基于USART HMI的空气质量测量系统的设计.pptxVIP

基于USARTHMI的空气质量测量系统的设计汇报人：2024-01-27

项目背景与需求分析系统总体设计传感器选型与配置USARTHMI界面开发系统测试与验证项目总结与展望contents目录

01项目背景与需求分析

123随着工业化和城市化的快速发展，空气污染问题日益严重，大气中的颗粒物、有害气体等污染物含量不断上升。空气污染严重长期暴露在污染空气中，会对人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统等造成损害，引发各种疾病。对人体健康的危害空气污染还会对生态环境造成破坏，影响植物的生长和动物的生存，加剧全球气候变化。对环境的影响空气质量现状及危害

USART定义USART（UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter）是一种通用的同步/异步收发器，用于实现串行数据通信。HMI定义HMI（HumanMachineInterface）即人机界面，是指人与机器之间进行交互和信息交换的媒介。USARTHMI技术应用通过USART接口与HMI设备（如触摸屏、按键等）进行通信，实现对空气质量测量系统的实时监测与控制。USARTHMI技术介绍

设计目标开发一款基于USARTHMI的空气质量测量系统，实现对空气中颗粒物、有害气体等污染物的实时监测和数据显示。数据存储与分析系统应具备数据存储功能，以便对历史监测数据进行分析和比较。空气质量监测系统应具备对空气中颗粒物（如PM2.5、PM10等）和有害气体（如CO、NO2、SO2等）的实时监测功能。报警功能当空气质量指数超过预设阈值时，系统应发出报警信号，提醒用户采取相应措施。数据显示通过HMI设备实时显示空气质量监测数据，包括污染物含量、空气质量指数等。通信接口系统应提供USART通信接口，以便与上位机或其他设备进行数据交换和控制。系统设计目标与功能需求

02系统总体设计

选用高性能微控制器，负责整个系统的控制和管理。主控制器空气质量传感器USARTHMI模块电源管理模块采用专业空气质量传感器，用于检测环境中的PM2.5、PM10、甲醛等有害物质的含量。实现人机交互功能，包括数据显示、操作控制等。为系统提供稳定可靠的电源，确保系统长时间稳定运行。硬件架构设计

数据采集与处理通过空气质量传感器采集环境数据，并进行处理和分析，得出空气质量指数。数据存储与通信将采集的数据进行存储，并通过数据通信协议与上位机进行通信，实现远程监控和管理。数据显示与控制将处理后的数据通过USARTHMI模块进行显示，同时接收用户操作指令，实现系统控制。系统初始化完成硬件设备的初始化配置，包括传感器、USARTHMI模块等。软件流程设计

03通信协议制定数据通信的协议，包括命令字、数据长度、数据内容等，以确保数据的准确传输和解析。01通信接口采用USART接口实现与上位机的通信。02数据格式定义数据传输的格式，包括起始位、数据位、校验位和停止位等。数据通信协议制定

03传感器选型与配置

用于检测空气中PM2.5颗粒物的浓度。常见型号如PlantowerPMS5003，具有高精度、低功耗、快速响应等特点。PM2.5传感器用于检测空气中的甲醛浓度。常见型号如ZE08-CH2O，具有高灵敏度、稳定性好、抗干扰能力强等特点。甲醛传感器用于检测环境的温度和湿度。常见型号如DHT11，具有测量范围宽、精度高、稳定性好等特点。温湿度传感器传感器类型及性能参数比较

传感器接口电路设计电源设计为传感器提供稳定的工作电压，通常采用3.3V或5V直流电源供电。信号调理电路对传感器的输出信号进行调理，如放大、滤波等，以提高信号的稳定性和准确性。接口电路将调理后的信号转换为适合微控制器处理的电平信号，通常采用UART或I2C等通信协议与微控制器进行通信。

通过微控制器的ADC模块或外部ADC芯片对传感器的输出信号进行采样和量化，得到数字信号。数据采集数据预处理数据转换对采集到的数据进行滤波、去噪等预处理操作，以消除干扰和噪声对测量结果的影响。将预处理后的数据转换为空气质量指数（AQI）或相应的浓度值，以供后续显示或处理使用。030201传感器数据采集与处理

04USARTHMI界面开发

确定界面整体风格和色彩搭配，以符合空气质量测量系统的主题。设计主界面，包括显示区域、操作按钮、状态栏等元素的布局。规划子界面，如设置界面、历史数据界面等，并保持与主界面的风格统一。界面布局规划与设计

制作所需的图标、按钮、背景等图形化元素，确保其与整体风格相协调。对图形化元素进行整合，形成完整的界面效果。优化图形元素的加载和显示方式，提高系统响应速度和用户体验。图形化元素制作与整合

实现主界面与子界面之间的切换逻辑，确保用户操作流畅。设计并实现按钮点击、滑动等交互事件的响应逻辑