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1、基于FPGA的多功能空气质量检测仪设计重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：孟萍萍指导教师：何伟教授学位类别：工程硕士(电子与通信工程领域)重庆大学通信工程学院二O一五年四月DesignofMulti-functionAirQualityDetectorBasedonFPGAAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByMengPingpingSupervisor：Prof.HeWeiSpec
2、ialty：ME(TheFieldofElectronicsandCommunicationEngineering)CollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015中文摘要摘要随着社会经济的发展，空气污染日益严重，并已成为影响人类健康的主要因素之一。为了解空气质量，改善生活环境，人们对空气质量检测仪的需求量越来越大。目前市场上专业型检测仪精度高、功能多，但其价格偏高，操作步骤繁琐，不适合普通的消费者；普通型检测仪价格适中，但存在检
3、测精度不高、功能单一、适用场合有限等问题。因此，一款多功能、物美价廉、适用于普通消费者的空气质量检测仪具有良好的应用前景。本课题采用传感器检测法为气体检测原理，并结合嵌入式系统设计的灵活性，以FPGA为硬件平台进行系统设计。硬件设计主要完成了FPGA相关电路设计，各功能模块的驱动设计，并利用第三方IP核及自行编写的用户自定义IP核搭建灵活、高效、可移植、可扩展的SOPC系统。软件部分以功能模块单位进行设计。为实现目标气体的浓度检测，主要完成浓度预测、气体分类等相关算法的移植；为提高系统的可用性，以大方、美观为原则进行各功能界面的设计，为用户
4、提供友好的人机交互界面；为提高系统的娱乐性，设计音乐播放及语音报警功能，通过完成SD卡的读写、移植Libmad音频解码库、歌词转码等实现流畅的音乐播放及实时歌词显示。经测试，系统能够准确地实现对甲醛、苯、甲苯、一氧化碳、二氧化氮、氧气六种气体的检测，并很好地实现了语音报警、酒精检测、音乐播放、闹钟等多种功能。综上所述，本检测仪体积小，功能稳定，界面友好，软硬件可升级，相对于市场上同类产品具有更高的性价比，能更好地满足普通消费者的需求，具有良好的应用前景。关键词：空气质量检测，SOPC，FPGA，音乐播放I英文摘要ABSTRACTWithth
5、edevelopmentofeconomy,airpollutionisbecomingmoreserious.Airqualitybecomesoneofthemainfactorsthataffectshuman’shealth,andpepplewanttoknowtheairqualitytoimprovethelivingenvironment,thedemandoftheairqualitydetectorisincreasing.Byanalyzingthecharacteristicsofthedetectoratthema
6、rket,theairdetectorcanbeclassfiedintoprofessionaldetectorandordinarydetector.Theprofessionaldetector’sprecisionishighandhasmanyfunctions,butthepriceistooexpensivetosuitfortheordinaryconsumer,andtheoperationiscomplicated.Ordinarydetector’spriceisrelativelylow,butitalsohasso
7、meproblems,suchaslowaccuracy,singlefunction,limitedapplicableoccasions.Therefore,theairqualitydetectorwhichismulti-functional,affordable,suitableforordinaryfamilieshasagoodapplicationprospect.Thispaperchoosesensor-testastheprincipleofgasdetection.Combiningtheflexibilityofe
8、mbeddedsystem,systemuseFPGAashardwareplatformtodesign.HardwaredesignincludeFPGArelevantci
