基于单片机控制的车载空气净化器设计.docx

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基于单片机控制的车载空气净化器设计

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张仁朝张茂贵

摘要

本文设计了一种基于STC89C52单片机控制的车载空气净化器，从而达到净化车内空气的效果。该净化器采用手机APP控制，利用空气质量传感器进行空气的检测，若没有污染源的出现，该净化器可以过滤粉尘与PM2.5的气体，若检测到有害气体，该净化器可以释放臭氧消毒来净化空气。

【关键词】单片机传感器手机APP净化

1引言

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，汽车已经走入平常百姓家，车内的座椅、沙发垫等装饰材料会释放苯、甲醛等有毒物质，导致车内空气质量恶化，同时车内封闭的小环境，容易使人感到不适，引起头痛，恶心等现象。本人根据实际生活的需要设计了一种车载空气净化器。

2硬件电路设计

2.1系统结构

该项目主要由空气质量传感器模块、MCU控制模块、液晶显示模块、空气净化模块、电源模块、蓝牙模块、手机APP等组成，如图1所示。

2.2硬件模块介绍

2.2.1MCU模块

MCU模块是采用STC89C52单片机作为控制核心，此单片机是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器，价格便宜，适合实际应用需要。如图2所示。

除了复位电路、时钟电路外，P2端口连接LCD1602的液晶显示。

2.2.2显示模块

本电路显示模块采用的是LCD1602，可以显示2行*16字符，主要用来显示净化时间。其中第3脚为Vo为对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，实际使用中用一个电位器来调整，如图3所示。

2.2.3空气质量传感器模块

空气质量检测模块采用的是SM427N001，它是一款高性价比的四等级空气质量传感器。能够检测氨气、氢气、酒精、一氧化碳、甲烷、丙烷、甘烷、苯乙烯、丙二醇、酚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛等有机挥发气体以及香烟、木材、纸张燃烧烟雾、油烟等。该模块通过XH2.54-4立式插座与单片机P1^2、Pl^3相连，接口定义如表1所示。输出信号A、B与污染等级0-3相对应，0表示没有污染，3表示污染最严重，级别越高表示污染越严重，具体如表2所示。

2.2.4空气净化模块

该电路执行空气的过滤、净化和消毒功能。具体如图4所示。JP1与JP2所接的风扇通过过滤网进行空气循环，过滤网能不仅够滤除颗粒尘埃、毛发、絮状物等悬浮物，还可以滤除部分PM2.5、甲苯、TVOC等有害气体。当红灯亮时，说明车内空气污染严重，JP4臭氧电路工作，进行消毒;蓝灯亮时，JP5负离子电路工作，进行空气净化。

2.2.5手机APP模块

該APP用于直接控制空气净化器中的净化和消毒，简单方便，可以提前开启空气净化，当你打开车门就可以享受清新的空气，具有很高的实用性。如图5所示。

2.2.6蓝牙模块

蓝牙模块采用的是CC2541，手机APP发出指令后，蓝牙模块接收信号并传到单片机中，单片机根据接收的信号做出相应的判断，控制净化模块和消毒模块进行相关的操作。其中蓝牙模块TXD连接单片机的P3^0;RXD连接单片机的P3^1;如图6所示。

3软件流程

系统上电后，先进行初始化。单片机检测按键是否有按下，如果有按键，则执行净化处理，并在液晶上显示时间;同时还要检测手机APP送来的信号，如果空气质量达到污染程度，则启动臭氧电路进行消毒处理，如图7所示。

主要程序如下：

#include

#defineucharunsignedchar

#definePortPO

sbitRS=P3^5;

sbitRW=P3^6;

sbitE=P3^4;

sbitfoot2=P3^2;//按键中断

sbitfoot1-P1^1;//风扇

sbitfoot3=P1^2;//空气传感器

sbitfoot4=P1^3;//空气传感器

sbitfoots=P1^4;//臭氧

sbitfoot6=P1^5;//负离子

sbitLED6=P1^6;

sbitBusy=P0^7;

ucharstr[16]=0123456789-，hour=3，min=0，sec=0，num=0，i，j，flags，flag;

ucharstrl[16]=**CleaningAir**，str2[16]=Time：;//利用数组，调用数组

voiddelay（）//延时函数

{

ucharij;//延时变量

for（i-0;i50;i++）

for（j=0;j100;j++）;

}

voidReadBusy（void）//读忙信号判断

{

uchark=255;

Port=0xff;

RS=0;

RW=0;

E=0;

while（（k--）（Busy））;

E=0;

}

voidWrite_Comm（ucharIcdcom