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基于粉尘报警监测系统单片机的设计(附件)【字数:7976】

2024-01-25 16:41编辑: www.jxszl.com景先生毕设
在工业化发达的今天,粉尘的危害也在不断扩大。有关于粉尘危害的新闻越来越多,数以万计的人因为粉尘直接或者间接地收到伤害。降低粉尘事件的危害已经成为了迫在眉睫的问题,我们急需将粉尘的问题实际化。本课题主要介绍了一款粉尘报警器的研究过程以及制作过程,该设计软件上主要使用C语言的编写,硬件上使用了粉尘传感器,温度传感器以及数码显示器等多种元器件。该设计将会适用于面粉厂、煤矿检测、雾霾严重的居民家的粉尘、温度检测以及报警。 3
目录
ABSTRACT 3
第一章 引言 5
(一)选题背景 5
(二)国内外的相关发展情况 5
(三)粉尘的测量方法 6
(四)粉尘报警器优点 6
(五)本课题主要的研究内容 7
第二章 基于粉尘报警器单片机的硬件设计 8
(一)整体硬件功能及相应指标 8
(二)系统硬件的设计框架 8
(三)系统软件部分设计 9
第三章 粉尘报警器各部分具体的硬件设计 11
(一)单片机部分 11
(二)粉尘传感器部分 11
(三)温度传感器 12
(四)液晶显示数码管 12
(五)数模转换 12
(六) 蜂鸣器 13
第四章 粉尘报警器电路及软件设计 14
(一)电路的设计 14
(二)仿真 15
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录1原理图 24
附录2部分程序 25
附录3元器件清单 27
附录4 PCB图 28
第一章 引言
近年来,我在新闻报道上看到了有关粉尘爆炸的新闻,结合我们在学校所学的东西,我萌发了一个有关粉尘爆炸的想法。结合我在网上看到的资料,我发现我国的工业在迅速的发展,而我们的空气环境越来越差,因为空气污染发生的危险也是越来越多,因此我决定自主开发研制一个有粉尘报警的单片机。我希望实现的功能是:将这个单片机放在某个环境下时,如果房间的粉尘浓度超过了所设置的浓度,该单片机便会报警,从而提醒人们。这样就能帮助居民有效避 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
免粉尘爆炸的危险了。关于该单片机我将采用我们比较熟悉的STC89C52单片机,制作完成后,该单片机将不会太大而且用法简单,只需要挂在墙上,这样就不用占用过多房间的空间,并且在条件合适的情况下可以连接风扇,使得房间内的空气得到缓冲。
(一)选题背景
粉尘是一种生活中处处都有的东西,简单来说它就是一种颗粒物,但是当它超过一定浓度时,它就会带来各种各样的危险,例如粉尘爆炸,煤矿爆炸,阻挡交通视线等危险。除此之外,粉尘还是一种病菌的载体,粉尘可以携带空气中的病毒来进入到人类的呼吸道,尤其是在今年的全国疫情的大环境下,粉尘的危害显得更加岌岌可危。我们国家制定了粉尘浓度的一系列的标准,这是因为如果我们能有效地控制住粉尘浓度,那样就可以极大地减少国家的经济损失。而有效地控制粉尘浓度的前提就是检测出粉尘浓度,因此我们这个课题虽然看似很小,但是这对我们国家来说意义重大。并且当疫情过去后我们的课题还可以在其他方面继续发挥它的作用,这就使得这个单片机的用处最大化了。粉尘报警器可以用于检测粉尘浓度并且报警甚至可以通过安装风扇来自动降低粉尘浓度,可以使用的具体场所如煤矿挖掘场所,面粉厂仓库和制造场所,雾霾严重道路,环境检测,城市污染调查以及一些雾霾严重的城市的居住地。
(二)国内外的相关发展情况
目前国内外已经有了许多的粉尘检测的相关产品,尤其是国外的。但粉尘检测仪离不开的永远是那些构造。粉尘检测仪跟其他检测仪一样都有着信号采集模板,信号处理模板以及用来观察具体数字的数字显示模板,还有的就是用来对参数的控制的模板等。
1国外的发展情况
国外的工业更加发达因此他们遭受的粉尘污染也更加严重,比如之前的英国伦敦,伦敦当时的工业非常地发达,但同样由于大力发展工业而忽视掉的粉尘污染问题也越来越严重,因此当时的伦敦总是被雾霾笼罩着,所以伦敦也被扣上了雾都这顶帽子。为了拿掉这顶帽子,英国便开始了对粉尘检测仪的研究。而英国的Sims lin系列检测仪以及他们的二代产品OSIRIS粉尘传感器也的确帮助英国拿掉了雾都这顶帽子。还有就是德国的丁达尔公司,同样由于发达的工业引发的粉尘污染而研发的Ⅱ101型自动测尘仪也是非常的先进并且性能也是相当好。除此之外,日本作为工业大国他们的柴田LV一5E、P5系列微电脑粉尘仪也有着相当好的保障。当然目前来看最发达的国家还是美国,而美国的3400型粉尘监测仪也几乎是目前上最先进的。
2国外的发展情况
由于国内工业的发展比较晚,因此我们也是在最近几年才逐渐地认识到粉尘污染的危害,所以国内的粉尘检测并没有国外发展的那么好,但是在国家的大力支持下我们的粉尘检测仪还算是比较理想。我们国内的粉尘检测仪主要以采样器以及直读式测尘仪为主。但随着国家的高度重视以及前辈们坚持不懈的研究下,重庆研究院在最短的时间内研究出了GCG500型粉尘浓度传感器。这款传感器在各个方面都达到了我们国家的标准要求甚至还优于国家规定的标准。在该传感器开发出来后我国的大部分大型厂家都引进了该传感器的生产方法。
国内外的粉尘传感器在原理上都采用了光散射法原理。但是国内外的偏重点不同,国内的传感器范围比国外的要大很多,但是误差也比国外的大。国外的虽然测量范围较小但是它的误差值很小。而且国外的传感器工作电流较小,因此整体上来看国外的传感器要略优于国内的。
(三)粉尘的测量方法
粉尘的测量方法有很多,但是目前最主要的方法有三种:
1光学法
光学法可以再更深入地分为浊度法和散射法。浊度法便是国外采用的测量方法,当然国内也有大量的使用。该方法的缺点是容易受到污染,需要时刻保持着镜头的光洁,不能上面有污渍,不利于户外长期使用。
2采样称重法

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