【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 壓或氣壓系統(tǒng)，帶來(lái)更好的駕駛舒適性和更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 在本設(shè)計(jì)中由于裝置需要的功率不是很高，所以使用汽車內(nèi)的 12V 直流電源對(duì)其整個(gè)電路供電。 系統(tǒng)組成 經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析和論證，決定了各系統(tǒng)模塊的最終方案如下。 （ 1）傳感器模塊： 采用空氣質(zhì)量傳感器； （ 2）數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊： 采用 ADC0809N 型芯片； （ 3）控制模塊： 采用 AT89C52 控制； （ 4）指示燈模塊： 采用發(fā)光二極管 (紅，綠 )； （ 5） 報(bào)警模塊： 采用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。 （ 6） 空氣凈化裝置 模塊 ： 采用采用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)離子交換器； （ 7）電源模塊： 采用 12V的汽車電源。 本章小結(jié) 本章主要就本設(shè)計(jì)的基本要求和總體 設(shè)計(jì)方案做了簡(jiǎn)單的介紹。同時(shí)還對(duì)各模塊的方案選擇做了詳細(xì)的論證東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空氣污染指數(shù) 9 第 2 章 空氣污染指數(shù) 空氣污染指數(shù)的定義及分級(jí)限值 API（ Air Pollution Index 的英文縮寫）是空氣污染指數(shù)，我國(guó)城市空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào) API 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表 1[文獻(xiàn) 3]： 表 1 空氣污染指數(shù)對(duì)應(yīng)的污染物濃度限值 污染指數(shù) 污染物濃度（毫克 /立方米） API SO2 （日均值） NO2 （日均值） PM10 （日均值） CO （小時(shí)均值） O3 （小時(shí)均值） 50 5 100 10 200 60 300 90 400 120 500 150 表 2 空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別 空氣污染指數(shù) API 空氣質(zhì)量狀況 對(duì)健康的影響 建議采取的措施 0～ 50 優(yōu) 可正常活動(dòng) 51～ 100 良 101～ 150 輕微污染 易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀 心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動(dòng) 151~200 輕度污染 201～ 250 中度污染 心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀 老年人和心臟病、肺病患者應(yīng)在停留在室內(nèi)，并減少體力活動(dòng) 251~300 中度重污染 300 重污染 健康人運(yùn)動(dòng)耐受力降低，有明顯強(qiáng)烈癥 狀 老年人和病人應(yīng)當(dāng)留在室內(nèi)，避免體力消耗 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空氣污染指數(shù) 10 空氣污染指數(shù)的計(jì)算方法 ： ① 基本計(jì)算式： 設(shè) I為某污染物的污染指數(shù)， C為該污染物的濃度。則： 式中： C大與 C ?。涸?API 分級(jí)限值表（表 1）中最貼近 C值的兩個(gè)值， C大為大于 C的限值， C小為小于 C 的限值。 I大與 I?。涸?API 分級(jí)限值表（表 1）中最貼近 I 值的兩個(gè)值， I大為大于 I 的值， I小為小于 I 的值。 ② 全市 API 的計(jì)算步驟 a 求某污染物每一測(cè)點(diǎn)的日均值 式中： Ci 為測(cè)點(diǎn)逐時(shí)污染物濃度， n為測(cè)點(diǎn)的日測(cè)試次數(shù) b 求某一污染物全市的日均值 式中： l為全市監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù) c 將各污染物的市日均值分別代入 API 基本計(jì)算式所得值，便是每項(xiàng)污染物的 API 分指數(shù)。 d 選取 API 分指數(shù)最大值為全市 API。 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空氣污染指數(shù) 11 ③ 全市主要污染物的選取 各種污染物的污染分指數(shù)都計(jì)算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù) API，則該項(xiàng)污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。 API = max(I1,I2? Ii? In） 假定某地區(qū)的 PM10 日均值為 毫克 /立方米， SO2 日均值為 毫克 /立方米， NO2 日均值為 毫克 /立方米，則其污染 指數(shù)的計(jì)算如下：按照表 1，PM10 實(shí)測(cè)濃度 毫克 /立方米介于 毫克 /立方米和 毫克 /立方米之間，按照此濃度范圍內(nèi)污染指數(shù)與污染物的線性關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，即此處濃度限值 C2 = 毫克 /立方米， C3 = 毫克 /立方米，而相應(yīng)的分指數(shù)值 I2 =100， I3 =200，則 PM10 的污染分指數(shù)為： I ＝（（ 200－ 100） /（ － ）） (－ ) +100＝ 132 這樣， PM10 的分指數(shù) I =132；其它污染物的分指數(shù)分別為 I =76（ SO2），I =50（ NO2）。取污染指數(shù)最大者報(bào)告該地區(qū)的空氣污染指數(shù)： API =max（ 132,76,50） =132 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空氣污染指數(shù) 12 空氣質(zhì)量傳感器 R0 電壓與空氣污染程度參數(shù)與曲線圖 此 表所列為 空氣質(zhì)量傳感器 R0電壓與空氣污染程度參數(shù) R0電壓值 空氣污染指數(shù) API 質(zhì)量狀況 0～ 12mv 0～ 50 .優(yōu) 13～ 20mv 51～ 100 良 . 21～ 40mv 101～ 200 輕度污染 困倦無(wú)力 41～ 60mv 201～ 300 中度污染 精神恍惚 60mv 300 嚴(yán)重污 染 強(qiáng)烈癥狀出現(xiàn)某些疾病 . 圖 21 空氣質(zhì)量傳感器 Rl電壓與空氣污染程度曲線 圖 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì) 13 第 3 章 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì) 空氣凈化 系統(tǒng) 的工作原理及電路設(shè)計(jì) 空氣凈化 系統(tǒng) 中使用活性炭，因?yàn)榛钚蕴烤哂袕?qiáng)大的吸附功能。而且體積小，使用方便，對(duì)于本 系統(tǒng) 是一個(gè)很不錯(cuò)的選擇。 空氣凈化 系統(tǒng) 的工作原理 在本文設(shè)計(jì)中采用 活性炭的吸附跟負(fù)離子交換器來(lái)做為空氣凈化 系統(tǒng) ， 凈化原理 如圖 311 所示 。 圖 312 空氣凈化系統(tǒng)工作原理 活性炭 表面積大，具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)，有億萬(wàn)以上的納米孔，具有極強(qiáng)的吸附力，是竹炭等吸附力的 5倍，具有凈化空氣、除濕、去味、殺菌等功效。 活性炭在世界上廣泛應(yīng)用于生化防毒面具、制藥、化學(xué)氣體清除、純凈水過(guò)濾等領(lǐng)域，技術(shù)成熟、安全可靠，無(wú)毒性和副作用。 活性炭 用于吸附、凈化室內(nèi)裝修圖 311 空氣凈化 系統(tǒng) 示意圖 過(guò)濾器 離子交換器 串離子板墊 風(fēng)扇 活性碳 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì) 14 材料及新購(gòu)家俱殘留的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨氣、氡氣及總揮發(fā)性有機(jī)化合物（ TVOC）等所有對(duì)人體有毒有害的氣體和空氣中的浮游細(xì)菌。具有吸味、去毒、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能。 有效去除室內(nèi)各種異味。 凈化空氣用的活性碳內(nèi)部有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和豐富的微孔組織，這些微孔組織具有強(qiáng)大的吸附力場(chǎng)，當(dāng)空氣中的有毒有害氣體與活性炭接觸時(shí)，活性炭微孔強(qiáng)大的吸附力場(chǎng)，能將有毒氣有害體的分子吸附到微孔內(nèi)。當(dāng)利用活性炭?jī)艋諝鈺r(shí)，為了充分發(fā)揮活性炭的功效，人們往往強(qiáng)迫需要凈化的空氣，通過(guò)由活性碳制成的濾芯裝置，使污染空氣能充分與活性炭接觸，活性炭?jī)?nèi)部發(fā)達(dá)的微孔，就能迅速、完全、徹底地吸附空氣中有毒有害氣體，達(dá)到凈化空氣保護(hù)人體安全的目的。 被吸附的有毒有害氣體的分子從活性碳的微孔中釋放出來(lái)的過(guò)程，叫活 性碳的“脫附”，或者叫活性炭的“再生”?；钚蕴嫉摹懊摳健毙枰谔囟ǖ脑O(shè)備中，通過(guò)熱再生、化學(xué)洗脫、溶劑萃取再生、生物再生等復(fù)雜的工藝方法才能完成。因此，在 本設(shè)備中 ，被吸附在活性碳微孔中的有毒有害氣體分子，是不可能自己泄露出來(lái)的。 負(fù)離子發(fā)生器，通過(guò)氣體放電產(chǎn)生大量的負(fù)離子，這些負(fù)離子一方面對(duì)人體健康有直接的有益作用，另一方面負(fù)離子可以對(duì)室內(nèi)環(huán)境中的污染物發(fā)生作用，使污染物濃度降低； 74LS90N 的工作原理 74LS90 為中規(guī)模 TTL 集成計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)二分頻、五分頻和十分頻等功能，它由一個(gè)二進(jìn) 制計(jì)數(shù)器和一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。其引腳排列圖和功能表如下所示： 圖 321 74LS90 的引腳排列圖 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì) 15 圖 322 74LS90 的功能表 在設(shè)備運(yùn)行期間，單片機(jī) AT89S52 將脈沖傳送入 74LS90N。 本設(shè)計(jì)中 74LS90N 直接通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制，具體電路如圖 221 所示。 圖 323 74LS90N 的連接電路 74LS90 是異步二 — 五 — 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì) 16 圖 324 74LS90 引腳排列 圖 325 管腳引線 圖 圖 326 74LS90 功能表 通過(guò)不同的連接方式， 74LS90 可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且還可借助 R0（ 1）、 R0（ 2）對(duì)計(jì)數(shù)器清零，借助 S9（ 1）、 S9（ 2）將計(jì)數(shù)器置 9。其具體功詳述如下： （ 1） 計(jì)數(shù)脈沖從 CP1輸入， QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 （ 2） 計(jì)數(shù)脈沖從 CP2輸入， QDQLQH作為輸出端，為異步五進(jìn) 制加法計(jì)數(shù)器。 東華理工 大學(xué) 長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì) 17 （ 3） 若將 CP2和 QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由 CP1輸入， QD、 QC、 QB、 QA作為輸出端，則構(gòu)成 異步 8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 （ 4） 若將 CP1與 QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由 CP2輸入， QA、 QD、 QC、 QB作為輸出端，則構(gòu)成 異步 5421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 （ 5） 清零、置 9 功能。 a) 異步清零 當(dāng) R0（ 1）、 R0（ 2）均為“ 1”； S9（ 1）、 S9（ 2）中有“ 0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零