室内空气净化自动控制系统设计.doc

摘要:近年来，环境污染问题严重，而其中的空气污染尤其是室内空气污染更是关乎我们每个人的身体健康。由于人们对于室内空气的安全状况有了更多的关注，目前越来越多的家庭购买空气净化器，用来排除空气污染物、降低室内污染程度。但是现在市面上的很多空气净化器并不具备智能控制功能，从而导致人们并不清楚什么时候需要开启空气净化器，而什么时候无需开启空气净化器。

本课题针对这些问题，为普通的空气净化器设计了一个自动控制系统。本系统能自动检测空气污染情况，用LCD1602显示器实时显示检测到的PM2.5浓度和甲醛浓度。当本系统检测到空气污染浓度超过设置的警戒浓度的时候，本系统会自动启动空气净化器，而且根据室内空气环境污染程度的不同而自动选择不同的工作档位净化空气，既能让人们省心省力，又能减少不必要的能源消耗。同时，用户还可以选择手动模式，对净化模式进行选择。该系统易于操作、结构简单、成本低廉非常适用于家庭、教室等场所内的对空气质量的检测、净化与控制。

本文设计的室内空气净化自动控制系统通过了调试和运行，通过控制电机的转速模拟不同档位实现自动控制空气净化器的功能，满足了本次设计的基本要求。

关键词：空气净化系统；STC89C52单片机；PM2.5传感器；甲醛传感器；自动控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的研究背景及意义-1

1.2 课题的研究现状和发展趋势-2

1.3 课题的主要研究内容-3

2 系统的设计方案-4

2.1 系统总体设计方案-4

2.2 室内空气净化自动控制核心设计思想及方案-4

2.3 空气净化器自动控制系统设计思想及方案-5

2.4 室内空气环境检测模块设计思想及方案-6

3 系统硬件设计-7

3.1 单片机最小系统电路设计-7

3.2 控制核心外围电路设计-8

3.2.1 电源供电电路-8

3.2.2 液晶显示屏电路-8

3.2.3 储存芯片电路-9

3.3 室内空气环境检测模块-10

3.3.1 PM2.5传感器模块-10

3.3.2 甲醛传感器模块-10

3.4 空气净化器控制模块-11

3.4.1 直流电机驱动控制电路-11

3.4.2 继电器控制电路-12

3.4.3 工作模式信号指示灯电路-12

3.4.4 选择工作模式与设置键位电路-13

3.5 A/D转换模块-13

3.6 声光报警模块电路设计-13

4 系统软件设计-15

4.1总体软件设计框图-15

4.2 整体程序流程框图-15

4.3 室内环境空气检测模块程序设计-17

4.3.1 PM2.5检测程序设计-17

4.3.2 甲醛检测程序设计-17

4.4 空气净化器自动控制程序设计-18

4.5 显示屏显示程序设计-19

5 系统整体调试-21

5.1 测试目的与目标-21

5.2 空气环境信息采集系统测试-21

5.3 电机驱动控制测试-22

5.4 整体系统调试结果-22

结   论-23

参 考 文 献-24

附录A 系统硬件原理图-25

附录B 系统PCB图-26

附录C 部分程序-27

致    谢-50