基于某STM32单片机地空气净化器毕业设计
基于stm32单片机的空气净化器设计
基于stm32单片机的空气净化器设计一、系统总体设计本空气净化器主要由传感器模块、风机模块、净化模块、控制模块和显示模块组成。
传感器模块用于检测空气中的污染物浓度，如 PM25、甲醛、TVOC 等。
常见的传感器有激光粉尘传感器、电化学甲醛传感器等。
这些传感器将检测到的数据传输给控制模块。
风机模块负责驱动空气流动，使空气经过净化模块进行净化处理。
风机的转速可以根据空气质量的好坏进行调节，以达到节能和高效净化的目的。
净化模块是空气净化器的核心部分，通常采用多层滤网结构，包括初效滤网、高效滤网（HEPA 滤网）、活性炭滤网等。
初效滤网主要过滤大颗粒灰尘，高效滤网能有效去除微小颗粒物，活性炭滤网则用于吸附甲醛、TVOC 等有害气体。
控制模块采用 stm32 单片机作为核心处理器，接收传感器模块传来的数据，并根据预设的算法控制风机模块和净化模块的工作状态。
同时，还负责与显示模块进行通信，将空气质量信息和设备工作状态显示出来。
显示模块一般采用液晶显示屏（LCD）或触摸屏，向用户直观地展示空气质量指标、工作模式、风速等信息，方便用户操作和了解设备运行情况。
二、硬件设计1、传感器选型与接口设计选择精度高、响应速度快的传感器。
例如，选用夏普的GP2Y1010AU0F 粉尘传感器来检测 PM25 浓度，其输出为模拟电压信号，通过 ADC 转换后输入到 stm32 单片机。
对于甲醛和 TVOC 检测，采用 ZE08-CH2O 电化学传感器，其输出为数字信号，通过 UART 接口与单片机通信。
2、风机驱动电路设计选用无刷直流电机作为风机，通过 MOSFET 管组成的 H 桥电路进行驱动。
stm32 单片机输出的PWM 信号控制MOSFET 的导通与截止，从而实现风机转速的调节。
3、净化模块电路设计净化模块中的滤网需要定期更换，通过在滤网上安装检测装置，将滤网的使用情况反馈给单片机，当滤网达到使用寿命时，通过显示模块提醒用户更换。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文
《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求不断提高，室内空气质量成为了一个备受关注的话题。
为了更好地监测和改善室内空气质量，设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪显得尤为重要。
本文将详细介绍该检测仪的设计思路、实现方法以及实验结果。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用STM32微控制器作为核心，搭配多种传感器实现空气质量的检测。
硬件设计主要包括STM32最小系统、传感器模块、电源模块、通信模块等。
(1) STM32最小系统：包括STM32微控制器、时钟电路、复位电路等，为系统提供稳定的运行环境。
(2) 传感器模块：选用具有高灵敏度、低功耗的传感器，如颗粒物传感器、气体传感器等，实现对室内PM2.5、PM10、TVOCs 等空气质量参数的检测。
(3) 电源模块：为系统提供稳定的电源，可通过外接电源或内置电池供电。
(4) 通信模块：支持与上位机或手机APP进行通信，实现数据的远程传输和监控。
2. 软件设计软件设计主要包括操作系统、驱动程序、数据采集与处理、通信协议等部分。
(1) 操作系统：采用STM32常用的操作系统，如HAL库或RTOS等，为系统提供稳定、高效的运行环境。
(2) 驱动程序：编写传感器模块、通信模块等硬件设备的驱动程序，实现对硬件设备的控制和数据采集。
(3) 数据采集与处理：通过传感器模块采集室内空气质量数据，进行数据滤波、校正等处理，以提高数据准确性。
(4) 通信协议：设计与上位机或手机APP的通信协议，实现数据的远程传输和监控。
三、实现方法1. 传感器选型与配置根据实际需求，选择合适的传感器进行空气质量检测。
例如，选用颗粒物传感器实现PM2.5、PM10的检测，选用气体传感器实现TVOCs等有害气体的检测。
同时，根据传感器的工作原理和性能参数进行合理的配置和调试。
2. 数据采集与处理通过传感器模块采集室内空气质量数据，进行数据滤波、校正等处理。
基于STM32单片机的空气净化器毕业设计
毕业设计学生姓名：，学号：学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化题目：基于单片机的办公室用空气净化器控制系统设计指导教师：评阅教师：2017年6月毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要目录1 引言 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 课题主要工作 (3)2 控制器方案设计 (4)2.1 控制器总体方案设计 (4)2.2 方案论证对比 (4)3 控制器硬件电路设计 (7)3.1 单片机控制电路设计 (7)3.2 显示电路设计 (9)3.3 驱动电路设计 (12)3.4 按键电路设计 (13)3.5 数据采集电路设计 (13)4 控制器软件设计 (16)4.1 主程序设计 (16)4.2 显示子程序设计 (16)4.3 PWM输出子程序设计 (22)4.4 数据采集程序设计 (23)4.5 上位机程序设计 (27)4.6 其它子程序设计 (27)5 试验与调试 (30)5.1 DHT11温湿度传感器试验与调试 (30)5.2 SDS011激光传感器试验与调试 (30)5.3 上位机控制器试验与调试 (31)5.4 试验与调试 (32)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录A ：空气净化器主电路原理图 (41)附录B ：下位机C语言主程序 (42)附录C ：上位机C#语言主程序 (44)1 引言1.1 课题研究背景及意义如今，在社会快速发展进步的同时，空气的污染状况也在日益加剧。
随着国内近几年的发展，化石燃料与汽车尾气的排放，使得我国空气质量严重下降，尤其是PM2.5细小微粒成为污染物的罪魁祸首。
其主要来自于大自然的天然产生和人类的实践活动。
大自然的污染主要来自于风沙、火灾以及其它极端天气。
人类活动的污染主要表现在汽车尾气排放、煤炭发电厂、吸烟等社会活动。
研究表明，PM2.5对人类的生活健康水平有着极其恶劣的影响，它能够通过呼吸道进入体内，对人体器官造成伤害。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文
《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步，室内空气质量问题已经成为了现代社会的一大关注焦点。
人们越来越关注空气的清洁度和健康因素。
为此，我们提出了一种基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现。
这款产品能够实时监测室内空气中的多种有害物质，如PM2.5、甲醛、TVOC等，并通过精确的传感器和先进的算法，为人们提供一个安全、健康的室内环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心，采用高精度的传感器模块进行空气质量检测。
主要硬件包括STM32微控制器、传感器模块、显示屏、电源模块等。
其中，传感器模块负责实时检测室内空气中的有害物质，并将数据传输给STM32微控制器进行处理。
显示屏用于显示检测结果，电源模块为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件设计软件设计主要包括数据采集、数据处理、数据传输和显示等部分。
数据采集部分通过传感器模块实时采集室内空气质量数据，数据处理部分对采集到的数据进行处理和分析，以得到准确的空气质量指数。
数据传输部分将处理后的数据通过蓝牙或Wi-Fi传输到手机或电脑等设备上，方便用户随时查看。
显示部分则将数据以直观的方式展示在显示屏上。
三、系统实现1. 传感器模块的实现传感器模块是本系统的核心部分，负责实时检测室内空气中的有害物质。
我们采用了高精度的传感器，如PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器等，通过与STM32微控制器进行通信，实时采集空气质量数据。
2. 数据处理与显示的实现数据处理部分通过算法对传感器模块采集到的数据进行处理和分析，以得到准确的空气质量指数。
显示部分则将数据以数字、图表等方式展示在显示屏上，方便用户随时查看。
此外，我们还将开发一款手机App，将数据通过蓝牙或Wi-Fi传输到手机上，用户可以随时随地查看室内空气质量情况。
3. 系统调试与优化在系统实现过程中，我们需要对硬件和软件进行反复的调试和优化，以确保系统的稳定性和准确性。
基于STM32单片机的室内空气监测系统的设计
基于STM32单片机的室内空气监测系统的设计随着人们对健康和环境的关注增加，室内空气质量监测越来越重要。
基于STM32单片机的室内空气监测系统设计是一种有效的解决方案。
本文将介绍该系统的设计原理、硬件组成和软件实现。
一、设计原理室内空气监测系统的设计基于STM32单片机，其主要原理是通过传感器检测室内空气的温度、湿度、气压和二氧化碳浓度，并将数据传输到单片机进行处理和显示。
系统还可以根据预设的标准判断空气质量是否达到安全水平，并通过警报和其他方式提醒用户采取相应措施。
二、硬件组成该系统的硬件组成包括传感器模块、STM32单片机、显示屏和警报部件。
1. 传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和二氧化碳传感器。
这些传感器可以准确地测量室内空气的各项参数，并将数据传送给STM32单片机。
2. STM32单片机：作为系统的核心控制单元，STM32单片机负责接收传感器数据、进行处理和判断，并控制显示屏和警报部件的工作。
3. 显示屏：用于实时显示室内空气的各项参数，如温度、湿度、气压和二氧化碳浓度。
用户可以通过显示屏了解室内空气质量状况。
4. 警报部件：当室内空气质量达到危险水平时，警报部件会发出声音或光线警报，提醒用户采取必要的措施。
三、软件实现为了使室内空气监测系统能够正常运行，需要编写相应的软件程序。
以下是软件实现的主要步骤：1. 初始化设置：在系统启动时，需要进行传感器模块和STM32单片机的初始化设置，包括配置传感器参数和通讯接口。
2. 数据采集：通过传感器模块采集室内空气的温度、湿度、气压和二氧化碳浓度数据，并将其传送给STM32单片机。
3. 数据处理：STM32单片机根据预设的标准对传感器数据进行处理和判断，判断空气质量是否达到安全水平。
4. 数据显示：将处理后的数据通过显示屏实时显示出来，用户可以清楚地了解室内空气的各项参数。
5. 警报功能：如果空气质量达到危险水平，STM32单片机将触发警报部件，提醒用户采取相应的措施。
基于单片机的空气净化器设计
基于单片机的空气净化器设计【摘要】本文设计出一种多功能便捷式空气净化器，在检测空气质量的同时还可以利用负离子发生器改善人体吸入空气的质量，通过液晶屏显示模块将实时的空气质量显示出来。
本设计可根据环境空气质量开关空气净化器，具有能耗低，维护简单和可随身携带等优点。
实际应用价值高，市场前景广阔。
【关键词】空气质量传感器；负离子发生器；STM32单片机1、设计背景及意义空气污染无声无息地发生在我们的身边，无论是开门关门的瞬间，或是外出回来，或是朋友走访，都会在不知不觉间将空气中的污染颗粒带到我们生活的空间中。
对于长时间在室内的人们来说，空气净化器就显得尤为重要，它能使室内环境空气比外面更加清新和洁净，有益于人们精神集中、心情舒畅，更有益于健康。
本文设计的空气净化器使用方便、不受时间、空间的过多限制，可随时净化室内空气、清除有害气体，实际应用价值高，市场前景广阔。
2、空气质量传感器简介2.1 空气质量传感器工作原理空气质量传感器使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。
当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大。
使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
该传感器对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其它有害的监测也很理想。
这种传感器可检测多种有害气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
3、系统硬件设计3.1 STM32F103C8T6单片机主控电路采用STM32F103C8T6单片机作为主控模块，采用USB接口线5V电源供电：电脑、充电宝、电池接口等均能满足设计电源的需求。
该单片机具备64个I\O端口，每个I/0口驱动能力口等均能满足设计电源的需求。
在单芯片上，拥有灵巧的32位CPU 和在系统可编程Flash，使得STM32F103C8T6为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
3.2 电源模块整个空气净化器采用12V锂电池供电，锂电池的12V电压经芯片TPS7350，把12V直流电压转换成5V，给 STM32F103C8T6芯片供电，整个转压电路加入10uf钽电容和104电容进行滤波处理，过滤那些杂波，使得供电的电压更加地稳定。
基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现
基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现一、引言近年来，空气质量成为人们关注的焦点之一。
特别是在室内环境中，人们更加关注室内空气的质量，因为糟糕的室内空气质量可能对我们的身体健康产生不良影响。
因此，开发一种基于STM32的室内空气质量检测仪对于室内环境的监测和改善具有重要意义。
二、设计思路本文设计一种基于STM32的室内空气质量检测仪，可实时监测室内的温度、湿度、PM2.5和二氧化碳等关键指标，并通过显示屏展示监测结果。
系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计部分主要包括传感器模块、存储模块、显示模块和控制模块。
传感器模块通过外部传感器实时检测温度、湿度、PM2.5和二氧化碳等参数，并将数据传输给控制模块进行处理。
存储模块采用高速的闪存芯片，可存储大量的数据并供后续分析使用。
显示模块通过液晶显示屏实时展示室内空气质量指标。
控制模块采用STM32微控制器，通过AD转换将传感器数据数字化，并通过串口通信模块实时传输数据给上位机处理。
软件设计部分主要包括传感器数据读取、数据处理和结果显示等功能。
传感器数据读取部分使用STM32内置的ADC模块进行模数转换，将传感器的模拟信号转换为数字信号，并通过串口通信模块将数据发送给上位机。
数据处理部分主要对传感器采集到的原始数据进行滤波、平均化等处理，以提高数据的准确性和稳定性。
结果显示部分通过液晶显示屏将实时监测结果直观地展示给用户。
三、实现过程在实际搭建系统时，首先选择合适的传感器模块来检测温度、湿度、PM2.5和二氧化碳等关键指标。
然后使用STM32微控制器来设计控制模块，通过AD转换将传感器数据数字化，并通过串口通信模块将数据发送给上位机。
接着，搭建硬件电路，并进行相应的焊接和连接工作。
最后，编写相应的软件程序，实现数据的读取、处理和显示功能。
四、实验结果在实验中，我们将室内空气质量检测仪放置在一个封闭的房间中，同时将另一台空气质量检测仪与之进行比对。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文
《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求日益提高，室内空气质量成为了人们关注的重点。
因此，设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪具有重要的现实意义。
该设备不仅能够实时监测室内空气中的主要污染物，如PM2.5、甲醛、VOC等，还可以将检测数据通过显示屏和无线通信技术进行实时显示和传输，为人们提供一个健康、舒适的居住环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心，搭配多种传感器模块，包括PM2.5传感器、甲醛传感器、VOC传感器等。
此外，还包括电源模块、显示屏模块和无线通信模块等。
（1）STM32微控制器：作为整个系统的核心，负责数据的采集、处理和传输。
（2）传感器模块：负责检测室内空气中的主要污染物，如PM2.5、甲醛、VOC等。
（3）电源模块：为系统提供稳定的电源供应。
（4）显示屏模块：用于实时显示检测数据和系统状态。
（5）无线通信模块：将检测数据通过无线方式传输到手机或电脑等设备上。
2. 软件设计软件设计主要包括STM32微控制器的程序设计和上位机软件设计。
（1）STM32微控制器程序设计：负责数据的采集、处理和传输。
通过传感器模块获取室内空气质量数据，经过处理后通过无线通信模块发送到上位机软件进行显示和存储。
（2）上位机软件设计：包括手机APP和电脑软件。
手机APP可以实时显示检测数据和系统状态，并支持远程控制；电脑软件可以实现对数据的存储、分析和处理等功能。
三、实现过程1. 传感器模块的选型与配置根据实际需求，选择合适的传感器模块，并进行配置和调试。
确保传感器模块能够准确、稳定地检测室内空气质量数据。
2. STM32微控制器的程序设计编写STM32微控制器的程序，实现数据的采集、处理和传输功能。
通过传感器模块获取室内空气质量数据，并进行数据处理和存储。
同时，通过无线通信模块将数据发送到上位机软件进行显示和存储。
3. 显示屏模块的连接与配置将显示屏模块与STM32微控制器进行连接，并进行配置和调试。
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毕业设计学生：，学号：学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化题目：基于单片机的办公室用空气净化器控制系统设计指导教师：评阅教师：2017年6月毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要目录1 引言 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国外发展状况 (1)1.3 课题主要工作 (3)2 控制器方案设计 (4)2.1 控制器总体方案设计 (4)2.2 方案论证对比 (4)3 控制器硬件电路设计 (7)3.1 单片机控制电路设计 (7)3.2 显示电路设计 (9)3.3 驱动电路设计 (12)3.4 按键电路设计 (13)3.5 数据采集电路设计 (13)4 控制器软件设计 (16)4.1 主程序设计 (16)4.2 显示子程序设计 (16)4.3 PWM输出子程序设计 (22)4.4 数据采集程序设计 (23)4.5 上位机程序设计 (27)4.6 其它子程序设计 (27)5 试验与调试 (30)5.1 DHT11温湿度传感器试验与调试 (30)5.2 SDS011激光传感器试验与调试 (30)5.3 上位机控制器试验与调试 (31)5.4 试验与调试 (32)结论 (38)致 (39)参考文献 (40)附录A ：空气净化器主电路原理图 (41)附录B ：下位机C语言主程序 (42)附录C ：上位机C#语言主程序 (44)1 引言1.1 课题研究背景及意义如今，在社会快速发展进步的同时，空气的污染状况也在日益加剧。
随着国近几年的发展，化石燃料与汽车尾气的排放，使得我国空气质量严重下降，尤其是PM2.5细小微粒成为污染物的罪魁祸首。
其主要来自于大自然的天然产生和人类的实践活动。
大自然的污染主要来自于风沙、火灾以及其它极端天气。
人类活动的污染主要表现在汽车尾气排放、煤炭发电厂、吸烟等社会活动。
研究表明，PM2.5对人类的生活健康水平有着极其恶劣的影响，它能够通过呼吸道进入体，对人体器官造成伤害。
所以，检测出室PM2.5浓度并进行有效的治理直接关系到人们的生活水平与身心健康。
因此，根据这一现象，市面上出现了越来越多的空气净化装置。
其中，空气净化器使得这一问题得以解决。
对于长时间处于室工作的人们来说，空气净化器尤为重要。
空气净化器可以对室多种气体污染和灰尘颗粒等悬浮物进行有效的处理，通过机的通风装置使室空气循环流动，让空气得以净化。
所以，对空气净化器的研究有着十分现实的意义。
1.2 国外发展状况近年来，受空气污染的影响，空气净化技术蓬勃发展。
由此，改善空气质量的方式也逐渐增多。
目前，在市场上主流的净化空气方法主要有：源控制、通风和空气净化。
源控制是指对污染的源头进行控制处理，其能有效的从根本上解决空气的污染问题，是国外很多城市处理空气污染的主要手段。
虽然控制效果不错，但其成本也着实不低。
通风控制也能降低室空气的污染程度，但其需要良好有效的控制调节装置。
空气净化是指利用物理或化学等手段对空气中污染物进行吸附过滤等处理。
或者对一些有毒的不良气体来说，高温、化学灭菌也是净化空气的常用手段。
早在上世纪七、八十年代，国外空气净化器已有了发展，欧、美等发达国家在空气污染方面已经有了较深的研究，尤其是对有害物体的治理有了相当大的改善。
美国在当时是全球最大的空气净化器消费国，随着第三次科技革命的到来，空气净化器迅速蔓延。
在日本，由于特定的大气环境，在每年的春秋到来之际，花粉过敏者不计其数，因此，空气净化技术蓬勃发展。
但大部分净化原理都是基于过滤网的物理吸附。
目前，随着智能时代的快速到来，夏普、松下等国际品牌也加入其中。
在欧洲，宠物受到大众们的欢迎。
一到夏季，室由于宠物掉落的毛发增多而使空气受到严重的污染。
与此同时，由于宠物本身自带的特殊气味或者可能的病菌等原因，使得空气污染源变得复杂。
因此，这一现象迫使其空气净化装置的发展。
如今，其空气净化方法众多，技术处于全球先进水平。
在我国，由于抗日战争的缘故，起步相对较晚，直至改革开放，我国科技才有了初步的进展。
近几年，虽然在经济发展上取得了举世瞩目的成果，但在空气清洁方面却相对于其他国家有一定的差距。
无论在国外亦或在国，室空气净化器是实现空气净化的最直接、便捷的仪器，尽管各国发展历程不尽相似，但从目前来看，空气净化器产品主要有以下几种：机械过滤式净化器、机械过滤吸附式净化器、静电式净化器、负离子净化器[21]、紫外光空气净化器等。
机械过滤式净化器，是一种小型空气过滤器，空气经风机加压，通过过滤材料，从而净化颗粒污染物，只能除去一定大小的颗粒污染物，总体净化效果不佳。
机械过滤吸附式净化器，分别采用不同的净化机理取出颗粒污染物和气态污染物，这种净化器将普通空气过滤技术与活性炭吸附技术结合起来，总体上改善了净化性能，但活性炭存在吸附饱和状态，比较麻烦，因而没有得到广泛应用。
静电式净化器，是一种静电式空气过滤器，对较大的颗粒污染物效果较好，但是会产生臭氧等二次污染物，正被逐步淘汰。
负离子净化器，负离子净化器是目前被广泛使用的一种净化器，通过强电场产生负离子与颗粒污染物结合形成“重离子”，沉降或吸附在物体表面，并能杀灭细菌，净化效果良好，但是，这种空气净化器同样能产生臭氧，造成二次污染。
紫外光空气净化器，是利用了紫外线的原理通过紫外线的照射，穿透微生物的细胞膜，破坏各种病菌，细菌，寄生虫以及其他致病体的DNA结构，毁灭其核酸分子键，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，从而达到消毒灭菌的作用[21]。
无论如何，虽然各国空气净化器发展均有不同，但总体来说，净化器种类正趋向于自动化、人性化、智能化等方向发展。
现阶段，市场上产品种类繁多，价格混乱，虽然外观各有不同，但真正的净化效果却小异。
本文将以净化空气中PM2.5污染为起点，设计一种功能强大、操作方便、净化效果良好的空气净化器。
1.3 课题主要工作本课题根据办公室工作环境的实际情况以及所学专业知识完成了一款适合教师在办公室使用的新型空气净化器控制系统的设计。
主要工作包括：（1）对比了国外发展状况，根据人们日常生活的需求，提出了本课题的总体设计方案及功能模块的选择。
包括控制模块的选择、显示模块的选择、数据采集模块的选择等。
（2）完成了系统的硬件电路设计。
包括CPU外围电路设计、显示电路设计、驱动电路设计、各传感器接口电路设计等，搭建了一套完整的硬件平台。
（3）完成了系统的软件程序及界面设计。
包括主程序设计、各子程序设计以及上位机界面的程序处理算法的研究。
（4）对设计的控制系统进行了全面的测试。
包括待机显示界面、温湿度采集、空气质量检测、档位切换、开关机设定以及无线通信等功能。
经分析试验结果可知，本课题设计的空气净化器满足实际工作的要求。
2 控制器方案设计2.1 控制器总体方案设计根据所学知识及相关资料，本设计由供电电路、数据采集电路、驱动电路、按键电路、显示电路、上位机控制电路六部分组成。
系统总体方案如图2.1所示。
图2.1 空气净化器总体方案本设计中采用单片机作为空气净化器的控制核心[14]。
结合传感器、显示器、驱动器以及无线收发器等重要部件共同完成了控制系统所要求的功能。
该空气净化器能够对室PM2.5浓度以及温湿度进行监测并通过无线模块发送至上位机，而且能够根据所测参数做出相应的处理措施。
具有良好的节能效果和人机交互界面。
总体设计原理图如附录A 所示。
2.2 方案论证对比2.2.1 控制模块方案对比方案一：选取STC12系列单片机作为主控芯片STC12系列单片机是一种工作方式与51系类相仿，但功能略强的一款高速处理型单片机。
工作频率可由分频器分频至0-35MHZ。
它的36个通用I/O口可通过程序设置成四种输入输出模式。
该芯片有贴片和直插两种封装类型。
拥有PCA高速输出功能，处理速度比51系列单片机快上许多。
但其资源有限、处理速度相对于32系列较慢。
因此，此芯片在本设计中有些力不从心。
最重要的是该芯片无法支持TFT_LCD液晶的显示，更实现不了触屏功能。
方案二：选取STM32系列单片机作为主控芯片STM32系列单片机工作时最高频率可达72MHZ，是STC12系列单片机的6-72倍。
其部不仅集成FLASH存储器更是集64K SRAM存储器于一体，拥有庞大的数据存储功能。
而且，该芯片部含有RTC时钟电路，在外部有电源供电的情况下能利用系统滴答定时器连续不断地计时。
不仅如此，此类单片机还拥有5个串行通讯端，能通时支持5类串行通讯设备，是其它单片机无法比拟的。
该芯片不仅有高速的处理速度，而且拥有众多的板载资源，功能十分强大。
144个引脚使其足以支持任何功能。
串行通讯端口使得其在读取PM2.5传感器数据的同时能通过另外串口将数据快速传送至上位机。
此外，该芯片能驱动TFT_LCD液晶屏，具有方便快捷的控制效果。
综上所述，本设计选取STM32系列单片机作为主控芯片。
2.2.2 显示模块方案对比方案一：选取LCD12864液晶作为显示模块LCD12864是一种多线串行接口方式的点阵形液晶显示模块，其分辨率为128×64[9]。
既可以用来显示字符，又可以通过中文字库显示汉字。
但其有限的显示字数和复杂的时序位置操作以及简陋的显示效果和其无法触控的特点使得其并不完全适合充当本设计的显示模块。
方案二：选取TFT_LCD液晶作为显示模块TFT_LCD液晶屏幕分辨率为320×240，16位真彩显示，可人为改变字体的颜色和大小[16-17]。
在屏幕上可分行分段显示大批量数据并可通过触控芯片和相应的程序实现触屏功能。
虽然控制方式较复杂，但独特的优势和方便的操作使得其满足本设计的要求。
综上所述，本设计选取TFT_LCD液晶作为显示模块。
2.2.3 驱动模块方案对比方案一：选取L298N作为驱动模块L298N 电机驱动模块能将输入电压通过PWM控制的方式实现连续可调输出。
而且，其能同时驱动两路电机，并能给单片机提供5V电源接口。
该模块工作电流相对较大，因此，需安装散热片进行散热处理。
然而其价格便宜、控制简单适合本设计中风机的调速控制。
方案二：选取LM2596作为驱动模块LM2596模块能实现降压的功能，体积相对较小，拥有大电容滤波电路。
其输入电压为3-40V，输出电压围为1.5-35V连续可调。
但此模块只能通过手动按钮进行降压调节，若要通过电子进行调节电压的输出，需要增加其他控制电路，比较繁琐。
综上所述，本设计选取L298N作为驱动模块。
2.2.4 PM2.5传感器模块方案对比方案一：选取GP2Y1014AU粉尘传感器该模块为夏普公司生产的一种粉尘烟雾传感器，能检测出非常细微的颗粒。
装置过红外发光二极管利用反射原理检测灰尘在空气中的含量。
模块中心有一可供气体流通的圆孔，使测量空气自由流通。
其输出是与空气中粉尘浓度成正比的电压模拟量，需通过A/D采集后转化成数字量显示浓度值。