基于STM32的工业废气无线监测系统设计

摘要在工业生产中，极容易产生一些废气及污染物，对人们的身体造成损害，同时良好的环境也更有利于人们的心情，因此有必要获取工厂排出废气的环境数据并加以改善，确保人们的身体健康，为人们提供良好的生活环境。针对目前社会化人们对于工业废气检测的需求，本文研究了一款智能检测的工业废气无线监测系统。此监测系统依托STM32单片机控制，利用传感器对工业生产中排出的CO、PM2.5、SO2度等气体做出检测并由OLED显示屏做出显示，通过蓝牙通信的方式上传到手机端，在手机端上设定PM2.5、CO、SO2阈值，当这些有害气体的浓度高于用户设置上限，能立刻做出报警提示。经过测试，本系统结合多种气体感应器来检测工业废气内的气体浓度，检测灵敏、报警及时，通过无线通信将异常信息发送至用户手机端，及时提醒用户处理紧急情况。因此，由此开发出的工业废气无线监测系统必将拥有广阔的市场前景。关键词：STM32单片机；OLED显示屏；工业废气AbstractInindustrialproduction,itisveryeasytoproducesomeexhaustgasandpollutants,whichwillcausedamagetopeople'shealth.Atthesametime,agoodenvironmentisalsomoreconducivetopeople'smood.Therefore,itisnecessarytoobtainandimprovetheenvironmentaldataoftheexhaustgasfromthefactorytoensurepeople'shealthandprovideagoodlivingenvironmentforpeople.Inviewofthecurrentneedsofsocialpeopleforindustrialexhaustgasdetection,thispaperstudiesanintelligentindustrialexhaustgaswirelessmonitoringsystem.ThisalarmiscontrolledbySTM32singlechipcomputer,usessensorstodetectCO,PM2.5,sulfurdioxideconcentrationandothergasesdischargedfromindustrialproduction,anddisplaysthemontheOLEDdisplayscreen.ItisuploadedtothemobilephonethroughBluetoothcommunication,andsetsPM2.5,CO,SO2thresholdsonthemobilephone.Whentheconcentrationofthesecombustiblegasesishigherthantheupperlimitsetbytheuser,itcanimmediatelygiveanalarmprompt.Aftertesting,thesystemcombinesavarietyofgassensorstodetectthegasconcentrationinindustrialwastegas,whichissensitivetodetectionandtimelytoalarm,andsendsabnormalinformationtotheuser'smobilephonethroughwirelesscommunicationtotimelyremindtheusertodealwithemergencies.Therefore,theindustrialexhaustgaswirelessmonitoringsystemdevelopedfromthiswillhaveabroadmarketprospect.Keywords:STM32singlechipcomputer;OLEDdisplay;Industrialwastegas 目录第1章绪论 [6]。实际测试结果表明，该系统可有效地监测到有害气体,达到实时预警的目的。在2021年JumaahSarahJamal.的团队在《DevelopmentofUAV-BasedPM2.5MonitoringSystem》提出了一种基于无人机的PM2.5空气质量和温湿度监测系统。该系统包括由四个Arduino传感器模块组成的空气质量检测仪REF_Ref12362\r\h[7]。具体而言，它包括一个粉尘(DSM501A)传感器和一个温湿度(DHT11)传感器。同时还包括NEO-6MGPS模块和DS3231实时模块进行输入可视化。还有一个DIYSD卡记录屏蔽和存储模块，用于数据记录的目的REF_Ref10690\r\h[8]。基于Arduino的板卡包含多个传感器，所有传感器都是可编程的，使用Arduino集成开发环境(IDE)编码工具。在垂直飞行路径上进行的测量显示，与地面真实参考数据的比较显示出良好的相似性。总体而言，研究结果指向了一种轻量级、便携式的系统可以用于准确可靠的遥感数据采集(在这种情况下，PM2.5浓度数据和环境数据)的思想。在同年DharmawanHA的研究团队在《AdesignofshortdistancePM2.5monitoringsystemusingabluetoothmodule》介绍了一种基于Samyoung传感器DSM501A和HC-05蓝牙数据通信模块的PM2.5监测系统的设计。该传感器被集成到ArduinoNano中。测量的数据不仅显示在LCD上,而且通过蓝牙模块发送到计算机进行存储。数据以excel数据格式存储,并使用PLX-DAQ插件查看。采用标准PM2.5测量装置(Kanomax型粉尘监测仪3443型)对系统进行了标定。校准程序通过测量源的PM2.5浓度进行REF_Ref11167\r\h[9]。系统的性能表现在最佳通信距离、浓度范围和系统灵敏度。结果表明系统工作良好。系统与计算机的最佳距离在16m范围内。该系统的灵敏度为600μg/m3/min,在室温和湿度下的浓度测量范围可达1400μg/m3。1.3课题主要研究内容本文中主要研究内容就是以单片机为核心设计出一款智能工业废气无线监测系统，该控制系统以单片机为控制端，结合气体感应器来检测工业废气内的气体浓度，可以检测的气体种类多样，包括天二氧化硫、一氧化碳及PM2.5的浓度等，一旦感应器感应到工业废气内的气体浓度异常时，就会发生声光报警。并结合了大数据手机APP对工业废气的排放做出远程监控及报警。本文具体研究内容如下：（1）通过上网查阅和多方借阅资料，汇集工业废气无线监测系统的多方面资料与信息设计出初步的工业废气无线监测系统研究方案，并分析智能家具控制器所需要实现的功能。（2）确定工业废气无线监测系统实现的功能与方案设计，并对方案设计作出具体规划，包括系统的框架图和模块型号的分析与选择。（3）确定软件模块设计，选择设计好Andriod软件构建系统和App。对于系统通信方式和模块联系做出整体规划。（4）工业废气无线监测系统构建完毕以后进行系统调试，根据系统调试，结果不断调整系统结构与功能，实现最终预期目标。第2章系统的总体方案设计本章为工业废气无线监测系统的总体方案设计。在总体方案设计当中将会对工业废气无线监测系统的主要构成模块以及型号进行详细介绍，通过分析来选择出最佳零部件。2.1整体方案设计工业废气无线监测系统从目前监测的弊端和人们的家居安全需求出发，能实时在工业废气内的污染气体，这种系统结合多种传感器，主要包括一氧化碳、粉尘、二氧化硫这些工业废气中排放物的监测，还增加了报警模块、蓝牙模块和手机APP，当这些容易对环境造成污染以及对人们的身体健康造成危害的危险气体在工业废气内浓度高时不但能做出报警处理，还能使用手机做出阈值设置以及工业废气数据的远程监控。针对工业废气无线监测系统结构框图如下：图2-1系统总体框图2.2系统主要器件选型本节主要是对系统主要器件的选择进行阐述，系统中的各个模块都有一定的参数及性能，为了能够提供一个最优解方案，需要对模块中的主要器件进行筛选。2.2.1主控模块选择方案1：STM32F103C8T6单片机程序存储器容量为16k，能够满足基本系统功能需求。供电电压一般在2V~3.6V之间，因此功耗较低。在价格方面处于中等水平，性能优良，性价比高[10]。在此款单片机的内部具有五个通信端口，这五个通信端口可以使单片机与其他模块之间的数据信息传递流畅无阻碍。强大的处理内核是单片机运转速率极快，而且耗电量少，单片机功耗也比较低，是一款高性能且性价比高的单片机。方案2：MSP430单片机是出自美国德州仪器公司推出的一款具有低功耗、精简指令集的16位单片机[11]。该种类单片机中的使用电压在1.8~3.6V之间，环保节能。不仅具有高效率处理算法，配合40ns指令周期快速实现内部数字信号处理；而且内部自带JTAG调试接口，不需要仿真器的介入，就可以快捷实现单片机硬件和软件调试。但是这款单片机制造成本高，价格高昂。结论:方案1中的STM32F103C8T6单片机运行速率快且性能稳定，而且利用成本也不是很高，所以选择方案1。2.2.2有害气体监测模块的选择方案1:选择SGP30空气质量传感器。此款传感器由国内绿生电子公司所生产其外观制作材料主要为金属，使用寿命年限长。这款空气质量传感器主要用于空气中甲醛监测，通过内部校准好的感应装置与收集设备进行实时监测。在设计方面体积小巧，能够嵌插入小型检测仪器设备中[12]。但是其主要组成部分感感器是国外进口，因此价格高昂。方案2:选择空气质量模块（MQ135）。该模块适用于要大面积空间的有害气体检测，主要检测有害气体甲醛浓度，同时还可以监测其他有机化合物有害气体，如SO2，一氧化碳等等[13]。与单片机的连接方式为串口连接，组装方便，软件程序编程难度较低，适用于初学者。信息控制端收集数据完毕以后还可以对数据进行分析，总结出有害气体污染等级。结论:MQ135够检测多种气体，适用于工业废气空间面积较大的场所，性能优势突出，因此选择方案2。2.2.3粉尘传感器的选择方案1:选择夏普光学灰尘传感器（GP2Y1014AU0F）。顾名思义，该款传感器是一款光学传感器，是近几年来研究出的新型粉尘检测传感器，具有一定的科技含量，测量精度高，传感器可以检测出最小0.8微米的颗粒，对于一些烟雾颗粒检测效果较佳，价格适中。方案2:选择PMS5003ST粉尘传感器。这款传感器是一款激光型传感器主要检测原理是利用激光散射对空气中的粉尘浓度进行测量，通过对空间内的面积以及粉尘数量进行数字计算，完成浓度监测。但是价格高昂。结论:方案1中的夏普光学灰尘传感器测量精度准确，价格适中，更加适用于本文系统中的粉尘检测，因此选择方案1。2.3本章小结本章主要对工业废气无线监测系统的方案设计，在相关芯片和传感器的型号选择方面，综合价格、性能以及组装方式等多方面进行考虑，对系统所需要的辅助手段有更深刻的认识，为软件和硬件系统的构建打下良好的基础。

第3章系统的硬件电路设计这一章节的主要内容是工业废气无线监测系统的电路设计，在设计硬件部分之前需要对硬件的功能和结构有所了解，然后根据功能构建电路图的思路和样本，之后完成电路图后需要对照电路图进行元器件的选型和安装。3.1单片机最小系统电路设计单片机在仪器设备中肩负着重要责任，既要负责数据信息的输入输出，又要管理控制硬件设备运行工作。STM32单片机有着较高的运行速率，工作稳定。在本节中将会对单片机的电路设计进行详细介绍，主要涉及到单片机晶振电路，单片机复位电路以及单片机电源电路[14]。作为整个系统中的“智慧大脑”，单片机的电路设计尤为重要。（1）复位电路复位电路的存在就是防止后期的返工，当系统存在问题时可以及时断开电源防止后期的代码丢失。当按键被按下时，复位电路运行工作，可以有效解决系统运行出错等问题。复位电路设计，配备按键开关SW1，当按键被按下后，电路中的高电平变为低电平，复位指令运行。关于单片机在进行复位的过程中可能出现电压与电流不相匹配的情况，为了保证用电安全，复位电路的设计中需要加入105UF的电容与10K的电阻，图示分别为电容C2和电阻R1。RST是单片机连接引脚，另外两个引脚连接电源和接地[15]。图3-1复位电路（2）晶振电路晶振电路就是采用高频率计数信号来确保整个系统的每个部分来同步运行和结束运算保证数据传输地完整性和流畅性，晶振电路的组装也通过引脚与控制系统相连接。晶振电路不但在单片机运行中起到推动作用，而且晶振电路还肩负着单片机系统运行的时钟作用，时钟频率控制着单片机整体运行的速率，决定着单片机系统的运行速率，也决定着单片机系统的内部时间管理。晶振电路分为外部晶振和内部晶振，为了保证晶振电路的电路运行稳定，还需要分别在线路两端接入接20PF的电容，电容的两端连接的是GND端[16]。OSCIN和OSCOUT与单片机引脚进行连接。图3-2晶振电路（3）电源电路现在的所有电子设备都需要进行通电，单片机系统也不例外。电源电路是保证单片机系统能够正常运行的前提之一。本文中的单片机系统电源电路采用额定电压5V电源进行供电，5V的供电电源可以为绝大多数设备和系统的通用电压。电源电路的管理同时也有开关进行控制，想要中断系统供电，则可以将电源按键关闭。为了保证用电安全，电源电路一端也要接地。电源电路设置如下图3-3所示。图3-3系统电源电路设计3.2报警模块电路设计在工业废气无线监测系统中，当有污染物的浓度高于设定的上限的时候，也就是一氧化碳、PM2.5或者SO2浓度高于人员设定的阈值后系统就会通过蜂鸣器这个报警器来给用户提醒。报警电路的组成十分简单，主要包括蜂鸣器与单片机相连的接口。当报警条件触发后，电路的蜂鸣器就会开始震动。工业废气无线监测系统中的报警模块电路如图3-4。图3-4报警模块电路设计3.3CO检测模块电路设计工业废气无线监测系统上安装的MQ7一氧化碳传感器负责工业废气里一氧化碳的检测，传感器的工作原理与MQ4SO2传感器的原理一致，MQ7一氧化碳传感器检测到空气中的一氧化碳后探头的密度就会发生变化，电阻值也会发生变化。电信号输出VO引脚将直接与单片机控制端的PA5这个AD转换器端口连接在转化成为是具体的一氧化碳数值。工业废气无线监测系统中的CO检测模块电路设计如图3-5所示。图3-5CO检测模块电路3.4SO2检测模块电路设计工业废气无线监测系统上还安装了MQ135来检测SO2(二氧化硫），传感器的工作原理是探头上的二氧化硒，它是一种导体材料，表面有很多原子，它对SO2的敏感性很高，在工作的初始状态可以设定安全范围，设置完成后二氧化硒探头就会被触发，慢慢吸收空气中的介质，如果吸收到正常的空气介质比如氧气，氮气，探头的密度就会发生变化，传感器的阻值也会变大，当接触到空气中的SO2时，探头密度变大，传感器阻值变小。MQ135传感器电路设计中，电信号输出VO引脚将直接与单片机控制端的PA4这个AD转换器端口连接，AD转换器可以将传感器输出的电信号通过算法计算转变为单片机控制端可识别的数字信号，就是具体的SO2数值。工业废气无线监测系统中的MQ135SO2检测电路设计如图3-6所示。图3-6SO2检测模块电路3.5PM2.5检测模块电路设计粉尘检测模块主要检测物为PM2.5，从以上原理一样，电信号转变为数字信号，得出空气中的粉尘浓度。此模块与单片机之间通过连线连接，此模块需要与单片机数据采集端以及LED显示模块端通过引脚进行通信。另外还有端口1和端口6别连接接通电源。由于子模块所需要用到的电源电压比5V低，所以在电路设计过程中还需要加入电容和电阻控制电压。图3-7粉尘模块实物图GP2Y1014AU粉尘传感器电路设计中，电信号输出VO引脚将直接与单片机控制端的AD转换器端口连接，AD转换器可以将传感器输出的电信号通过算法计算转变为单片机控制端可识别的数字信号，就是具体的PM2.5数值。LED显示引脚连接单片机PA5引脚，电容和电阻分别与LED-GND引脚和V-LED引脚对接。传感器电路设计如图3-8所示。图3-8PM2.5传感器电路3.6OLED显示电路设计工业废气无线监测系统中安装的OELD12864液晶显示屏能将废气中的PM2.5含量、SO2含量以及CO含量均显示出来。OLED12864显示模块为IIC驱动方式，驱动过程和资源配置的难度不大，只需要连接专业的配置器LPI就可以完成初始化和配置工作。STM32单片机的IIC的驱动方式是连接好PB7和PB6对应的SDA接口和SCL接口，线路设置不重叠和交叉，接口串口连接紧密不松动，之后设定显示时间和内容的分区就完成了初始的配置工作，完成对需要显示内容的显示。工业废气无线监测系统中的OLED显示电路如图3-9示。图3-9OLED显示电路3.7蓝牙通信电路设计工业废气无线监测系统在Android平台上利用Java语言设计完成具有监测工业废气中PM2.5、CO、SO2等含量是否超标，通过蓝牙通信的方式上传到手机端，在手机端上设定PM2.5、CO、SO2阈值。在手机电路设计中，通信模块尤为重要。通信模块选择蓝牙技术进行通信传输，蓝牙通信技术不仅具有信息传输速度快，稳定性高的特点，而且还能够同时传输多种大量数据。手机控制电路设计中的通信引脚TXD和RXD将会与单片机控制端的PA10和PA11引脚相连接，完成与手机的通信功能。工业废气无线监测系统中的蓝牙通信电路如图3-10所示。图3-10蓝牙通信电路设计3.8本章小结本章介绍的是工业废气无线监测系统的各模块和各电路设计，系统的硬件设计是在仔细分析和组装每个硬件模块电路，分析组件的特点和型号以及所要实现的功能后完成的，每个元器件的设计方案和型号选择都是仔细斟酌和对比之后确定的，因此才能顺利完成硬件设计。以后的研究都要秉持这种严谨认真的态度。第4章系统的软件程序设计4.1系统的总体流程设计主程序设计主要是单片机主控制端的程序运行，STM32单片机兼容性高，可以利用KEIL软件编写程序，主要实现功能和流程如下:系统主程序驱动各个模块实现功能，串口初始化后，主程序驱动系统所有模块开始工作，显示模块、PM2.5、CO、SO2有害气体检测模块等开始工作，实时监测。按键设置阈值范围，再与手机通信，接收与发送工业废气的数据信息，当感应器和单片机控制端接收到数据异常时启动蜂鸣器报警。工业废气无线监测系统主程序设计如图4-1所示。图4-1主程序流程图4.2报警模块流程设计在工业废气无线监测系统中，报警模块部分采用的是蜂鸣器与LED发光二极管合作的方式，程序中会对报警的启动做出判断，当一氧化碳、SO2或者PM2.5浓度高的情况下，单片机就会通过程序来驱动蜂鸣器和发光报警器来给用户提醒，也就是通过I/O引脚发出驱动报警的电平信号。报警模块流程设计如图4-2所示。图4-2报警模块流程设计4.3CO检测模块流程设计一氧化碳检测模块中的MQ7传感器要求能够正确显示空中一氧化碳浓度。在程序设计中，会用到判断语句，传感器完成空气浓度检测以后将数据传输至AD转换器，AD转换器收到数据并解析数据并显示一氧化碳浓度信息，若未收到数据，则无法显示一氧化碳浓度信息。具体流程图如图4-3所示:图4-3CO检测模块流程4.4SO2检测模块流程设计MQ135SO2质量检测模块数据转换也需要用到AD转换器，程序设计中AD转换器初始化感应器，检测空气质量并获取数据，数据传到AD转换器，转换成功则会显示SO2气体浓度，反之则不显示。SO2气体检测程序设计如图4-4所示。图4-4SO2检测模块流程设计4.5PM2.5检测模块流程设计PM2.5（粉尘）检测模块中的GP2Y1014AU0F传感器要求能够正确显示空中粉尘浓度。在程序设计中，会用到判断语句，传感器完成空气浓度检测以后将数据传输至AD转换器，AD转换器收到数据并解析数据并显示粉尘信息，若未收到数据，则无法显示粉尘信息。具体流程图如图4-5所示:图4-5PM2.5检测流程图4.6手机工作模块流程设计在工业废气无线监测系统中，工业废气无线监测系统支持手机APP远程控制管理或者是线上操作，此APP采用Andriodstudio软件开发手机APP，通过JDY-31蓝牙与手机完成通信，利用手机可远程接收废气数据，而且还能设置废气的阈值。工业废气无线监测系统与APP之间的连接需要有蓝牙信号进行通信，首先将手机APP与对应蓝牙设备配对，配对成功即可进行控制器操作。在APP页面初始化以后，等待蓝牙连接，连接成功后将会解析废气的数据，并读取APP按钮对废气（SO2、CO和PM2.5）这些废气的阈值做出设置等等。具体的手机APP程序工作流程如下图4-6所示。图4-6手机接收程序流程4.7本章小结本章的主要内容是详细阐述工业废气无线监测系统软件程序部分编程流程，并通过流程图进行介绍。主要涉及到CO、SO2、PM2.5传感器程序、手机蓝牙传输模块流程等等。软件程序与硬件模块相互配合才能构成完整的系统，软件部分是整个系统运行的维系者。

第5章系统的功能调试整个系统组装完毕以后，需要进行系统调试，系统调试主要包括三大部分，分别硬件调试和软件调试，最后是整机调试。其中最重要的是软件调试和硬件调试，一般软件和硬件调试完毕以后，整机调试不会出现问题。在调试过程中调试者需要耐心对系统各部分逐一排查，确保系统正常运行5.1系统的软件调试在工业废气无线监测系统中，软件程序是驱动系统运行的关键力量。软件程序设计完成后，为了防止系统运行中出现问题，需要进行软件调试。软件调试应按照流程依次进行。首先检查主程序，确保主程序没有问题，然后逐一检查子程序。软件系统调试的内容是程序编写和代码编写的正确性。编程需要程序员将流程图与实际的流程操作进行比较，只有在比较结果正确后才能完成任务。然而，由于字符的数量和类型众多，代码书写无法逐字检查，因此采用的检查方法是分段测量。代码分为许多段进行检查。程序断点也有助于软件调试。依次检查断点可以快速发现问题，并方便检查人员快速修复程序。软件程序调试中常见的问题是编程语法错误、代码编写错误和流程图编程错误[17]。检查断点之间的代码是否正确写入。如果它运行正常且写入正确，则可以恢复其原始状态。5.2系统的硬件调试电路部分是硬件调试中是出现问题最多的地方，也是最为棘手的问题。确保零部件无误后，接下来将详细介绍电路调试，电路调试可以通过检查电路和通电观察进行调试。电路的正确连接和元器件的选型卓越才能为系统提供不竭的动力和能源，因此在进行选型时需要定制设计方案，在价格，接口和性能方面作比较选出最佳方案。电路板的选择也至关重要，它需要集成各种电线和精细部件稍有不慎就会烧坏或者数据传输混乱[18]。另外电线的选择也不容忽视，这是由于主线路和分线路都比较复杂，连接方式和连接途径相对来说比较费劲，如果电线质量跟不上，那么很容易就发生电流泄露事件造成严重的后果。最后需要对电源进行根本检查，检查电路的连通以及电流的通过情况，这个过程需要使用的仪器就是万能表。在电线焊接中，是容易出错的步骤操作，经常会出现。电路问题，例如电线错焊、虚焊、漏焊等问题。除了电线焊接错误，还经常会出现引脚焊接错误，正负极接反等问题。线路检查如图5-1所示。图5-1线路检查5.3系统的整体测试在经过软件调试与硬件调试后，工业废气无线监测系统中出现的问题已得到妥善解决，并对工业废气无线监测系统进行整机调试。整机调试过程中没有发现问题。单片机控制器、显示模块和传感器检测模块都能够正常运行，整体运行效果良好。工业废气无线监测系统实物如图5-2所示。图5-2工业废气无线监测系统实物展示系统按下电源键接入5V的电源以后，模块启动运行，将各个部分之间的数据通信激活，显示屏初始化并能够正常亮起。在显示屏的显示界面不同的字符简写代表着不同的参数。工业废气无线监测系统实物的运行效果如图5-3所示。图5-3工业废气无线监测系统实物运行工业废气无线监测系统整体完成安装以后，也进行了周全的系统调试。在进行具体的系统实物展示以后，还要对系统的功能效果进行查看。在多工业废气无线监测系统上电以后，显示屏中可以看到很多的数据，也就是此时的气体数据。多工业废气无线监测系统实物的各传感器工作数据显示如图5-4所示。图5-4传感器工作数据在板子上安装的按键可以设置有害气体的报警阈值，以一氧化碳为例，在设置时，此时按下S1按钮，进入到一氧化碳设置界面，按下S2按钮可以增加设置一氧化碳的值，例如当前设置为20℃，按下S2一下变为21℃，继续按下，继续增加，达到需要的一氧化碳后，可以按下S4按钮进行确认。当工业废气内的气体高于上限时，蜂鸣器工作实现报警。声光报警功能如图5-5所示。图5-5报警功能系统上安装了一个JDY-31蓝牙通信模块，用安卓手机安装开发完的APP，搜索“JDY-31”蓝牙设备，连接成功后就能接收废气的数据了。手机APP界面如图5-6所示。图5-6手机APP界面在对工业废气无线监测系统各个系统和模块进行指令操作和调试以后，各个模块能够实现预期功能和目标效果，整体运行良好。5.4本章小结本章的主要内容是对工业废气无线监测系统各个模块进行软件和硬件调试，系统调试的主要目的是为了检查系统行中出现的问题，并将问题解决，使得系统顺利实现要求功能。在经过软件调试、硬件调试以及整机调试以后，系统出现问题得到解决，进行实物功能展示。各个模块能够实现预期功能和目标效果，整体运行良好。第6章结论本文所设计的是一款以单片机为核心能检测工业废气中的一氧化碳、二氧化硫及PM2.5粉尘浓度，这种系统结合多种传感器，还增加了报警模块、蓝牙模块，当这些对环境和人的身体健康产生影响的废气，在工业废气内浓度高时不但能做出报警处理，还能使用手机远程查看废气情况，设置废气阈值。系统设计过程中，硬件模块采用的都是高性价比的零部件，经过层层筛选，以及对比分析，选择出最适合新风系统的零部件，在节约成本的同时保证质量。软件模块的编程采用KEIL软件和C语言，整体编程难度中等，硬件模块与软件模块合成完整系统后进行系统调试。调试过程中检查系统性能以及出现的各种问题，确保系统运行的稳定性与安全性。本次设计的工业废气环境安全检测控制系统设计基本上符合的设计要求，功能上也确实能给用户带来很大的帮助，我也认为是非常有意义的。但是我也知道目前的知识水平和设计能力还非常有限，设计的东西还比较初级，也无法得到推广和应用。而且测试后的工业废气无线监测系统整体运行效果良好，符合国家标准。但是在一些方面还有待提高，比如在性能方面，现代语音控制发达，可以在原有系统基础上加入声控装置，提高其智能性，更加方便用户使用。

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SystemInit();// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE); //GPIO输出配置 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //1路蜂鸣器4路继电器 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);}/**********采集pm25函数**********/voidread_pm25(void){LED_PM25=0; delay_us(280);//延时0.28ms pm25_c=Get_Adc(ADC_Channel_6); pm25=(((pm25_c*(3.3/4096)*2)*0.18-0.18)*500)-20; LED_PM25=1; if(pm25<0) { pm25=0; } if(pm25>500) { pm25=500; }}/**********显示函数************/voiddisplay(void){OLED_ShowCN(16,0,0);//工业废气监测 OLED_ShowCN(32,0,1); OLED_ShowCN(48,0,2); OLED_ShowCN(64,0,3); OLED_ShowCN(80,0,4); OLED_ShowCN(96,0,5); OLED_ShowChar(0,2,'C',16); OLED_ShowChar(8,2,'O',16); OLED_ShowCN(16,2,6); OLED_ShowCN(32,2,7); OLED_ShowChar(48,2,':',16); OLED_ShowNum(56,2,mq7,2,16); OLED_ShowChar(72,2,'/',16); OLED_ShowNum(80,2,mq7_d,2,16); OLED_ShowChar(96,2,'%',16); OLED_ShowChar(0,4,'S',16); OLED_ShowChar(8,4,'O',16); OLED_ShowChar(16,4,'2',16); OLED_ShowCN(24,4,6); OLED_ShowCN(40,4,7); OLED_ShowChar(56,4,':',16); OLED_ShowNum(64,4,mq135,2,16); OLED_ShowChar(80,4,'/',16); OLED_ShowNum(88,4,mq135_d,2,16); OLED_ShowChar(104,4,'%',16); OLED_ShowChar(0,6,'P',16); OLED_ShowChar(8,6,'M',16); OLED_ShowChar(16,6,'2',16); OLED_ShowChar(24,6,'.',16); OLED_ShowChar(32,6,'5',16); OLED_ShowChar(40,6,':',16); OLED_ShowNum(48,6,pm25,3,16); OLED_ShowChar(72,6,'/',16); OLED_ShowNum(80,6,pm25_up,3,16); OLED_ShowChar(104,6,'P',16); OLED_ShowChar(112,6,'P',16); OLED_ShowChar(120,6,'M',16);}/************设置阈值*************/voidset_value(void){ OLED_ShowCN(32,0,8);//设置阈值 OLED_ShowCN(48,0,9); OLED_ShowCN(64,0,10); OLED_ShowCN(80,0,11); for(;;) { OLED_ShowChar(72,2,'>',16); OLED_ShowNum(80,2,mq7_d,2,16); if(key_2==0) { delay_ms(300); if(key_2==0) { mq7_d++; if(mq7_d>99) { mq7_d=0; } OLED_ShowNum(80,2,mq7_d,2,16); delay_ms(1000); while(key_2==0) { mq7_d++; if(mq7_d>99) { mq7_d=0; } OLED_ShowNum(80,2,mq7_d,2,16); delay_ms(100); } } } if(key_3==0) { delay_ms(300); if(key_3==0) { mq7_d--; if(mq7_d<0) { mq7_d=99; } OLED_ShowNum(80,2,mq7_d,2,16); delay_ms(1000); while(key_3==0) { mq7_d--; if(mq7_d<0) { mq7_d=99; } OLED_ShowNum(80,2,mq7_d,2,16); delay_ms(100); } } } if(key_4==0) { delay_ms(300); if(key_4==0) { OLED_ShowChar(72,2,':',16); while(key_4==0); break; } } } for(;;) { OLED_ShowChar(80,4,'>',16); OLED_ShowNum(88,4,mq135_d,2,16); if(key_2==0) { delay_ms(300); if(key_2==0) { mq135_d++; if(mq135_d>99) { mq135_d=0; } OLED_ShowNum(88,4,mq135_d,2,16); delay_ms(1000); while(key_2==0) { mq135_d++; if(mq135_d>99) { mq135_d=0; } OLED_ShowNum(88,4,mq135_d,2,16); delay_ms(100); } } } if(key_3==0) { delay_ms(300); if(key_3==0) { mq135_d--; if(mq135_d<0) { mq135_d=99; } OLED_ShowNum(88,4,mq135_d,2,16); 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