中期答辩--基于单片机的多功能空气质量检测系统设计.pptxVIP

毕业论文答辩专业：电气工程及其自动化指导老师：张加胜学号：XX答辩人：XX

设计的目的和意义设计总体结构硬件设计软件设计系统功能的实现12345总结6

1设计的的目的及意义甲醛、一氧化碳、烟雾和PM2.5对人类的健康危害非常大，也是生活中常用的有害性气体，这些有害气体就可以导致人和动物的死亡或不等程度的伤害。大气污染历来是人类面临的极其严重的环境污染之一。近代来，特别是产业革命以来，由于人类社会经济的迅猛发展，带来工业化的普及，化石能源的大量使用，使得人类赖以生存的大气环境质量日益恶化，在震惊全球的世界八大公害事件中，仅大气污染就占了5件。大气污染的危害非常大，严重的大气污染可以导致人发生各种疾病，如气管炎、哮喘、肺炎等，甚至造成人的非正常死亡；会减缓农作物生长，发育受阻，品质下降，产量减少；由大气污染造成的酸雨还会腐蚀建筑物、金属制品，造成高压线路短路，影响油漆涂料、纸制品、纺织制品等；由于人类使用氟利昂等制冷剂造成的臭氧层损耗，还会导致人类容易临患皮肤癌等疾病。传统的空气质量检测方法大多因测试时间长，测试仪器操作繁杂，不易现场使用等特点而得不到推广，世界各发达国家一直在进行空气质量检测的新方法、新技术、新仪器的研发，力求提供现代化的检测手段。为了能够在较大的地域内对空气质量进行快速检测，这就要求空气质量检测仪必须具有响应速度快、操作简单、微型化、便携式的特点。因此研制出一种微型、可靠、价格低廉的空气质量检测仪对毒气种类的识别和浓度的快速、准确检测工作具有十分重要的现实意义。

2设计总体结构设计一款基于单片机的空气质量检测系统，该系统最亮点的设计功能在于使用了物联网智能终端技术，显示屏上显示的数据能通过USR-C215串口转wifi模块实时传输到有人云平台。装置配网之后，在任何有网络的地方都可以通过微信小程序或者网页浏览器查看实时的数据浓度信息、报警记录信息和历史数据曲线图等信息。此系统主要由主控模块、wifi模块、OLED显示模块、电机、甲醛传感器、一氧化碳传感器、PM2.5传感器、烟雾传感器、按键模块、指示灯模块、蜂鸣器模块、局域网和移动终端构成。如右图所示的就是空气质量检测系统的总体结构框图。

3.1单片机最小系统单片机最小系统说的通熟易懂的话就是以最少的元器件组成能让单片机正常工作的系统。主要包括单片机、时钟电路、复位电路、电源电路和下载口电路组成。时钟电路，它提供的时钟信号给单片机提供一个时间基准；复位电路，该主芯片为低电平复位，当上电的一瞬间，C5相当于通路接地芯片自动复位，之后VDD稳定C5相当于断路，复位端一直为高电平；电源，为了给单片机供电以正常的工作。下载口，可用于程序的在线编写和调试以及程序的下载。

3.2电源模块的设计在本系统设计中，主控模块和各分支模块所需的供电为3.3V，由于供电电源为5V的输出，所以需要设计一个5V转3.3V的电源变换模块，此模块基于一个LM1117-3.3的电源转换芯片，具体电路设计如右图所示。

3.3有人云WiFi模块的设计USR-C215硬件上集成了MAC、基频芯片、射须收发单元;内置低功耗运行机制，可以有效实现模块的低功耗运行;支持Wi-Fi协议以及TCPIP协议，用户仅需简单配置，即可实现UART设备的联网功能。模块尺寸较小，易于焊装在客户产品的硬件单板电路上模块的基本管脚名称信号配型说明1GNDP电源地2VDDP电源正极3RELOADI拉低1-3秒是启动simplelink配置，3s以上是恢复出厂设置4RESETI模块复位，低电平有效5UART_RXI串口接收引脚6UART_TXO串口发送引脚7PWR_SWN悬空，不用8WPSN悬空，不用9READYO模块工作正常指示引脚，低电平有效，可外接LED10nLINKO模块WiFi连接指示引脚，低电平有效，可外接LED

3.4系统通信端的设计系统通信端的设计主要是通过移动客户端和串口WIFI模块实现的，手机端通过WIFI协议与串口WIFI模块USR-C215进行通信，然后再有串口WIFI模块USR-C215通过异步收发协议与单片机STM32单片机通信。具体实现过程如下图所示。

3.5系统控制端的设计系统控制端的设计主要是通过STM32单片机来实现的。当STM32单片机接收到串口WIFI模块USR-C215传输过来的指令，再将传输过来的指令进行分析，把具体指令通过STM32单片机的I/O口去实现对应的外部设备的控制。系统控制结构框图如图下图所示：

3.6显示模块的设计显示模块采用OLED096显示屏模块，OLED是有机发光二极管，又称为有机激光显示。OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时这些有机材料就会发光而且OLED显示屏幕可视角大且功耗低。O