基于单片机的室内空气检测及净化系统研究与设计-论文.pdf

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1、《自动化与仪器仪表)2015年2期(总第184期)基于单片机的室内空气检测及净化系统研究与设计吴宁，尚坡利。，蔡卓恩(兰州工业学院电气工程学院甘肃兰州，730050)(兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州，730070)摘要：本文介绍了基于PIC16F877单片机设计的室内空气质量检测及净化系统，该系统能够对室内环境空气的污染程度及湿度进行检测，根据设定要求，通过执行机构实现对上述空气指标的控制。此外，由于相应参数控制具有非线性及时滞等特征，在控制中加入模糊算法加以改善，根据测试证明其达到较好的控制效果。关键词：室内空气；检测；净

2、化；单片机DOI编码：10．14016／i．cnki．1001．9227．2015．02．105Abstract：Thispaperintroducesthedesignofindoorairqu~itytestingandpurificationsystembasedonPIC16F877．Thesys—temcoulddetectthepollutiondegreeandthehumidityofindoorairenvironmentandrealizedthecontroloftheairtargetbytheex-ecuti

3、vemechanismaccordingtotherequirements．Inaddition，duetothenonlinearandtimedelaycharacteristicsoftherelevantcon-trolparameter,fuzzyalgorithmwasaddedintothecontrolproceduretoimprovetheeffect．AccordingtothetestcontrolefectwasprovedbeRenKeywords：Indoorair；Detection；Purificat

4、ion；MCU中图分类号：TP368．1文献标识码：B文章编号：1001—9227(2015)02-0105-020引言过控制指令及监测结果对环境空气做出相应调节。系统结构框人类生活中多数时间是在室内度过，因而室内空气质量对图如图1所示。人体健康的影响是直接而重要的。研究表明，诸多原因可导致室内空气中有害物质的数量和种类增加，空气质量的低劣会使2硬件电路设计人注意力分散，工作效率下降，严重时还会使人产生更多的病(1)供电模块理症状。室内空气的污染程度要比室外严重得多，而近年来多供电模块主要给系统+5V主控板提供所需的电源。方案采地出现

5、的雾霾现象也会加剧室内污染程度。因此，研究、监测用如下设计，将市电引入并经过电容滤波、压敏电阻保护，经和改善室内空气质量对提高生活质量极其重要-。变压器变成6．5V的交流电，经过整流电路整成+5V左右的直流电，经7805稳压器稳压成+5V的控制电压供所需模块使用。其2系统设计电路图如图2所示。2．1系统结构l}空气湿度测量模块}：=控制模块l机空楱块图2供电模块整流电路图1系统结构框图(2)空气洁净度测量模块本系统以PIC16F877单片机为系统控制核心，其具有8个空气洁净度测量模块的作用是对被控房间空气分子进行测模拟量输入通道和10

6、位分辨率的模／数转换器，可将外部的模量以判断空气洁净程度的模块，其通过测量将结果返回给控制拟量变换成数字量供单片机处理。系统还包含以下几个模块：模块以判断并给予相应输出。该模块核心为TP一4型常温气敏供电模块，用来将市电转化为直流低压电以供所需；空气洁净传感器，该传感器对低浓度空气污染物如二氧化硫、二氧化度测量模块，负责采集空气污染程度情况；空气湿度测量模氮、一氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、苯并芘等气体灵敏。其块，负责对被控环境湿度进行采集；人机交互模块，包括按键由纳米级SnO：及适当掺杂混合剂烧结而成，具有微珠式结构。电路，显示电路；

7、电路保护模块，用来对超范围电压电流环境该传感器的电导性随着所在空气中气体浓度的变化而改变，属下的工作电路提供断路保护及示警功能；执行模块，功能为通于电阻式金属氧化物半导体表面控制型。在应用过程中，将其收稿日期：2014—12—16传导性作为输出信号，代表环境相对应的气体浓度，该传感器作者简介：吴宁(1981一)男，甘肃兰州人，讲师，硕士，主研方向为计算机网络，自动化装置方面的教学和研究。还具有低功耗，灵敏度高，寿命长，成本低，应用电路简单，105基于单片机的室内空气检测及净化系统研究与设计吴宁，等体积小等特点。其工作电压采用5V直流电

8、源供电，此外，在通过归纳和总结相应的控制经验，可以得到以下的控制规系统刚开始工作时，由于TP一4在长时间不通电的情况下，则表，如表1所示。不能即时进入工作状态，因此上电时采用在工作电路中加入并表1控制规则表联等值电阻的方