【基于STC89C52单片机的空气质量报警器及净化器设计与实现11000字（论文）】

附录PAGE16PAGEPAGE12基于STC89C52单片机的空气质量报警器及净化器设计与实现目录中文TOC\o"1-3"\h\u3636摘要 I16383英文摘要 II25822目录 III6957一、绪论 120073（一）课题研究背景 19062（二）空气质量报警器的概述 217615（三）课题的研究意义及思路 231272二、总体方案及硬件设计 323889（一）系统构成 331332（二）主控电路 479241.时钟电路 539962.复位电路 5280493.中断技术概述 68983（三）SIM800LGSM模块 614021（四）继电器模块 814254（五）A/D转换电路 9140851.引脚说明 10207302.工作原理如下 108347（六）粉尘检测电路 1126856（七）报警电路 11315861.灯光报警模块 1138412.声音报警模块 122928（八）液晶显示电路 1326346（九）按键电路 1415897三、软件的设计 1510214（一）软件介绍 1522502（二）系统程序流程图 1634211.按键子程序 17131822.粉尘检测流程图 19268133.LCD1602显示流程图 2083314.报警流程图 2118217四、焊接与调试 2211049五、设计的应用 2429135（一）PM2.5的现状及常用数据 245980（二）设计主要用途及应用的场景 2615121.主要用途 26311322.应用场景 262469六、总结 2719866参考文献 29绪论课题研究背景新时代以来，中国现代化建设的进程加快。随着现代化经济体系的逐步建立，中国经济也随之发展，全国各地有了很大的变化，这令整个世界叹为观止。不可否认，经济的发展极大地促进了物质的生产，丰富了我们的生活，但同时其也带来了一系列的环境问题。过去，我国为了发展经济，引进了一些高污染的产业，并且长期忽视对空气污染的治理，空气质量不断恶化，环境安全受到威胁，治理大气污染已成为我国当前的迫切要求。空气污染又称大气污染，是一个各国普遍需要面对的问题。工业化以来，大多数国家都面临着空气污染问题，中国也不例外[1]。由于早期工业生产过程中污染气体的大量排放，防控措施不到位，造成了严重的空气污染。新世纪以来，人们的物质得到了满足，生活质量不断上升，开始追求美好的生活环境，对生活环境提出了更高的要求。但随之而来的空气污染现象却屡见不鲜，蓝天白云的景色让人怀念，人们开始不断提高对空气状况的关注度。空气质量事关个人身体健康，因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重，一些富含有毒有害物质的肺部颗粒物在大气中停留时间长，运移距离长，对人体健康和大气环境质量影响较大[2]。现代化社会，对于大量地全身心参与到市场竞争中来的年轻人而言，很少会注意空气质量问题，空气质量报警器可以为人提供一种智能化的控制解决方案，让人更好地预防大气污染。可以实现自动监视环境中的粉尘浓度，同时还让我们可以通过遥感器，实时反馈情况。所有的发明与创造都在于为了让人类生活得到更多的便捷与舒适[3]。目前以基于单片机的智能监控管理系统较为广泛流行，单片机也被称为基于单片微控制器，可以概括地来说:一块芯片就是一台电脑。其特点具有产品体积小、质量轻、价格低廉、为方便人们随时进行技术学习、应用及设计开发产品创造了方便的使用条件。单片机在目前我国的工业使用领域范围已经非常广泛，例如智能仪表、实时智能工控、通信电子设备、引导系统、家电产品等[4]。空气质量报警器的概述本毕业设计主要功能是：实时检测所处环境空气中PM2.5的浓度，当PM2.5浓度超过限度时报警及简易模拟空气净化。设计主要由STC89C52单片机、GSM模块、LCD、继电器、PM2组成。5由灰尘浓度检测模块、ADC0832转换模块和蜂鸣器报警模块组成，以单片机为主控芯片，在LCD上显示当前环境下检测到的PM2。5检测到P2时预设报警值的浓度和浓度。5当浓度高于预设报警值时，蜂鸣器、LED和GSM模块同时报警。课题的研究意义及思路1.研究意义人们的生活越来越信息化，越来越多的电子产品走进了人们的日常生活，各种电子测量设备也被大多数普通人家所拥有。尽管当今世界上有许多设备可以用来检测空气质量，但是，大多数很是笨重或者在特定环境里才能使用，方便大多数人们的设备却是很少。因此，设计一个可以让大多数人轻松方便使用的设备是有意义的。人们越来越关注所居住地空气质量的好坏，所以本设计的实现，可以方便人们随时查看居所的空气的质量。2.研究思路（1）翻阅有关的资料确定其可行性；（2）选择合适的元器件，熟悉其特性；（3）完成电路原理图设计；（4）完成实物的焊接；（5）完成软件设计；（6）调试硬件做出最后修改；3.研究难点（1）电路板的布局焊接。（2）仿真电路的设计。（3）程序的编写

总体方案及硬件设计系统构成本设计的主要硬件包括：单片机、GSM模块、LCD显示模块、继电器模块、PM2。5个传感器、A/D转换模块等。方框图如图2-1所示。按键模块AD/PM2.5检测模块按键模块AD/PM2.5检测模块LCD显示模块手机手机单单片机GSM模块GSM模块继电器模块继电器模块报警报警模块最小系统最小系统图图1-1系统方框图本设计成品整体运作原理流程如下：采用STC89C52作为主控制器，通过PM2.5粉尘检测模块检测PM2.5浓度，并实时将数据传给ADC0832模数转换芯片。LCD液晶显示屏实时显示检测到的PM2.5数据及阈值。蜂鸣器在检测到的粉尘数据超过预设报警值时启动报警。继电器在粉尘数据超过报警值时带动电风扇转动模拟换气功能。GSM模块在粉尘数据超过报警值时会向预留的手机号发送短信提示PM2.5超标。

主控电路STC89C52不仅具有不解密、低功耗、高速、高可靠性、抗静电能力强、抗干扰能力强的特点，而且具有更丰富的内部资源。它有1280字节的SRAM、8-64k字节的内部程序内存和2-8k字节的ISP引导代码。除了p0-p3端口，它还具有P4端口（PLCC封装）。该芯片有8个8#ad（ad系列）通道。主要功能如表2-1所示，引脚如图2-1所示。51单片机开发板类似于各种51单片机实验板，用汇编语言或C语言编程。使用STC单片机时，直接使用带有计算机串行开发卡和串行端口的产品套件，并根据STC单片机教程下载编程器进行下载操作，其下载速度比其他单片机更快。表2-1：主要功能STC89C52引脚介绍如下所示。VCC(Pin40)：接电源VSS(Pin20)：接地线图2-1引脚图最小单片机系统又称最小单片机应用系统，是一个能够以最少的单元运行的系统。最小系统通常应包括单片机、电源、晶体振动电路和复位电路。结构如图2-2所示。图2-2单片机最小系统时钟电路时钟电路是振荡器，是单片机正常工作的关键。时钟电路本身不控制任何东西，但可以使用程序根据时钟运行单片机。几乎所有的数字系统都是根据节奏一步一步地处理信号，系统的每个部分都是根据节奏来完成的。需要“时钟信号”使电路的所有部分均匀流动[5]。产生该时钟信号的电路是时钟电路。如图2-3所示。图2-3时钟电路复位电路RST（9）端被连接到电源Vcc以实现电平复位。如图2-4所示。图2-4复位电路中断技术概述中断是操作系统提供多进程多任务的功能。中断是一个信号，提示操作系统停止一个进程上的工作，并开始另一个进程上的工作。中断信号可以用来响应硬件或软件事件。这些中断分别分为硬件中断和软件中断。对于任何特定的处理器，中断类型的数量都受到体系结构的限制。硬件中断条件相关硬件的状态可能暗示外部硬件设备,例如，按下键盘键或移动鼠标会触发硬件中断，导致处理器读取击键或鼠标位置[6]。软件中断是由处理器本身在执行特定指令或满足特定条件时请求的。每个软件中断信号都与一个特定的中断处理程序相关联。处理器在每个指令周期中对中断触发信号进行采样，只有当采样发生时信号被断言，处理器才会响应触发器。如图2-5所示。 图2-5中断响应和处理过程SIM800LGSM模块在本设计中一旦确认粉尘的极限值，stm32F103微控制器设计就可能将数据信息发送到根据sim800C短消息模块设置的手机号码。在该控制系统的设计中选择的无线通信模块是sim800C。这种无线通信模块的特点是系统软件小，价格低，设计方案中发送短信的延迟时间短。它广泛用于通讯设置中。在电源电路中连接二极管的目的是更好地防止二极管沿相反方向推动大量电流，从而使大无线电波穿透集成的IC。电解电容器已经为850uf制定了足够的标准以开始发送SMS。此类通信的关键是串行通信连接。gsm智能模块芯片使用芯讯通(simcom)有限公司自主研发和设计生产的智能sim900a，是一款芯片体积小且芯片尺寸紧凑的智能gsm/gprs芯片模块，采用arm和smt芯片封装，基于arm和ste的智能单芯片解决方案，采用基于arm926ej-s系统结构，性能强大，支持基于ate的指令。利用了stm32的各种串行异步数据库控制模块接口来直接进行数据控制比如gsmmodem，单片机与dsp的gsm控制模块一般都用的是直接采用用于串行异步数据通信的控制接口，通信数据频率和发送速度都完全可以自己进行设定，通信范围通常设置为19200bps。GSM调制解调器和另外两个微控制器之间的通信是使用一次性串行端口数字通信的数据传输模式，modem的串口txd、rxd分别以它作为数据发送、接收端，与其他两个单片机的串口pa10、pa9连接，组成了一次串口数据通信。gsm启动模块主要是通过将在spwrkey中的信号亮度拉低一定一段时间再次将其释放出来从而进行二次启动[7]。所以当这个模块开始启动或者开机后就系统会自动开机发送一个称为atr的命令参数给这个模块，用户只是就需要直接通过"at+ipr=x"命令进行手动设置波特率并把这个命令参数数据存储在一起来。一旦被模块配置起来成为固定的波特率，那么当一个模块启动时将可能有很多机会从一个串口信号接收器得到一个特殊字符"rdy"。这些特殊字符不能在您的自动波特率被自动激活时才确定能够正常显示。同样，也就是能够通过把放在pwrkey中的信号幅度拉低一个小时之后再被信号释放传输出去。或者使用新的AT+C“AT+CPOWD=1”命令直接打开软件模块。此命令允许断开模块与Internet的连接，使软件处于安全状态，保存所有有用的数据，并完全断开系统连接。在系统关闭之前，模块串行端口会自动发送以下字符串之一“正常断电”，从而使AT命令无法执行。模块已进入电源故障模式，但RTC仍处于激活状态。可以使用状态引脚进行断电模式检测，如图2-6所示:图2-6sim800模块电路

继电器模块电磁继电器一般由铁芯、线圈、电枢、接触弹簧等组成，只要线圈两端施加一定的电压，一定的电流就会流过线圈，产生电磁效应。电枢在电磁吸引作用下克服回位弹簧的拉力，吸引铁芯，从而使电枢的动态接触与静态接触（常开接触）啮合。当线圈断电时，电磁吸力消失，电枢通过弹簧的反作用回到原来的位置，释放出原来的动、静态接触（常闭接触）。这样，抽吸和释放就达到了在电路中传导和切断的目的。对于继电器的“常开常闭”触点，可区分为：当继电器线圈未通电时断开的静态触点称为“常开触点”；打开的静态触点称为常闭触点。继电器通常有两个电路，低压控制电路和高压操作电路。电路继电器室由PNP型三极管驱动。当阈值超过设定值时，单片机将从高电平变为低电平。三极管驱动继电器接合。继电器充当开关，可驱动负载。硬件电路如图2-7所示：图2-7继电器控制电路图

A/D转换电路ADC0832是一个具有串行I/O的8位逐次逼近A/D转换器和一个具有最多8个可配置信道的可配置输入多路复用器。串行I/O配置符合NSCMicrowireSerialDataExchange标准，便于与COPS处理器系列接口，可与标准移位寄存器或µPS接口。2通道多路复用器由软件配置为单输入或差分输入和通道分配。差动模拟电压输入允许增加共模抑制和取消零模拟输入电压值。此外，电压参考输入可被设置为允许以8位全分辨率对任何小范围的模拟电压进行编码[8]。电压在0V和5V之间被输入。这种芯片的转换时间一般来说在32μS左右.而且这种芯片一般来说都会输出双数据，这就方便了数据的验证，一定程度上会大概率减少数据错误。可以通过DI数据输入端子容易地实现信道功能的选择。有以下特性：TTL/MOS输入/输出电平兼容；0v至5V输入范围，采用单5V电源；与所有微处理器的简单接口，或“独立操作”；无需进行零或满刻度调整；；并联调节器允许在高压电源下运行；通过串行数字数据链路进行远程操作；TTL/MOSI/O兼容。引脚图如下图2-8所示。图2-8引脚图

引脚说明注意，adc上的每次读取都可以使用不同的引脚和通道。因此，引脚号、模式和通道作为参数传递给函数，这样库就可以使用协议提供的灵活性。控制器使用3个引脚与adc通信——CS(通道选择)，CLK(时钟)和DI/O(数字输入/输出)。这个实现使用单个引脚进行数字输入/输出(切换其方向)，但也可以使用单独的引脚。在转换器的数据表中描述的协议包括一个设置阶段和一个转换阶段。在每一个通信的比特上，一个脉冲被发送到时钟引脚上。工作原理如下存在第二脉冲和第三脉冲之前的空闲时间的时段，在此期间应输入2位数据以选择频道：倘若DI端口输入的两位数据中的一位为“1”，另一位为“0”，则表示此时仅执行CH0的单通道转换模式；倘若DI端口输入的这两位数据其中一个是“0”和另一个是“1”的时候，这时候模式就会变成将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入；倘若DI端口输入的这两位数据其中一位是“0”和另外一位是“0”的时候，还有另一种模式。这一次，CH0将用作正输入，ch1将用作负输入；倘若DI端口输入的这两位数据都是“1”时，只对CH1进行单通道转换。倘若这两个工作都完成以后即启动位输入、通道选择都完成以后，那么这个时候就可以开始读取数据了，这种状态下通过转换而得到的数据就会被发送出去。但是这数据一共会被送出去两次，其中一次就是赶在高位在前传送的时候，而另外一次则是低位在前传送的时候，但总的来说这两次都是接连被送出去的。这样以来就可以在程序读取这两个数据以后，我们亲自来检验数据是否已经被正确读取了。

粉尘检测电路粉尘传感器可以感知大于1微米的其他微粒子，又小又轻，安装起来很简单方便，输入电路只需要5V就可以了，非常方便处理信号，而且在粉尘传感器的内部设置又气流发生器，并且这个气流发生器可以单独的来进行使用并且保持很长一段时间。这个传感器的主要参数分为以下几个部分：可以检测1微米以上的尘埃粒子的光学原理器件，这个器件可以检测1微米以上灰尘粒子；5VDC电源，这种传感器用来检测粒子的检测最大范围大概是800pcs/293ml（大于1mm的粒子）。检测原理：在这个传感器的内部光电晶体管和IRED成斜对角布置在装置的内部的角落处，并且传感器中间部位有一个小孔，这样空气就可以从小孔中经过，而空气中的尘埃就会产生反射光，这个反射光就会被传感器检测到，其中这个传感器对香烟产生的烟气和其他微小颗粒大部分都是有效的。工作时，它可以直接在数字显示画面上显示空气中灰尘的质量浓度（mg/m3）。原理如下图2-9所示。图2-9粉尘传感器报警电路灯光报警模块发光二极管简称为LED，是电子世界真正的无名英雄。它们做数十种不同的工作，可以在各种设备中找到。一般作为指示灯来使用，因为它能发出不同颜色的光。LED的特点有：节能，环保，干净，体积小，响应速度快和能够在短时间内开关状态工作，超长寿命，多变换。本设计就是利用不同颜色的LED灯来给与我们不同的指示。LED的两个重要特性是它的光强与电流和结电压与电流特性。此外，它们在数字控制上形成数字，从遥控器传送信息，打开手表，告诉你什么时候你的电器打开。基本上，LED只是很小的灯泡，很容易插入电路。但和普通的白炽灯泡不同，它们并没有燃烧的灯丝，也不会变得特别热。它们只受半导体材料中电子运动的影响，寿命与标准晶体管一样长[9]。声音报警模块蜂鸣器是一种可以发出蜂鸣声音的发声设备的一种，蜂鸣器能把接受到的音频信号转换为可以听到的声音信号。蜂鸣器在当今社会应用的领域十分宽广，像是用于家居电器，安全警报和消防以及电子娃娃和游戏机当中等等。蜂鸣器可以发出蜂鸣声可以用来提示人们。依据不同的设计蜂鸣器可能又不同的用途，它可以发出各种声音，例如音乐，警笛，警报器和电铃[10]。洗衣机中使用的蜂鸣器经常蜂鸣以提醒用户操作过程。燃烧设备中使用的大多数蜂鸣器会发出警报声，以警告用户燃烧设备正在燃烧。作为门铃应用程序，蜂鸣器通常会发出“叮”声或音乐以提醒客人参观。经常在公共安全，银行和家庭警卫区安装蜂鸣器。如果有人进入防护区域，则在传感器控制下，蜂鸣器会发出声响。这个模块的电路图如图2-10所示。图2-10声音报警模块的电路图

液晶显示电路LCD1602A液晶显示器是一种字符型液晶显示模块一般能够显示数字，英文等作。许多电子产品，例如游戏机，测电笔，电子秤和许多家用电子产品）的通设备大部分都采用了这个模块。模块电路图如图2-11所示。图2-11液晶显示电路图这个模块具有以下优点：1.画质高，不闪烁。2.LCD是数字显示器，与MCU系统的接口更可靠，更方便。3.重量轻。4.耗电少。

（九）按键电路本设计中，该按钮连接到低电平以读取该按钮。当电流初始较高时，按下按钮，单片机将处于低电平，单片机将对信号进行处理。在这次设计中，按键需要实现的功能有：设置功能，增加功能，减少功能，布防功能。为了实现这四种功能就可以设置四种独立按键进行相应的操作。在现如今的市场上主要的单片机键盘可以分为两大种，其中一种就是独立键盘，而另外一种就是矩阵键盘。如果当你设计的单片机控制系统需要的功能按键不是为数不多的时候，就应该选择使用矩阵键盘，反之，就应该使用独立键盘。识别键有多种方法，最常见的方法是扫描法：按键时，连接键的行和列行是导通的，不按键时，行行处于高位。如果所有列行都处于高位，则按或按下按钮不会更改行的级别，因此所有列行都必须处于高位。这样，当按下键时，更改键行的级别从上到下移动，从而确定是否在相应行上按下键。在单芯片微计算机处理键盘的情况下，消除键盘抖动是很重要的。这里说明的抖动是机器抖动。通常的情况下是，没有按键的时候，键盘的电平会变得不稳定。这是不可避免的，只需在按下按键时注意即可，一般该抖动大概会持续10到200毫秒。四个不同的按键闭合就会实现不同的功能，当K1闭合，就可以进行设置操作，这时候按下按键K1，显示屏上的数值会进入设置模式，数值会变成闪烁状态，再按一次K1，以下数值进入设定模式；此时，按下K2键，K2闭合，即可实现设定模式下的升值功能。如果按下K3键，K3将关闭，相反的值将减小；如果按下K4键，K4闭合，就会进入布防模式。图2-13按键电路软件的设计软件介绍KeilC51是一个拥有友好的用户界面并且功能十分强大的C语言软件开发系统。使用过后，经验会变得更加丰富。最主要的是这个软件还提供了许多强大又便捷的功能。软件界面如图3-1所示。图3-1软件界面Protel99SE基于Windows环境下开发的电路板设计\t"/item/protel%2099se/_blank"软件。该软件运行稳定高效，将所有设计工具集成到一个设计环境中，并将设计数据文件存储在一个设计数据库中。不仅功能强大，人机界面也是友好，易于人们的学习和使用，对于学校电脑来说运行起来不占用过多资源，许多学校和学生都首选这个软件。并且对于业余爱好者来讲，它简单易学，操作方便，做为业务爱好足够用了，如果你是专业设计电路板的，protel99se就显得有点老旧了。软件界面如图3-2所示。图3-2Prtel99SE软件界面系统程序流程图单片机系统软件部分主要包括主程序、关键子程序、粉尘检测子程序、显示子程序和报警子程序。主程序图3-3显示：图3-3系统程序流程图YNYN按键子程序根据按键按钮的结构和原理，它们可以分为两类。一类是指使用接触式启动开关的按钮，例如脚踏式启动开关和导电胶式启动灯。另一个是非触摸式点动开关类型的开关按钮，例如电气设备类型的按钮，感应线圈类型的按钮。前者成本较低，而后者使用寿命较短。设计方案的关键控制环影响很小。所使用的键是接触点启动开关键，分别指示用于设置粉尘浓度警报值的极限值以及接收警报消息的手机号码。单片机设计的每个按钮都有4个引脚。同一侧均并联连接。4个按钮可以并联。只需要并行连接相同的引脚即可。该按钮的关键原理是测试低频数据信号。在源程序中，测试了循环系统。一旦测试了按钮的低频数据信号，微控制器的设计将导致信号中断并进入按钮。这四个按钮分别代表加，减，清除和返回。不同的键代表不同的功能。使用4个不同的键进行不同的实际操作。记录实际操作中的延迟，以避免偏差。此按钮可设置为粉尘报警限值。在子功能键函数中，if(mode==3)，那么就会进行数字加减，mode=0模式切换;如果延迟是按键2被手动地按下，elseif(k2==0){delay_key();然后while(k2===0);是否在以下模式加if(mode==1){max++};到最大if(max==100){max=100;}的流程图如图3-4所示:图3-4按键程序图

粉尘检测流程图粉尘传感器主要用于使用GP2Y1010AU粉尘传感器检测空气中的粉尘浓度。。进入子程序后，它将逐渐对其进行检测，并根据检测到的粉尘浓度的顺序将检测到的粉尘浓度设置在子程序中。浓度的初始值，然后是通过检测获得的粉尘浓度，被转换成电信号，然后输出，在内部ad之后，测量电信号并将获得的数据量发送到微控制器设计，并且在测量并计算了微控制器的设计之后，可以获得实际的粉尘浓度值，然后一次又一次执行下一次粉尘浓度测量。不停的向MCU传输信号，再不断的进行AD转换，MCU再传递给LCD1602显示屏和上，图3-5是其粉尘传感器工作的流程图。图3-5粉尘检测流程图

LCD1602显示流程图该设计计划的关键是选择LCD1602显示器子功能作为显示器。LCD1602LCD屏幕显示子功能上电后，它首先在lcd1602子功能中执行重置操作，并且清除了显示器上的数据信息，并且内部存储空间为Clear。将来，它将与单片机进行双向通讯。单片机可以操纵色度并显示显示屏的内容。经过一定的时间延迟后，它将进入实际的加载数据和信息操作，并显示空气中的粉尘浓度到液晶屏显示。此外，在设置粉尘浓度报值限制时，根据功能键控制，可以增减报警值。MCU操作读写功能引脚加载需要显示内容的指令。然后，显示器执行一个命令来显示所有内容。必须初始化液晶显示器1602。初始化显示内容如下：ucharcodeinit1[]="temperature:c";之后我们会看到有一个演示器来执行操作，流程图如图3-6所示:图3-6LCD1602显示流程图

报警流程图执行完主功能后，始终需要检查粉尘浓度是否达到其上限值。首先，使用功能键手动设置电源开关数据信号警报值以及温度，粉尘浓度值的极限，然后检查是否超过此上限，DHT11和MQ-2检测到它们是否正在发送在电源开关的数据信号中，如果粉尘超过上限，温度，粉尘是否通过循环系统以区分其上限。设置了上限后，系统软件将自动发出警报。当检测到警报值时，蜂鸣器将自动进行警报，并且匹配的LED警报指示灯还将闪烁，并且sim800C将推送警报消息并提供相应的智能手机。该警报的流程图如下图3-7所示：图3-7报警流程图

焊接与调试在焊接之前应该先做好充足的准备工作，以免在焊接过程中出现像元器件焊接错误，电路焊接失误等原因造成的焊接失败。购买好元器件，甚至多买一份，做好备份，以免因为自己焊接失误或者其他原因，导致元器件不能用之后造成焊接的延期甚至是失败。提前做好模块划分布局，分配好各个元器件的焊接位置，别焊接到一半才发现已经没有焊接位置了，提前做好规划是非常节省时间的，也比较省力气。做好充足准备以后就可以着手进行焊接工作了，按照自己的布局一步一步的进行焊接，注意元器件的引脚，正负极等问题。焊接成品图如图4-1所示。图4-1成品图系统设计完成后，焊接电路并接通电源，观察设备能否正常工作，分别在不同环境下测试设备的稳定性与精度。在测试中，我对整成品的各个功能都进行了亲手的测试，每个功能都能完整的工作，能够正常运行。在对单片机上的电焊设计进行了无问题的测试之后，进行了功能调整以测试工具的实际操作是否合适。第一个单芯片设计再次上电。这时，LCD1602显示屏和sim800最先重置传感器。LCD1602显示屏上应出现“gsminit”，然后将移动SIM卡插入sim800c控件中。模块的插槽正在等待传感器响应。在此步骤没有问题之后，让我们检查每个控制模块的传感器功能。lcd1602显示的数值可以分为两行。显示房间中测得的温度和房间中当前的粉尘浓度值。下部表示当前房间的环境湿度，检测的时相对空气湿度。空气温度和湿度精确测量传感器和粉尘质量传感器必须放置在室内。经过几秒钟的检查，即可在1s内lcd1602液晶显示屏上直观地看到粉尘浓度只要按下一个触摸器，就可以设置在lcd1602液晶显示屏上设定粉尘浓度浓度报警的上限。牢牢握住粉尘浓度传感器，以使粉尘浓度超过设置的警报左右极限值。此时，蜂鸣器将发出警报，点燃一张纸并将其放在粉尘传感器下面。当蜂鸣器开始报警时。对应于MCU的LED告警灯亮，MCU根据sim800c向客户推送了一条简单的短信，可以清楚地看到MCU已经接受了该短信。需要提醒的是，可以清楚地看到振动传感器在报警时工作正常。按住紧急功能键，以可视方式在手机上接收紧急通信短信。

设计的应用PM2.5的现状及常用数据我国城市环境空气颗粒物污染呈现出多种污染类型的趋势，可分为：乌鲁木齐、兰州、太原等传统煤烟型（尤其是冬季）；混合型烟尘、粉尘和机动车，如郑州、石家庄等；复合型，如北京、天津、广州等[11]。随着经济的快速发展，国外近几十年来出现的大气污染问题已经集中在我国许多城市，呈现出复杂的压缩形式。我国三分之二以上的城市空气质量达不到标准要求，已进入大规模生态退化和复杂环境污染阶段。如果不采取有效的控制措施，大多数城市最终将成为一个复杂的颗粒物污染状态。PM2.5是描述复杂空气污染的主要污染物[12]。如今，中国已成为PM2.5污染最严重的地区之一。美国于1997年提出的细颗粒物标准，主要是为了更有效地监测随着工业化发展而出现的、在旧标准中被忽视的对人体有害的细颗粒物。细颗粒物指标已成为衡量和控制大气污染程度的重要指标[13]。截至2010年底，除美国和部分欧盟国家已将细颗粒物纳入国家标准并实施强制性限制外，世界上大多数国家尚未实施细颗粒物监测，大多数PM10均处于常规监测状态。根据PM2。5新的检测网络空气质量标准，24小时平均标准值分布如表5-1所示，常用指标及数据如表5-2所示;表5.1PM2.524小时PM2.5平均值标准值空气质量等级24小时PM2.5平均值标准值优0~35良35~75轻度污染75~115中度污染115~150重度污染150~250严重污染大于250及以上表5.2世界卫生组织（WHO）2005年《空气质量准则》项目年均值日均值准则值1025过渡期目标13575过渡期目标22550过渡期目标31537.5

设计主要用途及应用的场景主要用途本设计主要可用于室内和户外的空气质量（主要是PM2.5）的检测，可用于长期检测PM2.5浓度。应用场景办公室空气检测和召回、公共场所烟雾控制、空调和通风监控、气象站、观测站、道路出口监控。

总结在设计中，灰尘传感器GP2Y1010AU0F收集空气中的PM2。浓度值5经STC89C52单片机处理后显示在LCD1602上，并设置报警值检测PM2。5当浓度值超过报警值时，蜂鸣器报警，报警值可按键手动设定。此外，本设计还可以在实时检测浓度的同时，直接通知观察者电流浓度，并根据电流浓度点亮相应的灯。本设计的主要难点在于传感器的实用性和A/D转换，对数据的应用和读取相应数据的学习能力有着非常重要的意义。这也是设计带给我的练习。此次毕业设计的实物产品已达到预期的要求并实现了所需的功能。实现这个毕业设计之后，我意识到了，从一开始的题目拟定，到功能模块的确定以及硬件的焊接，再到整体测试的完成，所有的步骤都需要很多时间和精力。当然，指导老师