王翰平+徐俊璽+劉正云

摘要：為實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)空氣質(zhì)量的實(shí)時監(jiān)測，保護(hù)人們的身體健康，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的室內(nèi)空氣檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C52為核心，利用PM2.5粉塵、溫濕度傳感器檢測室內(nèi)粉塵的濃度及溫濕度值，當(dāng)濃度及溫濕度值超過預(yù)先設(shè)定的閾值時，發(fā)出聲光警報(bào)。該系統(tǒng)具有低功耗、高精度和靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種實(shí)用的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：空氣檢測；單片機(jī)；傳感器；顯示

中圖分類號：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0098-01

醫(yī)學(xué)研究表明人類發(fā)病率、死亡率與室內(nèi)空氣的質(zhì)量有很大的關(guān)系[1]，室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞直接影響人體健康[2]。本文提出一種室內(nèi)空氣檢測系統(tǒng)，可實(shí)時檢測室內(nèi)溫濕度值、PM2.5粉塵，并用LCD1602完成顯示。若檢測的數(shù)據(jù)高于設(shè)定閾值，GSM模塊發(fā)送檢測的信息給手機(jī)，提示注意，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

如圖1所示為室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)以STC89C52為控制核心，PM2.5粉塵傳感器將信號傳送給ADC0832，完成A/D轉(zhuǎn)換后傳送給STC89C52；由DHT11溫濕度傳感器將溫濕度信號傳送給STC89C52，單片機(jī)完成信號處理后，形成精度較高的數(shù)字信號輸出給LCD1602顯示。若檢測的數(shù)據(jù)高于設(shè)定閾值，通過GSM模塊發(fā)送短信給手機(jī)，提示注意，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警[3]。

2 硬件電路的設(shè)計(jì)

本文CPU芯片選取STC89C52單片機(jī)[4-5]。Sharp GP2Y1010是光學(xué)空氣質(zhì)量傳感器，其內(nèi)部有光電晶體管和紅外線發(fā)光二極管，可測量煙草產(chǎn)生的煙氣、花粉、房屋粉塵和PM2.5粉塵等，粉塵傳感器的引腳如圖2所示。

數(shù)字傳感器DHT11是功耗很低的測量溫濕度的元件，由電阻式測濕元件和NTC測溫元件組成。引腳如圖3所示，引腳1接電源正極；引腳2接數(shù)據(jù)端；引腳3為空腳，懸空不用；引腳4接地端。

M900A模塊接口如圖4所示，它是尺寸緊湊、高可靠性的無線模塊，采用功能強(qiáng)大的ARM9216EJ-S處理器作為內(nèi)核，采用SMT封裝的四頻GSM/GPRS模塊，SIM900A GSM/GPRS使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，可以實(shí)現(xiàn)小尺寸、低功耗的語音、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。

3 軟件電路的設(shè)計(jì)

根據(jù)本文系統(tǒng)的功能，將軟件模塊分為初始化模塊、數(shù)據(jù)信息采集、A/D轉(zhuǎn)換子程序、顯示子程序和報(bào)警子程序，各模塊的執(zhí)行流程如圖4所示。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)能實(shí)時采集室內(nèi)溫濕度、PM2.5粉塵數(shù)據(jù)，并完成存儲、顯示及報(bào)警工作，以STC89C52為硬件設(shè)計(jì)核心，以C語言完成程序的編寫，該系統(tǒng)具有低功耗、高精度和靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐偉，劉志堅(jiān).現(xiàn)代建筑室內(nèi)空氣檢測技術(shù)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2016.

[2]張偉.室內(nèi)空氣污染危害及防治對策[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2013，26（2）：43-45.

[3]鄭德忠，趙樂平.紅外吸收粉塵傳感器的設(shè)計(jì)[J].激光與紅外，2012，42（9）：1007-1010.

[4]劉少軍，王瑜瑜.基于單片機(jī)控制的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與電子，2012，22（9）：53-56.

[5]李軍，幸堅(jiān)炬，李木榮.室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，23（7）：39-42.

Abstract：In order to monitor indoor air quality and protect people's health， an indoor air detection system based on SCM（single chip microcomputer）is designed.The system takes STC89C52 as the core.using smoke.Using dust sensor to detect dust concentration.Using temperature and humidity sensor to detect temperature and humidity.When the concentration， temperature and humidity value exceeds the limit value，the sound and light alarm began to work.The system has the advantages of low power consumption， high precision and flexibility， and is a practical indoor air quality detection system.

Key Words：air detection；single chip microcomputer；sensor；displayendprint