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摘要：本文是基于单片机的空气质量检测器的研究，主要包含PM2.5检测功能、光照检测功能、温湿度检测功能、液晶显示控制功能、指示灯控制功能、报警功能、按键功能和主控制器。可检测环境温度、PM2.5值和光照强度值并通过显示屏显示，同时具有声光报警功能。
关键词：PM2.5;温湿度;光照 ;空气质量
1.研究背景
随着社会的发展，人们的生活水平在不断的提高。消费者的生活已有“数量型”向“质量型”转变[1]，“安全、健康、舒适”成为生活的核心理念。现代装修材料的五花八门，材料中散发出的有害元素PM2.5给我们的生活带来了极大的威胁[2]。PM2.5为较高的毒性物质，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位[3]。PM2.5已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质[4]，是公认的变态反应源。因此人们对空气质量检测设备的需求迫在眉睫。
2.课题研究内容
本文基于当前背景下人们对于空气质量的要求，设计了一种基于单片机的空气质量检测器，满足室内环境对PM2.5有害气体的检测，并且具有显示以及声光报警的功能。系统主要包含硬件设计以及软件设计两部分内容，以下将进行具体介绍。
3.系统硬件设计
空气质量检测器的主要功能包括PM2.5检测、光照检测、温湿度检测、液晶显示控制、指示灯控制、报警、按键和主控制器。可检测环境温度、PM2.5值和光照强度值并通过显示屏显示，可通过按键设置报警值，当检测值超过报警值时进行报警，相应的报警并且指示灯亮。系统整体框图如图1所示。
3.1 主控制器选择方案
STC系列51单片机具有具有高性能、功能多、速度高且运行性能比较稳定，且其内部存储ROM和RAM较大;同时，此单片机具有通用的硬件接口，功耗小，存储空间相当大，能够完全满足本文中设计和开发的要求。因此本文主控制器选用STC89C52。
3.2 PM2.5采集方案
PM2.5采集选用体积小、相对稳定的ZE08-CH2O专用PM2.5采集模块[10]，模块。它应用了电化学技术，可以对环境中的PM2.5进行检查，并且内部有温度检测功能，主要用于为PM2.5浓度件进行温度补偿，模块应用电化学检测方案和电子电路共同实现PM2.5浓度数据的采集。
3.3 光照检测方案
系统需要完成对光照的采集，选择光敏电阻实现此功能，光照越强，载流子越多，电流越大，光敏电阻值就会越小，根据光敏电阻这一特性，设计相应的光照检测电子电路，实现对光照的检测功能。
3.4 温湿度检测方案
温湿度的检测采用DHT11温湿度传感器，单片机通过一条通信线采集的温湿度数据，从而进行相应的控制。此传感器成本低、稳定性强，能够在非常恶劣的调节下工作。
3.5 显示模块设计选择
显示模块采用功耗很低，体积小，显示的内容较丰富的LCD1602，液晶显示器显示的效果相对比较清晰，并且无论是数字或者字母都可以很清楚地进行显示。
4.软件整体设计
基于单片机的空气质量检测器完成了PM2.5检测、光照检测、温湿度检测、液晶显示、指示灯显示、报警、按键功能。可检测环境温度、PM2.5值和光照强度值并通过显示屏显示，可通过按键设置报警值，当检测值超过报警值时进行报警。相应的软件设计流程图如图2所示。
5.实物组装
软件和硬件设计完成后，就可以采购器件进行实物组装，实物装需要按照电路图进行焊接，各个模块之间也有组装顺序，首先是电源、主控制器电路、其他模块。电源需要保证没有短接，在进行其他模块的焊接，实物如图3所示。
6.总结
本文主要研究了一种基于单片机的空氣质量检测器，体积小，功耗低，主要应用于家庭空气质量的检测，对人们的生活具有重大的现实意义。
参考文献：
[1]丁修乘，韦敏杰，张雷.一种车内甲醛检测系统设计[J].科学技术创新，2018（10）：194-195.
[2]TEXAS INSTRUMENTS. A Wireless Sensor Network for Hospital Security： From User Requirements to Pilot Deployment. Article number （140-141）.
[3]James F.Kurose Keith W.Ross COMPUTER NETWORKING A Top-Down Approach Featuring the Internet（Third Edition） Higher Education Press 2018（12）.
[4]韩宏哲.基于单片机的甲醛浓度检测仪设计[J].科技展望，2016，26（20）：153.
关键词：PM2.5;温湿度;光照 ;空气质量
1.研究背景
随着社会的发展，人们的生活水平在不断的提高。消费者的生活已有“数量型”向“质量型”转变[1]，“安全、健康、舒适”成为生活的核心理念。现代装修材料的五花八门，材料中散发出的有害元素PM2.5给我们的生活带来了极大的威胁[2]。PM2.5为较高的毒性物质，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位[3]。PM2.5已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质[4]，是公认的变态反应源。因此人们对空气质量检测设备的需求迫在眉睫。
2.课题研究内容
本文基于当前背景下人们对于空气质量的要求，设计了一种基于单片机的空气质量检测器，满足室内环境对PM2.5有害气体的检测，并且具有显示以及声光报警的功能。系统主要包含硬件设计以及软件设计两部分内容，以下将进行具体介绍。
3.系统硬件设计
空气质量检测器的主要功能包括PM2.5检测、光照检测、温湿度检测、液晶显示控制、指示灯控制、报警、按键和主控制器。可检测环境温度、PM2.5值和光照强度值并通过显示屏显示，可通过按键设置报警值，当检测值超过报警值时进行报警，相应的报警并且指示灯亮。系统整体框图如图1所示。
3.1 主控制器选择方案
STC系列51单片机具有具有高性能、功能多、速度高且运行性能比较稳定，且其内部存储ROM和RAM较大;同时，此单片机具有通用的硬件接口，功耗小，存储空间相当大，能够完全满足本文中设计和开发的要求。因此本文主控制器选用STC89C52。
3.2 PM2.5采集方案
PM2.5采集选用体积小、相对稳定的ZE08-CH2O专用PM2.5采集模块[10]，模块。它应用了电化学技术，可以对环境中的PM2.5进行检查，并且内部有温度检测功能，主要用于为PM2.5浓度件进行温度补偿，模块应用电化学检测方案和电子电路共同实现PM2.5浓度数据的采集。
3.3 光照检测方案
系统需要完成对光照的采集，选择光敏电阻实现此功能，光照越强，载流子越多，电流越大，光敏电阻值就会越小，根据光敏电阻这一特性，设计相应的光照检测电子电路，实现对光照的检测功能。
3.4 温湿度检测方案
温湿度的检测采用DHT11温湿度传感器，单片机通过一条通信线采集的温湿度数据，从而进行相应的控制。此传感器成本低、稳定性强，能够在非常恶劣的调节下工作。
3.5 显示模块设计选择
显示模块采用功耗很低，体积小，显示的内容较丰富的LCD1602，液晶显示器显示的效果相对比较清晰，并且无论是数字或者字母都可以很清楚地进行显示。
4.软件整体设计
基于单片机的空气质量检测器完成了PM2.5检测、光照检测、温湿度检测、液晶显示、指示灯显示、报警、按键功能。可检测环境温度、PM2.5值和光照强度值并通过显示屏显示，可通过按键设置报警值，当检测值超过报警值时进行报警。相应的软件设计流程图如图2所示。
5.实物组装
软件和硬件设计完成后，就可以采购器件进行实物组装，实物装需要按照电路图进行焊接，各个模块之间也有组装顺序，首先是电源、主控制器电路、其他模块。电源需要保证没有短接，在进行其他模块的焊接，实物如图3所示。
6.总结
本文主要研究了一种基于单片机的空氣质量检测器，体积小，功耗低，主要应用于家庭空气质量的检测，对人们的生活具有重大的现实意义。
参考文献：
[1]丁修乘，韦敏杰，张雷.一种车内甲醛检测系统设计[J].科学技术创新，2018（10）：194-195.
[2]TEXAS INSTRUMENTS. A Wireless Sensor Network for Hospital Security： From User Requirements to Pilot Deployment. Article number （140-141）.
[3]James F.Kurose Keith W.Ross COMPUTER NETWORKING A Top-Down Approach Featuring the Internet（Third Edition） Higher Education Press 2018（12）.
[4]韩宏哲.基于单片机的甲醛浓度检测仪设计[J].科技展望，2016，26（20）：153.