基于单片机的智能家用空气质量监测系统开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景 随着科技和工业技术的日益发展，人们的生活变得越来越便捷。但同时科技和工业的发展也造成了环境的污染，近些年来频繁困扰人们的雾霾就是导致的后果之一。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。直径在2.5微米至10微米之间的颗粒物（即PM2.5-PM10），能够进入上呼吸道，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体置换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。一个人每天平均要吸入约1万升的空气，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。

同时也随着电子技术的发展，市场上出现各种室内测量传感器，包括温湿度传感器、灰尘传感器等。我国早在20世纪60年代开始涉足传感器制造业，“八五”期间，我国将传感器技术列为国家重点科技攻关项目，建成了“传感器技术国家重点实验室”、“国家传感器工程中心”等研究开发基地。当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后，随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展，未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。

1.2 研究目的

现如今空气质量不好大部分情况是因为雾霾的产生。雾霾的主要成分是PM2.5，为了防止雾霾对人身体健康的进一步影响，因此针对PM2.5设计基于单片机的空气质量检测系统，当室内PM2.5浓度超过健康值时进行报警提示。除此以外还具备基本的温湿度、甲烷、甲醛的监测和报警。

1.3研究意义 本课题以单片机作为控制核心，需要综合利用所学的单片机及电气控制相关知识，达到锻炼解决实际工程问题的能力。目前基于单片机的空气质量检测系统不少，但大多都是监测甲醛，一氧化碳或者粉尘等，但如今雾霾对人体危害影响更大。本课题研究的检测系统不仅可以检测常规指标如温湿度，甲烷等，更主要的是检测空气中的PM2.5，以此来反映空气质量好坏，并且体积小，智能化，操作简单方便，适合应用于家庭等室内场所，让人们能够实时了解空气质量，更好的维护身体健康。

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容 本课题主要研究对室内温湿度、室内空气中甲烷、甲醛及PM2.5的检测、显示和监控、报警三个方面，主要内 容包括：1）检测系统的具体方案的选择（传感器、采样点、数据精度的选择）2）数据的显示及报警控制系统的设计3）检测系统各个模块的硬件设计4）单片机、传感器的编程控制和调试（检测系统软件设计）

5）整个系统的仿真调试及总结

2.2预期目标 1）能够实现对室内温湿度、空气中甲烷、甲醛及PM2.5浓度的监测及显示 2）能够在室内空气中甲烷、甲醛及PM2.5浓度超标时报警

3. 研究的方法与步骤

3.1研究方法

研究项目分析法：在进行理论的搜集与分析之后，根据现有的研究项目整体系统进行分析与设计，实现理论与实践的相结合，使理论有理有据，设计更合理。

3.2研究步骤：

4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

2022.1.1－2022.1.31 消化已有资料，查阅相关文献资料。

2022.2.1－2022.3.31 翻译外文资料，撰写开题报告，初步设计—包括基本机构、组成、控制指标。

2022.4.1－2022.4.20 详细设计，实体建模，设计计算。