【摘 要】
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近年来,由于化石燃料的燃烧和烟花爆竹的燃放等行为,造成了严重的空气污染问题,使得空气质量不断下降。不论是国家、政府还是人民都想对空气质量进行评估,以便于采取相应措施将空气质量控制在一个合理的范围之内。而现有市场上的空气质量检测仪存在着体积较大且不利于随身携带等缺点,如果能够结合可穿戴设备体积小巧且方便穿戴的优点,便能随时随地对周围环境的空气质量进行实时监测,使得人们能够及时地了解到此时此刻的空气质
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近年来,由于化石燃料的燃烧和烟花爆竹的燃放等行为,造成了严重的空气污染问题,使得空气质量不断下降。不论是国家、政府还是人民都想对空气质量进行评估,以便于采取相应措施将空气质量控制在一个合理的范围之内。而现有市场上的空气质量检测仪存在着体积较大且不利于随身携带等缺点,如果能够结合可穿戴设备体积小巧且方便穿戴的优点,便能随时随地对周围环境的空气质量进行实时监测,使得人们能够及时地了解到此时此刻的空气质量处于何种水平,并在空气质量超标时提醒人们尽快远离当前环境。因此,设计一套可穿戴的并且可以对空气质量进行实时监测的系统对于确保人们的身体健康具有重大意义。本文通过对嵌入式技术和MEMS传感器技术等多种技术的分析和研究,设计了一套基于MEMS传感器的可穿戴式空气质量监测系统。本系统主要由STM32最小系统、电源模块、MEMS甲醛传感器模块、MEMS TVOC传感器模块,震动马达模块、蓝牙模块、显示屏和安卓手机APP组成,并采用了模块化的设计思想,简化了设计过程,提高了可移植性。系统以STM32F407ZGT6芯片为控制核心,使用MEMS TVOC传感器模块和MEMS甲醛传感器模块分别采集空气中的TVOC浓度和甲醛浓度,利用模糊控制算法得出空气质量指数,并将其划分为不同的等级,同时利用μC/OS-Ⅲ操作系统和STemWin图形界面实现多任务管理和数据的可视化显示。当空气质量超过设定的阈值时则弹出窗口和发出震动来提醒用户,如果用户点击了屏幕的“求救”按钮或长时间未操作屏幕,则表明用户的身体健康受到了影响,此时将通过蓝牙模块发送消息给安卓手机APP,安卓手机APP接收到相应消息后将发送包含位置信息的求救短信给紧急联系人,以便紧急联系人实施救援。实验测试结果表明,本文设计的可穿戴式空气质量监测系统能够佩戴在手腕上对空气质量进行实时监测,并且拥有体积小和灵敏度高等优点,具有一定的应用前景和推广价值。
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