基于单片机空气质量PM2.5粉尘检测仪的设计答辩ppt课件
基于51单片机的PM2.5检测仪设计
基于51单片机的PM2.5检测仪设计摘要我国现代社会迅速发展，人们也提高了对生活的质量的要求，都想在健康、安逸的环境生活。
我国也正在加强生态文明建设，不断减少各种空气污染。
PM2.5这种污染物随着雾霾加重被人们数值，由于其颗粒极小，含有高浓度的有毒、有害物质并且具有长时间停留漂浮等特性。
尽管近年来雾霾已经大大减少，但对于PM2.5的监测依然不能掉以轻心。
本设计采用STC89C51单片机为控制器件，利用传感器监测大气中颗粒物含量，通过AD 转换器将传感器输出信号处理后传给单片机处理，最终LCD显示含量。
系统还可以通过按键进行设置上限值，当浓度超过设定值时将会触发报警。
结果表明，该PM2.5检测仪电路简单小巧、检测精度高，具有良好的稳定性，具备良好的实用意义。
关键词STC89C51单片机、空气质量传感器、LCD第1章引言1.1 设计背景步入二十一世纪，我们迎来了多姿多彩、进步迅猛的现代信息社会。
人类已经迈入信息社会、正分享着信息丰富迅捷的好处并不断勇于开拓继续向前发展，我们会发现无论是现在还是未来信息的获取、传输与利用将无处不在无时不有，而首要任务就是如何获取准确可靠的信息，其中可以广泛分布感知探测信息的传感器是帮助人们实时获取大量信息的主要途径。
传感技术发展已久，但毫无疑问进入二十一世纪以来，随着科学技术的快速更新迭代，经济实力和人们对美好生活的需求日益增长，再加上环境保护、生态文明、智慧城市等概念的火热，更加促进了传感技术的广泛应用。
工业商业农业军事，处处都有传感技术的身影。
不得不承认，尽管蓬勃强劲的工业发展为繁荣兴旺的现代物质文明提供了坚强的物质基础，但环境保护的不完善和缺位，使得工业发展产生的各种废物污染给我们的生活尤其是身体健康带来了严重的负面影响。
以大气污染为例，近十年来来人们最熟知的、关注度最高的莫过于雾霾。
从从未听说过这个词汇再到“谈霾色变”，最主要的原因还是因为这种类似于阴天的天气暗藏杀机——在看似平静的的空气里，弥漫着各种微小的有害颗粒物。
基于单片机的PM2.5检测系统设计
基于单片机的PM2.5检测系统设计随着人们对空气质量关注程度的提高，PM2.5检测系统的需求也越来越大。
PM2.5是指大气中颗粒物的一种，直径小于等于2.5微米，对人体健康产生危害。
设计一款基于单片机的PM2.5检测系统具有重要的意义。
本文将详细介绍基于单片机的PM2.5检测系统设计。
一、系统功能需求1. 实时监测PM2.5浓度2. 显示PM2.5浓度数据3. 报警功能：当PM2.5浓度超过设定阈值时，发出警报4. 数据记录和存储功能: 可以记录并存储历史数据，方便用户查询二、系统硬件设计1. 单片机：选择一款性能稳定的单片机作为系统的核心控制器，如STC单片机或者Arduino单片机。
2. PM2.5传感器：选择一款高精度的PM2.5传感器，可以通过串口或者模拟信号与单片机进行数据交互。
3. 显示屏：可以选择OLED显示屏或者液晶屏来显示PM2.5浓度数据和报警信息。
4. 蜂鸣器：用于发出警报声音。
5. 存储芯片：选择一款容量适中的存储芯片，用于存储历史数据。
三、系统软件设计1. 传感器数据采集：通过单片机与PM2.5传感器进行数据交互，获取实时的PM2.5浓度数据。
2. 数据处理：将采集到的数据进行处理，计算PM2.5的浓度值，并判断是否超过设定阈值。
3. 数据显示：将处理后的数据通过显示屏展示给用户，包括实时浓度值和报警信息。
4. 报警功能：当PM2.5浓度超过设定阈值时，触发蜂鸣器发出警报声音。
5. 数据记录和存储：将历史数据通过存储芯片进行存储，并可以通过单片机进行查询和显示。
五、系统优化1. 节能设计：通过优化程序，降低系统的功耗，延长系统的使用时间。
2. 数据通信：可以通过蓝牙或者WiFi模块，实现数据的远程传输和监控。
3. 界面优化：优化显示界面，增加操作便捷性和用户友好性。
4. 数据分析：通过添加数据分析功能，可以对历史数据进行分析，并生成报表或者图表。
六、系统测试1. 传感器测试：测试传感器的准确性和稳定性。
基于单片机的PM2.5检测系统设计
基于单片机的PM2.5检测系统设计随着工业化和城市化的加快发展，环境污染问题日益严重，其中PM2.5是大气污染的主要组成部分之一。
PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物，对人体健康和环境造成了严重影响。
设计一种基于单片机的PM2.5检测系统具有重要的意义，可以用于监测空气质量，保护人民的健康和净化环境。
一、设计思路通过对PM2.5检测技术的研究，可以发现PM2.5检测系统一般由传感器模块、数据处理模块和显示模块组成。
其中传感器模块负责感知空气中的PM2.5浓度，数据处理模块对传感器采集的数据进行处理和分析，最后通过显示模块将结果输出。
基于单片机的PM2.5检测系统设计主要涉及到传感器选型、数据采集和处理算法以及系统的整合。
二、传感器选型传感器是PM2.5检测系统的核心部件，传感器的性能直接影响着系统的准确性和稳定性。
目前市面上常用的PM2.5传感器主要有激光散射式传感器和光学散射式传感器，它们通过捕捉空气中的颗粒物并测量散射光的方式来实现PM2.5浓度的检测。
在选择传感器时，需要考虑传感器的响应时间、测量范围、灵敏度和成本等因素。
同时要注意传感器的稳定性和耐用性，以确保系统能够长期稳定地运行。
三、数据采集和处理算法传感器采集到的数据需要进行处理和分析，得出准确的PM2.5浓度值。
数据采集模块一般采用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机进行处理和分析。
对于PM2.5的数据处理算法，常用的有贝叶斯算法、加权平均法和卡尔曼滤波法等，这些算法可以有效地滤除噪声和干扰，提高数据的准确性。
在设计数据采集和处理算法时，需要考虑系统的实时性和稳定性。
由于PM2.5浓度的变化比较缓慢，可以采用周期性采样的方式，减少系统的能耗和功耗。
四、系统整合在系统整合中，需要考虑模块之间的数据传输和通信方式，以及各模块的功耗和稳定性。
系统的外观设计和安装方式也需要考虑，以便用户能够方便地使用和维护系统。
基于单片机的PM2.5检测系统设计
基于单片机的PM2.5检测系统设计随着环境污染问题的日益严重，人们对空气质量的关注程度也越来越高。
其中，PM2.5是环境空气中重要的污染指标之一，是指粒径小于等于2.5微米的颗粒物。
超过这个尺寸的颗粒物可以直接被人体上呼吸道过滤掉，但PM2.5通过呼吸道进入人体，对人体健康产生危害，如引起呼吸系统疾病、心脏病等。
因此，设计一款可靠的PM2.5检测系统，对于保障人们的健康具有重要意义。
本设计采用基于单片机的PM2.5检测系统，主要包括传感器模块、处理模块和显示模块三个部分。
设计原理如下：1. 传感器模块本设计采用激光散射原理，选用HPMA115S0-XXX传感器，该传感器可直接测量空气中的PM2.5含量，且抗干扰性能较好。
传感器的测量范围为0-500微克/立方米（μg/m³），分辨率为0.1μg/m³，可以检测到空气中微小的PM2.5颗粒物，具有较高的精度。
2. 处理模块本设计采用STM32F103C8T6单片机作为处理器，该处理器具有高性能、低功耗的特点，适合用于嵌入式系统。
单片机通过串口读取传感器模块中的数据，然后进行数据处理。
采用移动平均滤波算法对数据进行滤波处理，使得数据更加准确可靠。
在适应不同环境的情况下，分别采用不同的标定系数计算数据，提高数据的精度，并通过LCD显示屏进行实时显示。
3. 显示模块本设计采用1602A LCD液晶屏，用户可以实时观察空气中的PM2.5含量，以便及时采取相应措施。
液晶屏采用IIC接口，通过单片机控制，能够实现数据的实时刷新，用户可以通过按键操作来实现开启/关闭PM2.5检测系统。
该设计可以实现PM2.5数据的准确测量，并进行实时显示，具有较高的性价比和实用性。
未来的发展方向是将其应用到家庭、办公等场景中，以便人们及时掌握当前空气质量，更好地保护自己的健康。
基于空气质量PM2.5检测仪系统设计
色按钮可以控制小车的前进速度 。 ７按 ■ 指 示 运用蓝 牙功 能将手 机和机 器人连 接起 来。在手机 上按下前进和
后退键可以让机器人进行前进和 后退运动。如 图 ５．４、图 ５．５所 示：
作 者 简 介 李健 ，１９９７年 ｌ２月出生，男，汉族，沈阳工学院，学生。金亚玲 （通讯作者）， １９７８年 １０月１女，汉族 ．辽宁人，沈阳工学院．教师，剥教授，硕士学位． 研究方向：智能控制。
基于空气质量 ＰＭ２．５检测仪系统设计
棼 缀 蠢
李政均 张 琪 王晓慧 王颖 大连理工大学城市学院
搞 曩 ：工业 生 产囊过程瓣中产生拳了许 多危 害人 体 的粉 尘。本 产品采 用单 片机 实时通 过 ＡＤＣ０８３２转 换 芯 片采集 ＧＰ２Ｙ１０１ＯＡＵ粉 尘传 感 器的 粉 尘 的浓度 ，
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薰二… 一 静 圈 ２手 机 控 制 系 统 的 前 进 朋 ３手 机 控 喇 系 统 的后 退 按下 左右键 时可 以让机 器人的转 向舵机 进行转 动，从而实 现机 器人的左转和右转疾 现 了机器人的蓝牙控制小车的转向功能 如 图２、 图 ３所 示
总结 ：机器人预期希望实现的通过红外传感器实现舵机 的转 动、
圈 １系统 体 系 结 构
６系 统 控 制 流 程 首先，按下开关，电源模块开始供 电，屏幕上显示 ｓｙｓｔｅｍ ｏｋ字
通过蓝 牙输入实现对于机器人的控制 和 ＯＬＥＤ显 示时间的变化都 已 经成功的完成 在这 基础上还添加了 ＰＷ Ｍ 控制机器人前进 速度的 和 蓝 牙 输 入 时 间 的 功 能 ，使 机 器 人 的 功 能 更 加 全 面 。
理程序和按 键设定报警温度程序。温度信号处理程序 ：对 温度 芯片送 达 的数据进行处理 ，进行判 断和 显示。数码 管显 示程序 ：向数码 管的 显 示送达数 字，控制系统 的显示 部分。按键 设定程 序 ：可 以设定低 温
基于单片机的PM2.5检测仪设计
基于单片机的PM2.5检测仪设计作者：姚展来源：《价值工程》2019年第07期摘要：中国经济飞速发展，城市化进程不断加快，大气污染对人们的身体引发一系列病症。
对于PM2.5检测仪研究，具有一定的社会价值。
本设计以GP2Y1010AU0F传感器来采集环境中的PM2.5的浓度数值，通过模数转换器将信号转传送给单片机，对其进行处理。
经实验证明，本设计可以有效的检测出有害气体成份，当浓度超出预设值，系统将自动报警，并打开排气扇降低有毒气体浓度。
本设计可以较广泛地应用在家庭、工作场所作为报警设备，具有一定的市场前景。
Abstract： With the rapid development of China's economy and the acceleration of urbanization， air pollution has caused a series of diseases to people's health. For the research ofPM2.5 detector， it has certain social value. In this design， GP2Y1010AU0F sensor is used to collect PM2.5 concentration value in the environment， and the signal is transmitted to MCU through analog-to-digital converter for processing. Experiments show that the design can effectively detect theharmful gas components. When the concentration exceeds the preset value， the system will automatically alarm， and open the exhaust fan to reduce the concentration of harmful gas. This design can be widely used in families and workplaces as alarm equipment， and has a certain market prospects.關键词：单片机;PM2.5检测仪;灰尘传感器Key words： single chip microcomputer;PM2.5 detector;dust sensors中图分类号：TP317 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1006-4311（2019）07-0154-030 ;引言改革开放以来，中国经济飞速发展，城市化进程不断加快，但随之而来的大气污染问题也日益突出。
基于单片机空气质量PM2.5粉尘检测仪的设计答辩PPT
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原理图
1.1P C C V 0.1P 8765 4 U I O CK D D CL VC D10 NHHS 2380CDA GCCC 4321 3.1P + f u 0 5 7 4C
2、粉尘传感器模块
夏普光学灰尘传感器GP2Y1010AU0F采用光散 射法：在传感器的中心位置有个暗格，当空气流入 时，红外发光二极管发射红外光线经空气中的粉尘 折射后，光电晶体管再对光线进行检测并判断粉尘 的浓度。GP2Y1010AU0F传感器采用5V直流供电。
二、粉尘检测仪硬件电路设计
1、电路总体设计
本设计的系统硬件是以STC89C52单片机为核心，对数字信号进行处理。 电路通电之后，粉尘传感器GP2Yl010AUOF将检测的模拟信号，通过ADC0832转换成数字信号，输出 到单片机进行处理，并显示在LCD1602液晶屏上，当超过设定的警报值时，蜂鸣器蜂鸣报警，排气扇启动。
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一种基于51单片机的粉尘监测系统的设计—定稿资料
届．别．2016届学号毕业设计基于51单片机的PM2.5检测系统的设计与实现姓名系别、专业电子信息与电气工程学院电子信息科学与技术专业导师姓名、职称完成时间 2016年5月10日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 系统仿真软件及总体设计方案 (1)2.1 Keil4软件开发坏境 (1)2.2 软件烧录工具 (2)2.3程序结构分析 (4)2.4 整体的设计方案 (4)2.5电源模块 (4)3 主要元器件简介 (4)3.1 GP2Y1010AU0F传感器简介 (5)3.2 ADC0832模数转换器简介 (8)3.3 LCD1602液晶显示屏 (10)3.4 STC89C52单片机的简介 (12)4 系统单元电路模块设计 (15)4.1主控制模块 (15)4.2显示模块电路 (16)4.3关于报警模块的设计 (16)4.4按键模块的设计 (17)4.5粉尘模块电路设计 (17)4.6电源部分的设计 (18)5 系统测试与实现 (19)5.1系统程序流图 (19)5.2 仿真电路 (20)5.3 软件跟硬件结合 (21)5.4 测试结果分析 (23)5.5 系统实现 (23)6、总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1：系统整体电路原理图 (27)附录2：系统设计部分源程序 (28)摘要现在社会发展的越来越快，随着工业的发展，虽然给人们的生活带来很多便利。
但是，在生产过程产生很多对人体有害的因素工业生产过程中会，例如煤炭灰开采、水泥生产等行业中的粉尘污染。
我的设计采用由LCD1602液晶模块、STC89C52单片机最小系统、ADC0832模数转换器模块、GP2Y1010AU粉尘传感器、电源模块、蜂鸣器报警模块和按键模块模块组成。
单片机是通过ADC0832转换芯片采集GP2Y1010AU粉尘传感器的粉尘的浓度，通过单片机的数据转换处理后在液晶屏上显示空气中的质量，测量空间中的粉尘浓度如果大于当时设置粉尘浓度时，蜂鸣器就会产生报警的声音和发光二极管发出声光报警。
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1.1P C C V 0.1P 8765 4 U I O CK D D CL VC D10 NHHS 2380CDA GCCC 4321 3.1P + f u 0 5 7 4C
2、粉尘传感器模块
夏普光学灰尘传感器GP2Y1010AU0F采用光散 射法：在传感器的中心位置有个暗格，当空气流入 时，红外发光二极管发射红外光线经空气中的粉尘 折射后，光电晶体管再对光线进行检测并判断粉尘 的浓度。GP2Y1010AU0F传感器采用5V直流供电。
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（1）继电器控制风扇 空气质量检测处于报警状态时，
排气扇工作。
（2）蜂鸣器报警
7、声光报警模块 粉尘浓度检测仪的报警部分主要有：3个LED指示灯、蜂鸣器、排气扇。
三、软件设计
程结构框图
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四、仿真结果
LCD1
LM016L
RS RW E
VSS VDD VEE
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C1
22PF
C2
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39 38 37 36 35 34 33 32
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P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
（1）实物上电，按下自锁按键系统电路导通，LCD液 晶显示默认的警报值（250μg/m3），粉尘传感器正常工作， 并且显示实时的浓度值。
6.3P5.3P4.3P 321 KKK
5、按键模块
本设计共有3个按键，分别为KEY1、 KEY2、KEY3。实现开始设置警报值和调节 警报值的大小的功能。
6、LCD1602显示
单片机输出数据，将检测的粉尘浓度值 显示在LCD液晶屏上（浓度单位为μg/m3）。
8
（3）LED指示灯
9
L P2.0P2.1P2.2 L 1E BB 678 R2.2KR2.2kR2.2k 0 GYR 5 1 5 DDD Q8 EEE LLL 111 2 R2.2k 222 C 123 DDD C V P3.7 C C V 1 2 2 D Kj1 0 2.2k 5 1 5 C Q8 C V 3 N 123 O 4 JC 2.2k P2.4
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二、粉尘检测仪硬件电路设计
1、电路总体设计
本设计的系统硬件是以STC89C52单片机为核心，对数字信号进行处理。 电路通电之后，粉尘传感器GP2Yl010AUOF将检测的模拟信号，通过ADC0832转换成数字信号，输出 到单片机进行处理，并显示在LCD1602液晶屏上，当超过设定的警报值时，蜂鸣器蜂鸣报警，排气扇启动。
3、ADC0832模数转换
本设计中实现模数转换的芯片是ADC0832。 将粉尘传感器采集的是模拟信号，经ADC0832 转换为数字信号，再输出给单片机.
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4、单片机STC89C52
接收到ADC0832输出的数字信号之后， 由单片STC89C52进行处理。其中单片机的时 钟、复位、电源电路设计如右图。
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五、实物调试
通过对硬件电路和软件程序的设计，经过制版、焊接、 调试等，最终完成粉尘检测仪的设计。
南昌大学科学技术学院
毕业答辩
基于单片机空气质量PM2.5粉尘检测仪的设计
答辩人：
指导老师：
学 号：
专业班级：
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目录
一、研究背景 二、粉尘检测仪硬件电路设计 三、软件设计 四、仿真结果 五、实物调试
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一、研究背景
自十九世纪中叶人类进入工业时代，人们便开始走向城市化发展，工业革命彻地改变了人们 的生活。但随着工业的发展，大量的工业废气排入大气中，对人类的生存环境产生了严重影响。 废气中粒径较小的粉尘称为雾霾，是威胁人们健康的祸首之一，每年各地都有许多人因为雾霾而 患有呼吸道疾病；而粒径较大的粉尘，在同一空间浓度过高时，极易发生爆炸。为保障人们的安 全，对空气中的粉尘浓度进行检测是势在必行的。
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