基于單片機(jī)空氣pm25濃度檢測系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文[wwwwendangxiazaicom(編輯修改稿)
2024-12-22 19:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 AD 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)通過單片計算輸送給顯示屏顯示設(shè)定最大爆表值超過這個值蜂鳴報警，實(shí)現(xiàn)高效便捷的檢測 濃度的作用。主要的設(shè)計內(nèi)容如下： （ 1）采用夏普 GP2Y1010 傳感器對粉塵顆粒采集。 （ 2）使用 AD0832 作為采集樣品的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量 (3) 采用 AT89S52 單片機(jī)作為控制核心，計算其顆粒物的濃度 （ 4） LCD1602 作為顯示屏顯示所有測量值。 （ 5）通過按鍵設(shè)置報警值，作為檢測量最高值，當(dāng)測量的值高于報警值，蜂鳴器報警。 第 1章 國內(nèi)外同類設(shè)計的概況綜述 167。 設(shè)計的歷史依據(jù)及其意義 文檔 下載 免費(fèi)文檔下載 受 到 關(guān) 注 是 在 上 世 紀(jì) 的 90 年 代 ， 在 美 國 的 一 些 科 學(xué) 家 或者協(xié)會 相應(yīng)的做出一些研究和發(fā)表一些論文，指出了顆粒物污染的一些來源，制定一些規(guī)章制度來限制各個國家地區(qū)對顆粒 物的排放問題，在我國最早是在一位網(wǎng)絡(luò)友人“美帝是管空氣”在微博上轉(zhuǎn)發(fā)的美國駐華使館在 twitter 上發(fā)表的北京 的檢測數(shù)據(jù)，嚴(yán)重爆表。 而在 2020 年 2 月 28 日柴靜自費(fèi)拍攝的《蒼穹之下》更是揭露了現(xiàn)在 我們面臨的種種環(huán)境危機(jī)，從而現(xiàn)在的我們更加的關(guān)注顆粒物的一些實(shí)質(zhì)性的危害?？梢蕴岣呶覈沫h(huán)境保護(hù)的意識，具有不可磨滅的影響。 隨著人類掠奪式地開發(fā)資源以及以犧牲環(huán)境為代價來換取工業(yè)和經(jīng)濟(jì) 的快速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境污染問題愈來愈嚴(yán)重。生存的環(huán)境變得苦不堪言時常受到一些迫害，因此與大自然的和平相處已變得刻不容緩。為了解決這些問題，所以現(xiàn)在的很多東西都應(yīng)用了高科技的產(chǎn)品來實(shí)行對自身周圍的環(huán)境進(jìn)行檢測，提高保護(hù)措施。 167。 國內(nèi)外檢測 主要的設(shè)計方法 重量法 重量法通俗來講指直接將大氣流中的 顆粒被截留在濾膜上，然 后用天平直接稱重。但是仍然會有一些比較較小的顆粒會穿過濾膜，但是這些顆粒較小重量可以忽略對重量的影響不大。目前，按照重量設(shè)計的檢測 采樣設(shè)備比較多，如美國 URG公司生產(chǎn)的通用型大氣污染物采樣儀（ URG300K） ,中國生產(chǎn)的四通道 采樣器（ PR2300），TH150 型智能顆粒物采樣器。 文檔 下載 免費(fèi)文檔下載 重量法可以是說最基本的方法，是驗證其他方法的標(biāo)尺，是最簡單， 最可靠的方法。但是也有其缺點(diǎn)，他需要人工來完成，并且其相應(yīng)的配套 設(shè)備也比較相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，相對來說比較費(fèi)時，因此重量法多應(yīng)用于單點(diǎn)上。 微量振蕩天平法 微量震蕩天平法相對來說就沒有那么高的檢測精度，但是它并不像重 量法那樣的復(fù)雜，它主要是靠顆粒通過他 的傳感器（錐形管構(gòu)成）改變其震蕩的頻率，也就是說空氣中的顆粒被截留在可隨時更換的濾膜上，導(dǎo)致振蕩頻率發(fā)生變化，這是就可以根據(jù)頻率的變化來檢測此時 的顆粒濃度。它能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)檢測的目的，并且能夠自動實(shí)現(xiàn)。因此我國現(xiàn)在的很多地方目前都是采用這個方法來測定 的濃度，從而更好地實(shí)時測量周圍的環(huán)境質(zhì)量。 Beta 射線法 /β 射線法 Beta 射線法基本上可以跟微量震蕩天平法是一個性質(zhì)類的，此方 法是 根據(jù)射線衰減的原理來實(shí)現(xiàn)的，就是當(dāng)射線照射在通過空氣的顆粒時，相應(yīng)的接收到的射線就會相應(yīng)的減少。減少的多少，根據(jù)換算公式就會計算出顆粒物的濃度大小。此系統(tǒng)也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，那就是可能在照射的過程中會有相應(yīng)的揮發(fā)，這時就需要一些補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，能夠最大限度的保證其準(zhǔn)確性，接近于真實(shí)值。 光散射法 光散射的原理是指；空氣中的顆粒物對光具有一定的散射作用并且根據(jù)濃度的不同散射的值也就相應(yīng)的會有所不同，濃度較高時，對光的散射也不會相應(yīng)的提高，測定光值以后，通過相應(yīng)的換算公式也就會得到其濃度值。但是，顆粒物與光的散射有著復(fù)雜的關(guān)系，顆粒的的文檔 下載 免費(fèi)文檔下載 形狀，化學(xué)組成，比重，微粒的分布都會影響光的散射問題。此外，這鞋顆粒物之間有可能還會發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。 第 2章 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計及電路設(shè)計 167。 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計 本設(shè)計系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)為基本核心，主要包括粉塵傳感器 采集模塊， A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC0832 模塊，單片機(jī)作為控制模塊，顯示屏作為顯示模塊。設(shè)計系統(tǒng)通過傳感器電路檢測 粉塵信息，由 AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過過過單片機(jī)的計算，最后在液晶上面顯示。整個系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖 21所示 圖 21 整體系統(tǒng)框架總圖 1．灰塵傳感器：實(shí)現(xiàn)對灰塵顆粒的感應(yīng)。 2． A/D 轉(zhuǎn)換電路：用于完成傳感器輸入模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 3．供電電路：實(shí)現(xiàn)對整體系統(tǒng)的供電。 4．單片機(jī)最小系統(tǒng)： AT89S52 作為微處理器，包含時鐘電路，復(fù)位電路控制其他的設(shè)備。 文檔 下載 免費(fèi)文檔下載 5 ． 顯 示 液 晶 ： 用 于 完 成 對 系 統(tǒng) 測 量 值 和報警值得顯示。 6．按鍵電路：用于完成報警值參數(shù)調(diào)整的功能。 7．報警電路：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的報警。 167。 硬件電路設(shè)計及相應(yīng)主要芯片介紹 硬件電路設(shè)計主要是根據(jù)設(shè)計技術(shù)的要求，設(shè)計出硬件電路原理圖， 也就是說硬件設(shè)備應(yīng)該怎樣連接的方式，下面將對這個方面做具體的闡述。 167。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)應(yīng)能讓單片機(jī)正常工作并且能夠 正常的發(fā)揮其功能 的一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)。它是一個小型的電腦設(shè)備所具有的那樣擁有者明顯的大腦，也就是控制的核心。同時，也具有一些輸出設(shè)備，還有就是定時器，能夠作為時間的控制中心，具有作為通訊的接口，把所有需要用到的都集中在一個小小的芯片之上，這就是單片機(jī)。當(dāng)然單片機(jī)現(xiàn)在的發(fā)展已經(jīng)比較先進(jìn)，我們來看一下作為最基本的存在它是怎樣的。如圖 22及 23 圖 22 單片機(jī)最小系統(tǒng)框 文檔 下載 免費(fèi)文檔下載 圖 23 單片機(jī)最小系統(tǒng)引腳接線圖 一般把 AT89S52 單片機(jī)的工作電壓定為 5V，經(jīng)過查看電路圖， VCC 接 5V 的電壓， VSS接地，在單片機(jī)中復(fù)位電路是必須存在的電路，就像我們開啟一臺電腦一樣，需要打開開機(jī)鍵。這個復(fù)位開關(guān)就相當(dāng)于開機(jī)鍵的存在，同時如果我們的機(jī)器死機(jī)，或者是出現(xiàn)不可未知的危害是，需要我們重新啟動時，都可以這樣開始，這次的設(shè)計采用的是手動復(fù)位的開關(guān)。 與復(fù)位電路同樣至關(guān)重要的就是屬于我們應(yīng)用的時鐘電路，這個時候 時鐘電路就像是整個機(jī)器的心臟一樣，控制著單片機(jī)的節(jié)奏。 XTAL1 為反向放大器的輸入，XTAL2 為反向放大器輸出，這是利 用晶振的作用來實(shí)現(xiàn)放大的節(jié)奏。本次設(shè)計就是采用機(jī)器周期為 12 個振蕩周期的石英晶振。 單片機(jī)最初是作為微控制器被利用起來，它被用在工業(yè)領(lǐng)域的很多方 面，比較早的時候 CPU 是其核心裝置，然后就集成了很多的外設(shè)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)比較復(fù)雜的小型控制。單片機(jī) 最早是由英 特爾公司提出來的。 AT89S52 單片機(jī)是本次設(shè)計所采用的單片機(jī)，下面將重點(diǎn)介紹它的主 要性能和參數(shù)。如圖 24 實(shí)物圖 圖 24 AT89S52 實(shí)物圖 文檔 下載 免費(fèi)文檔下載 AT89S52 具有一些比較優(yōu)質(zhì)的性能，例如能更好地與其他的設(shè)備兼容，目前在小型的設(shè)備中，它有 32 位 I 線，這是能夠跟外界溝通的基礎(chǔ)，同時也是能夠控制外設(shè)的基礎(chǔ)，另外還具有256 自的 RAM，能夠存儲一些必要的即時數(shù)據(jù)，或者一些程序， 8K字節(jié)的 Flash，能夠不斷地擦寫上千次，同時還具
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