家用PM26;5检查装置分析深度分析.doc

毕业设计 家用PM2.5检查装置设计 目录 1 绪论 1 1.1 设计的主要内容和意义 1 1.1.1 设计的主要内容 1 1.1.2 设计的主要意义 1 2 主控制器及主要器件 2 2.1 AT89S52单片机 2 2.2 A/D转换芯片ADC0832 6 2.3 1602LCD液晶显示屏 7 2.4 粉尘传感器 9 3 硬件电路设计 11 3.1 电路设计框图 11 3.2 系统概述 12 3.3 单片机最小系统 12 3.4 LCD显示模块设计 15 3.5 按键电路 16 3.6 报警电路 17 3.7 污染级别提醒电路和程序下载电路 17 4 设计的应用及相关实验 19 4.1 PM2.5简介 19 4.2 PM2.5的主要来源 20 4.3 PM2.5的现状及常用数据 21 4.4 设计主要用途及应用的场景 21 4.4.1 主要用途 21 4.4.2 应用场景 22 4.4.3 分析 22 4.4.4 应对方法 22 5 结论 22 附录 程序源代码 24 参考文献 38 致谢 39 1 绪论 1.1 设计的主要内容和意义 1.1.1 设计的主要内容 本设计提出的“PM2.5监测”的方案最基本的实现方法是由单片机、粉尘监测传感器、显示模块、报警器等模块组成的电路， GP2Y1010AU0F粉尘传感器采集空气中PM2.5的浓度值，经过AT89C52单片机处理后，在LCD1602液晶上显示，并且设置一个报警值，检测的PM2.5浓度值超过报警值后，蜂鸣器报警，报警值可以用按键手动调节。另外，该设计在实时检测浓度的同时，根据当前检测浓度亮起相应的灯，浓度范围分别为： 检测的PM2.5的浓度值在0-0.1，绿灯亮，表示环境良好； 检测的PM2.5的浓度值在0.1-0.3，黄灯亮，表示轻度污染； 检测的PM2.5的浓度值在0.3以上，红灯亮，表示重度污染； 1.1.2 设计的主要意义 21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。 因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。雾霾主要由PM2.5、PM10、PM0.1以及重金属镍砷铬铅等颗粒组成。在空气动力学和环境气象学中，颗粒物是按直径大小来分类的，粒径小于100微米的称为TSP(TotalSuspendedParticle)，即总悬浮物颗粒；粒径小于10微米的称为PM10(PM为ParticulateMatter缩写)，即可吸入颗粒物；粒径小于2.5微米的称为PM2.5，即可入肺颗粒物，它的直径仅相当于人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，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。 世界卫生组织发布的报告显示，无论是发达国家还是发展中国家，目前大多数城市和农村人口均遭受到颗粒物对健康的影响。高污染城市中的死亡率超出相对清洁城市的15%至20%。据统计，在欧洲，PM2.5每年导致386000人死亡，并使欧盟国家人均期望寿命减少8.6个月。人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。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。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，刺激呼吸道，干扰肺部的气体交换，从而引发咳嗽、呼吸困难、哮喘、慢性支气管炎等呼吸系统的疾病并导致心律不齐、非致命性心脏病等心血管方面的疾病。其中，老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。 因此，对PM2.5的监测与治理便显得越来越重要。 2 主控制器及主要器件 2.1 AT89S52单片机 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k BytesISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT