【文章內(nèi)容簡介】 化的缺點，虛有其表的功能是市場普遍存在的現(xiàn)象。因此，通過對現(xiàn)有現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進行分析，我們必須在現(xiàn)有空氣凈化器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對其再進行設(shè)計和創(chuàng)新將空氣更好的濾清，其目 的就是設(shè)計出相對容易使用的產(chǎn)品。 本文主要對室內(nèi)空氣凈化器進行分析設(shè)計，根據(jù)人民的需求針對 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和各部件的工作原理，以及消費者對產(chǎn)品的需求進行設(shè)計和改造。其中包括 對其的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理、系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等諸多問題的研究 。 第一章 項目提出 空氣質(zhì)量隱患 根據(jù)近幾年 的研究表明，室內(nèi)空氣污染問題不容忽視。 中國是 世界上的污染物排放大國 ，因為 我國房地產(chǎn)的大量出現(xiàn) ， 大量新房家具的裝修，其中大量的裝潢材料和各式新家具所釋放出來的化學氣體 所帶來氣體污染加劇 大氣的污染， 而且中國 日益劇 增 的 是 帶來了 非常 嚴峻的二手煙污染問題。 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署 在 2021 年發(fā)表的空氣污染和過早死亡的相關(guān)文件 —— 《全球未來環(huán)境展望 5》 強調(diào)的是一些與空氣污染 死亡的 有關(guān) 例子多達兩百多萬。 世界衛(wèi)生組織的一份新報告表明，平均每天 由 空氣污染造成的 死亡的人數(shù)大約在1000 左右，這意味著 每年約有 40 萬人面臨死亡 的威脅， 翻閱早期資料 可以知道，在 2021 年的時候， 世界衛(wèi)生組織公布的文件，在未來大約有 6 萬人死于空氣污染 。 還要 《美國自然科學院刊》（ PNAS）在近期 發(fā)表的研究報告也稱，因為空氣受到嚴重 污染人類平均壽命將 會縮短 5 年左右 。總體而言，種種數(shù)據(jù)表明了，我國的超標 嚴重的空氣污染 將 給我們帶來了巨大的生命威脅， 降低了我們的生活質(zhì)量，威脅 了我們的 日常 生活。 室內(nèi)污染情況 室內(nèi)是人們 學習，娛樂 ，生活的 要場所 ，據(jù)調(diào)查， 大多數(shù)人每天 的 四分之三的時間都呆在房間里， 所以 人們所處的主要場所 都在室內(nèi)， 隨著 社會的發(fā)展，越來越多的“宅男宅女 ”出現(xiàn)，我們更 加的應(yīng)該重視室內(nèi)以及封閉空間的空氣質(zhì)量問題 。 在 室內(nèi)， 比如家庭生活中，污染物主要是 裝潢材料 所 產(chǎn)生的甲醛，粉塵等 污染物，家庭裝修 中的甲醛潛伏期是 三到五年 甚至更久，而寵物及身體 的毛 發(fā)，皮屑，二手煙 等 污染物也是不容消滅 ；而在工作環(huán)境中，各類機器 生產(chǎn)所帶來的化學污染也非常 嚴重；車內(nèi)室作為更加封閉的 密閉空間，更 容易產(chǎn)生細菌，異味等污染物，也是非常 需要被改量空氣質(zhì)量 的 主要 場所。 第二章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理 設(shè)計智能空氣凈化系統(tǒng)可以凈化室內(nèi)空氣中的粉塵，甲醛二氧化碳等有毒有害氣體數(shù)據(jù)的實時收集， 利用過濾膜有效的過濾室內(nèi)空氣中的顆粒狀污染物，利用紫外線的照射能力破壞致病體的 DNA 結(jié)構(gòu)達到滅菌消毒的作用。 系統(tǒng)后啟動會分為自動模式與手動模式兩種，在自動模式中會對有害的氣體濃度的凈化 模式有一般、良好、優(yōu)質(zhì)三種標準，手動模式中的三個電機分別會運轉(zhuǎn)在低速、中速、高速三種狀態(tài)。啟動后，標準對應(yīng)啟動的是低速運行檔的電機，由此類推。在清潔的標準模式，實現(xiàn)了用戶選擇的處理過程的自動控制，手動啟動后，用戶可以選擇的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，但如果凈化結(jié)束后需要手動更換操作。在自動模式下處理過程中如遇到危險和有害氣體在大氣中的濃度值小于或等于標準值時，將自動停止電機運行，大于標準值時，電機會自動啟動，實現(xiàn)了在標準值下室內(nèi)的空氣凈化過程的智能化控制。在手動凈化的過程中，用戶可選擇在液晶屏 上的數(shù)據(jù)進行電機的運行速度從而控制空氣質(zhì)量，但系統(tǒng)完成凈化的時候電機仍然在運轉(zhuǎn)，需要我們手動的關(guān)閉系統(tǒng)，或者轉(zhuǎn)換其他功能模式。室內(nèi)的空氣中甲醛或粉塵的濃度連續(xù)六小時超過設(shè)定值時，液晶屏將會顯示“膜”的提示，這時用戶要清洗或更換過濾膜。如果二氧化碳的濃度超過規(guī)定值時，液晶屏顯示“用戶打開窗戶”，提示開窗口。同時主控制的芯片會用紫外燈的信號傳送信號，反饋給電路傳輸信號判斷紫外燈是否在正常工作。為了實現(xiàn)對空氣凈化過程中的智能化控制，應(yīng)該提高系統(tǒng)的性能與可靠性，采用 C8051F020 做為控制核心芯片，系統(tǒng)主要包括 氣體的傳感器陣列數(shù)據(jù)采集模塊、電機與紫外燈驅(qū)動控制模塊、紫外燈燈管信號反饋模塊、 TFT 液晶觸摸顯示模塊、紅外遙控和蜂鳴器發(fā)聲裝置等。 氣體的傳感器陣列有 DHT11 溫濕度傳感器、 DSM501 粉塵傳感器、 MG811 型 CO2傳感器、 MQ138 甲醛氣體傳感器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖 1所示。 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 微控制器的選擇 目前 市面上微處理器種類繁多， C8051F020 是 基于高速 8051 微控制器內(nèi)核、流水線指令 的結(jié)構(gòu)， 速度 可 到達 25Mindication /s， 4352 字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM， 64 k字節(jié)可以在線編輯 的 flash 存儲器， 外部 64字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器接口。內(nèi)部含有真正 12bit100 ksample /s 的 八通道 ADC， 真正 8字節(jié) 500 ksample /s 的 8 通道 ADC，均 可以 帶 PGA 和模擬 的多路開關(guān)，和 2 個 12 bit DAC。具有 8byte 寬的端口 I /O 口 ，可 以同時操作 的硬件 SMBus( I2CTM 的 兼容 ) ， SPITM 以及兩個 UAＲ T 串口。 可 有 5 個通用 的 16 bit 定時器，可編程的 16 bit 定時器陣列，有 5 個 可捕捉模塊。與舊版 的 51 系列單片機相比，在 相同成本的情況下，可靠性和速度得到了 很大提高。 氣體傳感器陣列 市面上所流通的空氣凈化器都是能夠識別多種氣體并且能夠監(jiān)測室內(nèi)溫濕度，所以在設(shè)計的系統(tǒng)中我們應(yīng)要設(shè)計出能夠識別不同氣體、氣體的溫度和濕度