1. 研究目的与意义
雾霾主要由pm2.5，pm10，pm0.1以及重金属等颗粒组成。
pm2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质。
在空气动力学和环境气象学中，粒径小于2.5微米的称为pm2.5，即可入肺颗粒物；但它与较粗的大气颗粒物相比，粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量影响更大。
2. 国内外研究现状分析
（一）历史发展： PM2.5中无机元素种类较多，如Pb、Cd、Cu、Ni等，其一旦进入人体，将会严重损害健康。有研究发现，PM2.5微粒通过呼吸作用进入人体血液循环，对人体多个器官造成一定程度的损害。PM2.5能改变血液成分组成与数量，改变心脏的功能状态。 自工业革命以来的200多年中，空气污染一直像一个梦魇，萦绕在地球上空。在治理PM2.5的污染上，欧洲各国要先于国内，发达国家在城市大气污染控制和研究上走过了漫漫长路，其治理的方法和经验值得借鉴。纵观欧洲历史， 1952年12月4日英国伦敦的一场大雾封城的几天中，有4700多人因呼吸道疾病而死亡，此后英国政府于1956年颁布了世界上第一部《清洁空气法》，城区禁止使用产生烟雾的燃料。接着又陆续颁布实施了《公共卫生法》、《放射性物质法》、《汽车使用条例》，随着汽车数量的增加，英国政府出台了一系列限制汽车尾气排放的措施，如推广使用无铅汽油、严格检测尾气排放等。2007年，伦敦市还公布了更为严厉的《交通2025》方案，限制私家车进入伦敦。法国巴黎为了限制机动车数量，巴黎规定当空气质量为二级时，汽车根据牌照的单双号交替行驶，而当空气质量达到三级时，凡可能造成污染的车辆都严禁上街；鼓励人们乘坐公共交通工具，空气质量凡在二级以上时，所有公共汽车和地铁的票价都要降低。美国在加利福尼亚州的洛杉矶市，出售的汽车必须是清洁的，同时采取了包括增加停车收费等多种方式，鼓励多人合乘一辆汽车。同时，加州是世界上利用风能和太阳能发电装置最多的地方。（二）现状分析： 美国、日本、欧盟等发达国家在监测技术，质量标准和仪器指标和测定方法都有相应的规定，这也使得他们对PM2．5的监测形成了较完整的体系。同时把PM2．5列为国家标准污物常规监测并向公众报告监测数据他们广泛采用的三种检测方法:重量法、β射线法、微量振荡天平法。 重量法:将将滤纸在恒温恒湿环境下放置48小时，然后用梅特勒超微量电子天平对滤纸进行称量，并做好标记，接着滤纸带到现场，用采样泵进行24小时采样，待采样完成后，将滤纸带回实验室，并将其放置于恒温恒湿环境中48小时，取出滤纸，用梅特勒超微量电子天平再次对其进行称量，根据两次称量的差值和采样泵在规定时间内的采样量，就可以计算出PM2.5的含量。β射线法：单片机控制恒流采样系统将采样的气体先后通过两种不同的滤纸(第一种主要吸收空气中较大的颗粒物质，第二种主要吸收所测PM2.5浓度的颗粒物，滤纸可更换)过滤，当采样一定时间后，步进电机驱动滤纸传送带将滤纸移向14C放射源(β射线源)处，β射线经过含有颗粒物的滤纸后，由光电倍增管将光信号转换为电脉冲信号，经过滤波放大之后由单片机进行脉冲计数，最后通过串口将计数值发送到上位机，由上位机计算出PM2.5浓度值，并显示出来。微量振荡天平法：是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管,在其振荡端安装可更换的滤膜,振荡频率取决于锥形管特征和其质量.当采样气流通过滤膜,其中的颗粒物沉积在滤膜上,滤膜的质量变化导致振荡频率的变化,通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量,再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物的质量浓度。除了以上主要采用的三种方法之外，常用的检测方法还有: 原子吸收法（AAS）、ICP-MS法、氢化物发生器-原子吸收分光光度法、原子荧光分析仪等。其中Cu、Cd、Pb、Zn、Mg等元素采用AAS法测定，As、Hg采用氢化物发生器-原子吸收分光光度法。 整体上来讲我国PM2．5的监测工作尚处在起步阶段，对PM2．5的监测较为零散。随着PM2.5对人类健康的危害越来越大,国内对PM2. 5的检测也越来越重视，在2012年2月29日颁布了新的空气质量标准一《环境空气质量标准》(GB3095．2012)，将PM2．5纳入常规空气质量监测与评价体系。我国京津冀地区的几个试点城市早在几年前已经实现了对PM2．5的监测，近年来已经形成有效数据并反馈给公众，从2012年起在各省会城市进行了PM2．5的监测，并且计划将于2016年在全国范围内实行PM2．5的常规监测。 在国内外面对如何减少PM2．5污染这一问题时，中国环境科学研究院副院长柴发合的观点兼顾社会发展与污染治理，他表示:机动车是PM2.5污染源中一个非常重要的贡献者。较老车而言，新车排放效能要好得多。置换淘汰老车，是改善空气质量的有效手段。除此之外，我国处于高速发展时期，治理过程要比发达国家要复杂，各种建筑工地特别多，大货车造成的道路遗撒让更多的车辆碾轧，尘土越碾越细，通过轮子的滚动产生涡流，带到大气中，行成大量可吸入颗粒物和入肺颗粒物。由此可见，对建筑工地的污染控制，也需要进一步强化。我国的环保工作者还需要结合国外发展情况和国内实际情况找到符合我国国情的，高效的在线连续监测手段，确保监测结果的准确性并且能够将细微颗粒物污染危害降到最低，同时为环境管理提供切实有效的依据。
3. 研究的基本内容与计划
一、研究内容 采用89C51单片机为控制中心，了解电路中各个器材的作用及功能，主要由GP2Y1010AUOF灰尘传感器测验空气粉尘浓度，LCD1602显示当前空气粉尘度，可以建立一个简单的检测仪。当粉尘传感器采集空气中的PM2.5的浓度值时，经单片机处理后，超过则报警。二、研究计划(1)第1-3周：明确设计任务，查资料 (2)第4-5周: 确定总体设计方案；(3)第6-7周：具体程序大致框图的设计；(4)第8-12周: 程序流程图绘制和前后面板的设计；(5)第13-14周：程序最后的调试阶段，以及撰写毕业论文；(6)第15-16周：毕业答辩。
4. 研究创新点
本设计采用at89c51单片机为控制中心，由gp2y1010au0f灰尘传感器测量空气粉尘浓度，lcd1602显示屏显示当前空气粉尘浓度。
当空气中粉尘浓度达到所设定限度启动蜂鸣器自动报警，且能实时对应显示相应的led灯，直观提醒当前的污染级别。
该系统电路简单、工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高，具有一定的实用价值。
