示；温湿度；甲醛
    ABSTRACT With the development of our national economy and improvement of people's living standard, awareness of environmental issues and health problems increasing emphasis on indoor air quality (IAQ) conditions have been paid more attention to.. Two-thirds of people's life time is spent in the living room. In this paper, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor is on the background of toxic and harmful gases, based on an ATMEL 8-bit working ultra-low power MCU AT89S52 as control core, which can realize real-time acquisition and processing, display ,alarm and other functions of indoor temperature, humidity, formaldehyde, benzene and ammonia. Equipment powered by lithium batteries, has a good portability and versatility, and use the LCD1602 dot matrix LCD screen to display menu, and has a good interactive interface. At the same time sound and light alarm system is designed to achieve a timely manner when the parameter level exceeds the limit. Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor, small size, low power consumption, simple operation, and is suitable for family and community health care in order to know real-time acquisition of indoor air quality. Key words：AT89S52；IAQ；LCD display；humiture；formaldehyde
    目 录 绪 论 ............................................................ 1 1.1 课题的目的及意义 .............................................1 1.1.1 室内空气品质(IAQ)的重要性 ........................................ 1 1.1.2 课题研究目的及意义 ............................................... 2 1.2 国内外的研究状况 .............................................2 1.3 本文的主要研究内容及总体方案设计 .............................3 1.3.1 本文的主要研究内容 ............................................... 3 1.3.2 总体方案设计 ..................................................... 3 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 ......................................... 4 2.1.3 室内空气品质的几点认识 ........................................... 5 2.2 室内空气品质的监测方法及改善空气品质的方法 ...................5 2.2.1 室内空气品质监测方法 ............................................. 5 2.2.2 改善空气品质方法 ................................................. 6 2.3 室内空气品质测试指标的选定 ...................................6 第三章室内空气品质监测仪的硬件设计 ........................... 8 3.1 室内空气品质监测仪系统简介 ...................................8 3.1.1 系统硬件结构及原理 ............................................... 8 3.1.2 AT89S52 单片机简介 ............................................... 9 3.1.3 AT89S52 单片机与其扩展 ......................................... 10 3.2 传感器的选用 ................................................10 3.2.1 气体传感器 ...................................................... 10 3.2.2 温湿传感器 ...................................................... 14 3.3 前置放大滤波电路的设计 ......................................17 3.4 模数转换电路的设计 ..........................................20 3.5 声光报警电路的设计 ..........................................21 3.6 液晶显示电路设计 ............................................21 3.7 复位电路设计 ................................................22 3.8 电源电路设计 ................................................23 3.9 本章小结 ....................................................23 I
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