摘 要随着社会的进步和经济的不断发展，我国人民在生活条件和思想方式方面都有了很大的提高和转变，对生活品质也有了更高的追求。不再仅限于衣食住行，对生活环境质量也有了严格要求。面对这一现象，市场上也开始出现各种空气检测的设备，但检测的物质种类五花八门，缺乏针对性和实用性，且价格昂贵。因此，本设计变应运而生。本设计所实现的空气检测系统主要用来检测PM2.5和CO的浓度，此两种物质对人体危害较大且无色无味，在生活中也经常发生一氧化碳泄露致人死亡和雾霾导致呼吸道疾病的事件。设计具体以Arduino RoMeo BLE V1.0作为核心控制板，通过其自带的丰富I/O接口进行设计制作，其中需要用到粉尘传感器和一氧化碳传感器。经过核心板对传感器收集数据的分析处理，并且通过LCD1602将当前电路传感器状态显示出来，同时装上蜂鸣器，浓度达到警戒值会发出报警声进行提示。本文所设计空气检测系统在经过不断调试和验证后，能够达到较高的性能指标，方案实行起来符合预期难度与工作目标。
目录
引言 7
（一）课题的提出和意义 7
（二）设计的思路 7
（三）课题主要设计内容 7
一、空气检测系统的方案设计 8
二、系统硬件的选择 9
（一）单片机的选择 9
（二）粉尘传感器的选择 9
（三）一氧化碳传感器的选择 10
（四）LCD显示屏的选择 10
（五）蜂鸣器的选择 11
三、单片机及主控板 12
四、系统的硬件设计 13
（一）LCD显示电路设计 13
（二）粉尘传感器电路设计 14
（三）一氧化碳传感器电路设计 14
（四）报警电路设计 15
五、系统软件设计 16
（一）空气检测系统的主程序流程 16
（二）粉尘传感器子程序设计 17
（三）一氧化碳子程序设计 18
（四）报警电路子程序设计 19
六、实物的安装与调试 20
（一）实物安装 20
（二）硬件调试 20
总结与展望 22
参考文献 23 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 

致谢 24
附录一 原理图 25
附录二 元件清单表 26
附录三 程序 27
引言
（一）课题的提出和意义
雾霾天气带来的呼吸道疾病，一氧化碳泄露导致的悲剧惨案，这些事件就在发生我们的日常生活中。因为没有检测系统的浓度显示和报警提示，所以在它们在不知不觉中就给人们带来了巨大的伤害。为此我有了制作一套可以专门检测PM2.5和一氧化碳的空气检测系统的想法。能够更加直观的观测周围环境中的PM2.5浓度，在一氧化碳泄露时有一个安全保障，以此来保证生活环境的质量和安全。
有些意外我们无法避免，但有些意外是可以避免的。既然可以避免，那我们就应该努力为自己创造一个安全舒适的环境。本课题实现了PM2.5浓度实时显示，浓度超标时蜂鸣器报警和一氧化碳泄露报警等功能，性能可靠且造价成本低于市面上的产品，具有很强的产品竞争力。
（二）设计的思路
通过对周围PM2.5和一氧化碳两种物质的检测，再由arduino中控部分对数据进行分析处理，并且配置液晶显示电路将数据清晰的显示出来，便于直观的观测。另外设定警戒值，在所检测物质浓度超过警戒值后控制蜂鸣器报警提醒。以此来保证周围环境的质量与安全。
（三）课题主要设计内容
本文将要实现的内容为：
1、设计装配粉尘传感器和一氧化碳传感器，通过arduino核心板的驱动实现对周围环境数据的检测。
2、装配LCD1602实现参数的显示功能；
3、装配有源蜂鸣器电路，实现对PM2.5浓度过高、一氧化碳泄露的报警功能；
通过对这些电路的设计，实现了一款能够对空气中PM2.5和CO进行检测并且可以实现浓度参数显示和浓度超标报警的功能空气检测系统。
空气检测系统的方案设计
本课题需要实现对周围空气中PM2.5和一氧化碳的浓度检测并实时显示PM2.5的浓度参数和是否有一氧化碳泄露。另外，在PM2.5浓度或者一氧化碳浓度超过设定阀值时蜂鸣器报警提示的设计。为实现以上功能大致可将硬件电路系统划分为硬件结构框图所展现的电路模块。从图1中可以看出本设计主要以arduino核心电路作为中控部分，为整个系统输出驱动指令和接受传感器所采集的数据并进行分析处理。
1、选用粉尘传感器和一氧化碳传感器构成传感器模块的核心部分，通过arduino核心电路的驱动对周围空气中的PM2.5和一氧化碳进行检测；
2、选用有源蜂鸣器作为报警模块的核心，在arduino核心电路的驱动下将报警信号输出（PM2.5或者一氧化碳超过阀值的情况下）；
3、显示模块选用LCD1602作为核心元件，通过arduino核心电路的驱动实现对参数的实时显示；
图1 空气检测系统硬件结构框图
系统硬件的选择
（一）单片机的选择
本设计选用了使用集成了ATmega328p单片机的RoMeo BLE V1.0主控板，这块主控板的输入电压为523V直流，工作时钟16MHz，14通道数字IO口，6个PWM通道，8通道10位模拟输入，而且ATmega328的适用范围较广，具有编程简便、实用性好、可靠性高、价格实惠等优点。核心模块配套传感器品种齐全的Arduino系列，后期改装的升级空间也比较大大，可以拆解回收等到后期再利用，功耗不高而且性能强悍，集成度也比较适宜，对传感器模块的应用相对比较成熟。其外形如下图2所示：
图2 ATmega328p
（二）粉尘传感器的选择
本设计选用的粉尘传感器是一款如图3所示的光学空气质量传感器GP2Y1014AU0F，这款粉尘传感器通过其内部的光电晶体管和红外线发光二极管探测到空气中尘埃反射光，即便是像烟雾颗粒这种非常细小的物质也能够被感应到，所以可以来检测空气中的尘埃粒子。在许多空气检测系统中都有应用，该传感器可使用高达7V直流，且具有非常低的电流消耗（最大20mA，典型值11mA）。该粉尘传感器输出的模拟电压值与粉尘浓度成正比，灵敏度为0.5V/（0.1mg/m3）。

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